Примеси спирта

Метиловый спирт образуется при переработке растительных материалов вследствие разложения пектиновых веществ. При развариваиии содержащих пектин материалов происходит от­щепление метоксильных групп пектина с последующим обра­зованием метилового спирта.

Климовский с сотрудниками показал [8], что наибольшее количество метилового спирта образуется при переработке кар­тофеля; меньше метилового спирта — образуется при переработке зернового сырья. Значитель­ное количество метилового спирта образуется при переработке на спирт сахарной свеклы, содержащей много пектина. Увели­чение давления при развариваиии сырья (а следовательно, и увеличение темпера­туры) повышает содержание метилового спирта в получаемом спирте.

Вопрос об побочном образовании метилового спирта при переработке сахарной свеклы был исследован В. А. Вержбицкой и А. Л. Малченко [9]. Авторы показали, что при переработке сахар­ной свеклы на спирт метанол образуется в процессе разваривания сахарной свеклы при высокой температуре. Повышенная температура разваривания свеклы при длительном воздействии на пектин свеклы при­водит к интенсивному гидролитическому распаду пектиновых веществ сахарной свеклы с образованием метилового спирта. Чем выше температура прогрева свекловичного затора, тем больше в нем обнаруживается метанола.

Вальтер [10] указывает, что метиловый спирт может возник­нуть также в процессе распада пектиновых веществ под воз­действием пектазы в процессе спиртового брожения.

Предполагают, что продолжительное прогревание сырья в предразварниках и высокое давление при разваривании способ­ствуют большему образованию сивушного масла при брожении (см. табл. VIII—3) вследствие того, что такой режим водно-тепловой обработки благоприятен для накопления аминокислот.

На выход сивушного масла оказывает влияние и количество задаваемых дрожжей. Усиленное размножение дрожжей ведет к увеличению выхода сивушного масла. Накоплению его спо­собствует также высокая температура брожения.

На выход сивушного масла оказывает влияние и чистота брожения. Часть сивушного масла может быть образована за счет жизнедеятельности микроорганизмов, инфицирующих бро­дящую массу. Поэтому все факторы, способствующие повыше­нию чистоты брожения, поведут к уменьшению выхода сивуш­ного масла. В частности, положительное влияние оказывает герметизация бродильных чанов.

Уксусный альдегид, содержащийся в спирте, возникает так­же в бродильном чане и является промежуточным продуктом алкогольного брожения.

Возможно образование уксусного альдегида и других альдегидов в качестве продуктов окисления спиртов кислородом воздуха и некоторых вторичных реакций.

Замечено, что при проведении брожения с аэрацией содер­жание альдегидов в сыром спирте повышается.

Большему образованию альдегидов способствует по той же причине повышение температуры брожения.

Фурфурол образуется во время перегонки из пентозанов бражки при нагревании их в присутствии кислот, а также в процессе разваривания содержащего пентозаны сырья.

Указывают также, что источником образования альдегидов является реакция меланоидинообразования, идущая в процессе водно-тепловой обработки зерна.

В.П. Грязнов [12] изучал методом газохроматографического анализа сырые спирты, чтобы выяснить состав сивушного масла зависимости от вида и степени дефектности сырья.

В табл. 4 приведены результаты анализов спиртов, полученных из сырья высокой степени дефектности (IV степень дефектности сырья и выше).

Таблица   4

Соотношение компонентов сивушного масла в % об.

Сопоставляя полученные данные с составом сивушного масла в сыром спирте из нормального сырья, В. П. Грязнов пришел к заключению, что при переработке остродефектного сырья со­отношение компонентов изменяется в сторону увеличения со­держания пропиловых и бутиловых спиртов. Эти спирты, попадая при ректификации в спирт-ректификат, придают ему горький и жгучий вкус!

Некоторые примеси характерны только для определенных видов сырья. Так, фурфурол не встречается в мелассном спирте-сырце, но содержится в спирте-сырце, полученном из зерна и карто­феля.

Специфические вкусовые качества спирта, получаемого из различных материалов, зависят также от присутствия малых количеств примесей спирта, не улавливаемых аналитическими мето­дами. Так, хлебный спирт содержит соединения, придающие ему жгучий вкус, не свойственный сырцу из мелассы и карто­феля. Полагают, что этот вкус придают спирту терпены. Сырой мелассный спирт имеет неприятный вкус и запах, обусловливае­мые специфическими для него примесями, которые аналити­чески не определимы. Некоторые объясняют это наличием азо­тистых соединений.

На качество сырца оказывает влияние и состояние перера­батываемого материала. При переработке гнилого картофеля или горелого зерна продукты распада, по-видимому, сохра­няются на всех стадиях технологического процесса и ухудшают качество спирта.

Как указано выше, В. П. Грязнов хроматографическим и спектрофотометрическим анализом показал [13], что при пере­работке дефектного крахмалистого сырья в бражке обнаружи­вается присутствие формальдегида, ацетальдегида, пропионового, масляного и кротонового альдегидов, а также акролеина. Теми же методами в бражке, полученной при переработке нор­мального сырья, был обнаружен только ацетальдегид.

Мы провели анализы спирта-сырца, полученного из остродефектного крахмалистого сырья (табл. 5).

 Таблица 5

Анализы спирта-сырца, полученного из остродефектного сырья

Анализируя данные табл. 5, можно сделать вывод о повышенном почти во всех пробах содержании сивушного масла, повышенной кислотности в ряде проб и повышенном содержа­нии эфиров в первой и второй пробах. По-видимому, при порче зерна в связи с повышенной темпе­ратурой и влажностью белки сырья частично гидролизуются, вследствие чего при разваривании и последующем брожении образуется большое количество кислот, эфиров и сивушного масла. Что касается альдегидов, то из данных табл. 5 нельзя (сделать заключения об увеличении их содержания в сырце при переработке дефектного сырья; возможно что при переработке нормального сырья состав этой группы соедине­ний будет иной. ,....

Изучая состав спирта, полученного из дефектного сырья, мы [13] обнаружили в нем, кроме уксусного альде­гида, акролеин и масляный альдегид. Мы исследовали коэффи­циенты ректификации этих (примесей и нашли их значения (табл. 6).

Таблица 6

Коэффициенты ректификации К' акролеина и масляного альдегида

Из данных табл. 6 следует, что масляный альдегид является при всех исследованных концентрациях спирта голов­ным продуктом. Что касается акролеина, то при малых кон­центрациях спирта (ниже 11% об.) акролеин является хвостовой при­месью.

Присутствие 0,0005% об. акролеина в ректификате делает спирт нестандартным по пробе с серной кислотой.

Иногда дурно пахнущие примеси образуются в сырце при перегонке в результате взаимодействия бражки с материалом аппаратов. Так, при перегонке бражки в чугунных аппаратах, материал которых содержит серу, сырец приобретает неприят­ный запах сероводорода. Этот же запах может быть приобретен сырцом и в медных аппаратах, если на тарелках их имеется зона, где, застаивается и разлагается бражка. Предполагается, что фурфурол образуется также в брагоперегонных аппаратах вследствие пригорания бражки (дегидратация пентозанов)

В табл.7 приведена классификация примесей спирта-сырца по их происхождению [1, 4, 10, 14, 15, 16, 17].

Таблица 7

Основные примеси спирта-сырца

Цель процесса ректификации — освободить этиловый спирт от примесей. При этом также ставится задача получить этило­вый спирт стандартной крепости. Одновременно отбираемые примеси спирта должны быть сконцентрированы до максимальной кре­пости. В этом случае содержание спирта в отходах ректифика­ции будет минимальным.