Вперед, на главную страницу

Влияние примесей спирта на аналитические и органолептические показатели и вкус водки велико

На спиртовых заводах, перерабатывающих пищевое сырье, перегонке (т.е. дистилляции) подвергаются зерновые, картофельные, свекольные и мелассные бражки, а также смешанные — мелассно-зерно-картофельные, мелассно-свекольные, свекольно-зерно-картофельные, мелассно-сахарные и сахарно-зерно-картофельные бражки.

Кроме того, на перегонку поступают различные слабоградусные спиртовые жидкости — промой с дрожжевых сепараторов, жидкости из спиртоловушек и сивухопромывателей и др. На большинстве спиртовых заводов эти жидкости смешиваются с бражкой. На спиртовых заводах, где имеются цехи по сепарации хлебопекарных дрожжей из бражки, практикуют перегонку таких жидкостей на отдельных, так называемых нулевых колоннах.

В таблице 1 приведена характеристика бражек из различных видов сырья.

Таблица 1

Основные свойства бражек, полученных из пищевого сырья

Как видно из таблицы, крепость бражек колеблется. Перегонка бражки с пониженной крепостью (менее 7,5%) вообще нежелательна, так как уменьшается производительность аппарата, повышается расход пара и возрастают потери спирта и сивушного масла как на бражной, так и на ректификационных колоннах.

Пониженная крепость бражек наблюдается при переработке низкокрахмалистого, малосахаристого (свекла) и дефектного сырья, а также при различных отступлениях от режимов, рекомендованных технологической инструкцией.

Известно, что спирт хорошо смешивается с водой. При этом объем полученной смеси уменьшается, а температура ее повышается, что свидетельствует об образовании своеобразных соединений спирта с водой. Это свойство воды и спирта влияет на поведение примесей в процессе ректификации и позволяет «более эффективно организовать очистку спирта от нежелательных соединений методом ректификации

Спирт-сырец, получаемый при перегонке бражки, содержит в виде примесей около семидесяти различных веществ. По своей химической природе это спирты, альдегиды, в том числе непредельные сложные эфиры, органические кислоты а также соединения, содержащие азот и серу.

В таблице 2 приведен групповой состав примесей бражного дистиллята

Таблица 2

Групповой состав примесей бражного дистиллята

Примечание. Количественное содержание примесей показано по отношению вводному алкоголю.

В таблице 3 — свойства соединений, входящих в состав спирта-сырца.

Цель процесса ректификации — получение спирта стандартной крепости, Минимальным содержанием примесей. При этом отходы ректификации (эфиро-альдегидная фракция и сивушное масло) должны быть получены в максимально сконцентрированном виде с тем, чтобы обеспечить возможно больший выход стандартного спирта.

Современная технология ректификации спирта основывается на различиях и изменениях летучести спирта и примесей в спирто-водных растворах различной крепости. Так как количественное содержание примесей сравнительно невелико, то при расчетах процессов, протекающих в ректификационных колоннах, обычно считают, что летучесть примеси зависит только от содержания воды и спирта в очищаемой смеси. В соответствии с этим и введены понятия «коэффициент испарения» и «коэффициент ректификации».

Таблица 3

Свойства соединений, входящих в состав спирта-сырца

Примечание. Приняты следующие сокращения: р - растворимо, л.р. - легко растворимо, т.р. - трудно растворимо, н.р. - нерастворимо, прочерк - отсутствуют данные

Коэффициент испарения: К=А/а, где А, а - содержание летучего компонента смеси в парах, и в растворе соответственно, вес %

Коэффициент ректификации: К=Кпр/Ксп, где Кпр, Ксп - коэффициент испарения смеси и спирта.

В таблицах ниже мной приведены коэффициенты испарения и ректификации основных примесей в растворах этилового спирта различной крепости.

Как видно из таблиц, при концентрациях спирта более 55% коэффициент испарения почти всех примесей больше, чем у этилового спирта. Однако при увеличении крепости водно-спиртового раствора коэффициенты испарения примесей по отношению к коэффициенту испарения этилового спирта изменяются неодинаково. У хвостовых примесей, к которым относятся в первую очередь высшие спирты, образующие сивушное масло, в крепких водно-спиртовых растворах коэффициент испарения меньше, чем у этилового спирта. У головных примесей, уксусного, пропионового и масляного альдегида, акролеина и низших сложных эфиров коэффициент испарения постоянно выше, в том числе в относительно крепких растворах спирта, обладающих относительно меньшей температурой кипения, чем у этилового спирта. Именно на этих различиях в поведении примесей спирта основана дифференцированная очистка этилового спирта на ректификационных аппаратах, состоящих из нескольких колонн, каждая из которых выполняет определенные функции.

При определении режимов работы колонн по концентрированию спирта и отделению примесей одним из решающих факторов является флегмовое число колонны.

Флегма представляет собой жидкость - конденсат подымающихся по колонне паров - стекающую вниз по колонне через контактные устройства ( ректификационные тарелки). Отношение количества флегмы в колонне к количеству отбираемого из нее дистиллята называется флегмовым числом, которое находится по уравнению

v=f/D

где v - флегмовое число,

где f - количество флегмы, отбираемое из нижней части колонны в единицу времени, кмоль

где D - количество пара, поступающего в колонну за тот же промежуток времени, кмоль

Чем больше флегмовое число, тем лучше условия для укрепления и очистки спирта, концентрирования и отбора примесей и тем интенсивнее совершается массообмен в колонне. Из этого следует, что эффективное сечение колонны, размер и состояние поверхности теплообмена дефлегматоров ограничивают пределы загрузки аппаратов в одном случае из-за брызгоуноса снижается КПД контактных устройств ( ректификационных тарелок) , а в другом - недопустимо возрастет давление в колоннею

Вперед, на главную страницу