Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Технологія коньячних спиртів. Раціональні способи перегонки коньячних виноматеріалів та відбір фракцій.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Інші
Інститут:
Не вказано
Факультет:
РТ
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2024
Тип роботи:
Курсова робота
Предмет:
технологія галузі
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Аналітична частина
Асортимент і характеристика сировини, допоміжних матеріалів
Характеристика коньячних виноматеріалів
Коньячні виноматеріали готують по «білому» способу із білих, рожевих або червоних сортів винограду, які не мають специфічного сильно вираженого аромату, з нейтральними або легкими квітчасто – фруктовими тонами і інтенсивно забарвленого соку. До переробки не допускається гнилий і пошкоджений виноград, допускається тільки здоровий виноград. Основними сортами є Плавай, Ркацителі, Цолікаурі, Сільванер та інші з вмістом цукру не менше 15 г/100см3 і титрованій кислотності не нижче 5г/дм3.
При переробці винограду і виробництві коньячних виноматеріалів не допускається використання діоксиду сірки. Переробку винограду проводять за схемою приготування білих натуральних вин. Біотехнологічний процес бродіння сусла проводять при температурі 16…25°С.
Коньячні виноматеріали до відправки на коньячні заводи зберігають у великих резервуарах або в дубових бочках.
Склад і якість коньячних виноматеріалів, отже, і коньячних спиртів залежать не стільки від типу використовуваної перегінної установки , скільки від грунтово – кліматичних умов, в яких виростають сорти винограду,які використовують в коньячному виробництві.
Коньячні виноматеріали повинні відповідати наступним вимогам ГОСТ «Виноматеріали коньячні. Технічні умови.» РСТ УССР 1905 - 81 :
Таблиця-1.1.1.1 Органолептичні показники
Найменування показника
Характеристика
1
2
Колір
Від світло-солом’яного до рожевого. Виноматеріали можуть бути не повністю освітленими або з домішками дріжджів.
1
2
Аромат і смак
Чисті, без посторонніх запахів і присмаків
Фізико-хімічні показники коньячних виноматеріалів повинні відповідати вимогам наведеним в таблиці-1.1.1.2
Таблиця-1.1.1.2 Фізико-хімічні показники коньячних виноматеріалів
Найменування показників
Норми
1
2
Вміст етилового спирту,% об.,не менше
8,0
Масова концентрація цукру,в г/100см3,не більше
0,3
Титрована кислотність,в перерахунку на винну кислоту,
в г/дм3 ,не менше
4,5
Вміст летких кислот,в перерахунку на оцтову кислоту, в
г/дм3,не більше
1,2
Масова концентрація загальної сірчистої кислоти,мг/дм3,
не більше
15
Допустимий вміст дріжджів у виноматеріалі,%,не більше
2,0
Виноматеріали, які не задовольняють дані вимоги відбраковуються і для виробництва коньячних спиртів не використовуються.
1.1.2. Характеристика готової продукції
Коньячний спирт – напівфабрикат для виробництва різних типів коньяків.
Отримують коньячний спирт із виноградного вина (коньячного виноматеріалу) шляхом перегонки, фракціонування (молодий коньячний спирт) і витримки (дозрівання) у дубових бочках.
По органолептичним показникам коньячний спирт (молодий) повинен відповідати вимогам ГОСТ 17136 – 71
Таблиця – 1.1.2. Органолептичні показники
Найменування
Показника
Характеристика
Колір
Без кольору
Смак і запах
Характерний для коньячного спирту,без посторонніх присмаків і запахів.
Фізико – хімічні показники коньячних спиртів повинні відповідати вимогам наведеним в таблиці – 1.1.3
Таблиця – 1.1.3 Фізико – хімічні показники коньячних спиртів
Найменування показників
Норми
1
2
Вміст етилового спирту,% об. при t=20°С
62 …70
Вміст вищих спиртів,в перерахунку на ізоаміловий спирт,в
мг/100мл безводного спирту
180 … 600
Вміст альдегідів,в перерахунку на оцтовий альдегід,в мг/100мл безводного спирту
3… 50
Середні ефіри,в перерахунку на оцтово – етиловий ефір, мг/100мл безводного спирту
50…250
Вміст летких кислот, в перерахунку на оцтову кислоту,в мг/100мл безводного спирту,не більше
80
Вміст фурфуролу,в мг/100мл безводного спирту,не більше
3,0
Вміст сірчистої кислоти,мг/дм3,не більше
35
Вміст метилового спирту,% об., не більше
0,15
Вміст міді,мг/дм3,не більше
8,0
Вміст олова,мг/дм3, не більше
5,0
Вміст заліза, мг/дм3, не більше
1,0
При невідповідності коньячного спирту по органолептичним і фізико – хімічним показникам відповідно до ГОСТ даний спирт у виробництво не допускається.
Окрім відбору молодого коньячного спирту, який направляють на витримку відбирають також головну і хвостову фракції. Головна фракція міцністю дистиляту 76 … 80%об . В цій фракції головним чином містяться альдегіди(оцтовий, масляний), ефіри і вищі спирти ( ізоаміловий ), а також кислоти, фурфурол і метиловий спирт.
Із вищих спиртів в головній фракції знаходяться пропіловий, ізобутиловий та ізоаміловий, який не змішується з водою і складає головну частину сивушного масла.
Відсотковий склад сивушного масла, отриманого із виноматеріалу, який перегнаний на кубовому апараті :
вода ….. ………………………….1,98 ;
етиловий спирт ………….…36,9 ;
пропіловий спирт ….. ……..7,1 ;
ізобутиловий спирт ………. 1,7 ;
ізоаміловий ………………….49,7;
фурфурол ………………………. 0,56 ;
різні ефірні масла ……………1,98.
В хвостових фракціях містяться головним чином ефіри і кислоти. В невеликих кількостях також альдегіди, фурфурол і метиловий спирт. Її міцність 17 … 25% об. Вони також містять пропіонову, валеріанову, капронову, енантову кислоти. Ці кислоти дають ефіри, які знаходяться в коньячному спирті і коньяку. Суміш цих ефірів складає енантовий ефір, який має винний аромат.
Коньячна барда (віннас) – залишок після перегонки виноматеріалів і виділення сирцю і коньячного спирту. Яка містить деяку кількість (0,4%) виннокислого калію, який видаляється шляхом осадження виннокислим кальцієм. Барду використовують для отримання оцту, добрив, біогазу, корму для тварин, гліцерину. Іноді коньячна барда попередньо використовується на приготування важких духмяних вод , які використовують при купажуванні коньяків.
Принципова технологічна схема одержання коньячних виноматеріалів
коньячний виноматеріал
спирт не менше 8,0 % об.
цукристість не більше 0,3 г/100 см3
вміст дріжджів не більше 2,0%
інертний газ
(аргон-СО2)
пара коньячна барда
τ = 6…8 год.
спирт –сирець 23…32 % об.
пара духмяні води
50…20% об.
τ= 10…12 год
на витримку спирт
62…70 % об.
Вибір та обґрунтування технологічних
способів і режимів
Зберігання виноматеріалів
Зброджені виноматеріали після освітлення протягом двох – трьох неділь знімають з осівшого осаду і направляють на зберігання. Виноматеріал , який направляється на перегонку містить 2% дріжджів.
В зв’язку з тим , що при виробництві коньячних виноматеріалів використання сірчистого ангідриду заборонено тому ставляться повишені вимоги до умов зберігання коньячних виноматеріалів. При зберіганні неналежним способом проходить псування вина в результаті розвитку хвороботворних мікроорганізмів і окисних процесів.
Найбільш характерними захворюваннями вин мікробного походження являються цвіль вина і оцтове скисання. Вони появляються в результаті життєдіяльності аеробних бактерій, контакту виноматеріалу з киснем повітря.
Турн – захворювання, яке виникає під дією бактерій в плоских виноматеріалах. При цьому розкладається винна кислота з утворенням пропіонової і масляної кислот.
Акролеінове скисання – рідкісне захворювання виноматеріалів. Воно виникає у дуже плоских і низько градусних винах під дією бацили Вельхи ,яка розкладає гліцерин виноматеріалу і виділяє акролеїн, який переходить в дистилят і надає спирту неприємний запах гірчиці і гіркий смак.
Окислення виноматеріалів – небажаний процес. Він виникає у виноматеріалах при тривалому зберіганні і окисленні оксидазними ферментами. Висока температура сприяє окисним процесам, тому необхідно переганяти виноматеріали на коньячний спирт до наступної теплої весняної погоди. Чим раніше будуть перегнані виноматеріали, тим краща якість коньячного спирту. Крім того, зберігання виноматеріалів викликає додаткові затрати за рахунок втрат під час зберігання і вартість догляду.
Консерванти для попередження мікробного псування виноматеріалів при зберіганні не використовують. Для ізолювання поверхні вина від кисню повітря має локальний характер. Для цього особливо ретельно і вчасно необхідно проводити доливку виноматеріалів.
Найбільш прогресивним являється зберігання виноматеріалів з використанням інертних газів – азоту, аргону, вуглекислого газу в чистому вигляді або в суміші. Використання інертних газів виключає необхідність доливок. Вино в незаповнених резервуарах може залишатися без псування до моменту перегонки.
Використання інертних газів дозволяє збільшити розміри великих резервуарів, що дає велику економічну ефективність при будівництві і експлуатації виносховищ. Ці сховища відрізняють простота обладнання, дешевизна експлуатації і впевненість у збереженні продукту.
Техніка використання інертних газів полягає у витісненні повітря із над винного простору у великих резервуарах після заповнення їх вином, а також після зливу частини вина із цих резервуарів і заміщення об’єму злитого вина рівним об’ємом інертного газу під невеликим тиском.
Установка французької фірми «рідке повітря» складається з одного або декількох резервуарів для зберігання вина, оснащена балонами із стислим газом, випаровувачами, комунікаціями, що з’єднують балони із резервуарами з вином, оснащена відповідними вентилями, редукторами і клапанами, приладами для автоматичного регулювання.
Для нейтральної атмосфери приймають різні складові нейтральних газів.
Азот – найбільш економічний і простий у використанні газ. Азот - це чистий газ, без запаху і смаку, не токсичний і практично не розчинний у воді або водних розчинах.
Суміш азот – вуглекислий газ, використовують для зберігання коньячних виноматеріалів, дозволяє створювати рівновагу між розчиненим у вині вуглекислим газом і запобігти його леткості.
У даній курсовій роботі для зберігання коньячних виноматеріалів використовується суміш аргон – вуглекислий газ (аталь). Ця газова суміш представляє собою особливе зацікавлення для зберігання вина по наступним причинам:
аргон, який міститься в повітрі в кількості 1%, являється повністю інертним газом, властивості його подібні з азотом, і він повністю не розчинний у вині;
втрати виноматеріалів і зберігаються їх аромат і смак.
Перегонка коньячних виноматеріалів
Перегонка виноматеріалів являється початковою операцією коньячного виробництва і від успішного її проведення залежить якість майбутнього коньяку. Ні досягнення необхідних умов витримки, ні продовження її
тривалості не може забезпечити високої якості коньячної продукції, якщо перегонка вина проведена неправильно і в результаті її втрачені цінні складові частини вина, які перетворюючись при витримці, створюють специфічні властивості коньяку.
В порівнянні отримання коньячних спиртів з виробництвом ректифікованого етилового спирту полягає в тому, що тут не ставиться мета, якомога повніше очистити етиловий спирт від всіх його домішок, що має місце в умовах спиртового виробництва, а навпаки, зберігають частину цих домішок в закладеному на витримку очищеному коньячному спирті.
Технологічні схеми перегонки повинні задовольнити основну мету – збереження і накопичення в коньячному спирті високоцінних складових частин, які приймають участь у формуванні коньяку.
Коньячні виноматеріали, що надходять на дистиляцію підлягають перегонці на різних апаратах:
періодичної дії
шарантського типу з вогневим або паровим обігрівом;
з дифлегмаційними тарілками (типу Пісторіуса );
установки Вірменського науково – дослідного інституту виноробства, виноградарства і плодівництва.
безперервної дії
вакуум – перегінні апарати.(3,ст.313 ).
На сьогоднішній час найбільш широко в коньячному виробництві використовують шарантські апарати з паровим обігрівом, і апарати безперервної дії.
При використанні апаратів періодичної дії отримують коньячний спирт менш очищений від різних домішок, але більш ароматичний. При застосуванні апаратів безперервної дії можливо отримати нижчі якісні показники спирту, оскільки він звільнений у більшій степені від летких домішок.
В даній курсовій роботі для перегонки коньячних виноматеріалів і отримання коньячних спиртів високої якості використовується установка періодичної дії УПКС шарантського типу.
Апарат подвійної перегонки шарантського типу складається з перегінного куба з шаровим дефлегматором , підігрівача, холодильника, спиртового ліхтаря і двох збірників. Установка оснащена запобіжним клапаном, повітряником і конденсаційним горщиком.
Перегінний куб представлений циліндричною посудиною зі сферичною кришкою, на якій знаходиться шаровий дефлегматор. Куб встановлюється на стійках і у нижній частині має спусковий кран діаметром 50 мм. В куб вмонтований змієвик для нагріву глухим паром, а на кришці встановлений запобіжний клапан, що захищає апарат від аварії при підвищенні тиску чи закупорці комунікацій.
Дефлегматор представлений пустим шаром з двома отворами і паровідвідною комунікацією.
Підігрівачі і збірники представляють собою циліндричні посудини однакової форми з кришками. В нижній частині підігрівача знаходиться невеликий змійовик. Для контролювання знаходження речовини у кубі в підігрівачі і збірниках знаходяться патрубки з кранами на яких монтуються показники рівня.
Холодильник представляє собою циліндричну стальну ємність, всередині якої знаходиться змійовик з поверхнею охолодження 5-7 м2, який має невеликий уклон донизу. При наявності зворотнього наклону мають місце гідравлічні кармани і спирт з холодильника витікає поштовхами. Всередині ємності встановлені перегородки, в деякій мірі вони збільшують швидкість води, що омиває змійовик.
Спиртовий ліхтар складається з чаші, всередині якої проходить трубка, оснащена повітряником. Спиртовий ліхтар служить для контролю процесу перегонки. За величиною течії, показаннями спиртометра і термометра контролюють роботу всього апарату.
Процес перегонки відбувається слідуючим чином.
Перегонка виноматеріалів на спирт – сирець.
Прийнятий на завод виноматеріал піддають органолептичним та фізико – хімічним аналізам, після чого його направляють на зберігання до перегонки. Сезон перегонки починається з листопада місяця. Для попередження псування бажано перегонку виноматеріалів на спирт – сирець проводити в зимовий період до березня місяця.
Перед початком роботи винопідігрівач заповнюють виноматеріалом до контрольної відмітки на виномірному склі. Нагріте в підігрівачі вино направляється в нагрівальний куб, де його на протязі 30 … 40 хв доводять до кипіння, після цього зменшують подачу пари у змійовик нагріву. Спиртові пари проходять дефлегматор, конденсуються в холодильнику і через спиртовий ліхтар направляються в збірник. Частина парів у вигляді флегми
повертається із шарового дефлегматора і кришки в куб. Оскільки поверхня дефлегмації невелика і має повітряне охолодження, а отже повертання флегми до куба не перевищує 0,28 см3/сек (2 л/г), що практично мало впливає на процес перегонки.
При першій перегонці, яка триває 6 … 8 годин отримують спирт – сирець, який повинен відповідати вимогам згідно таблиці 1.3.2.1. Під час перегонки необхідно підтримують оптимальний режим нагріву, що впливає на плавність і рівномірність витікання дистиляту.
Таблиця 1.3.2.1 - Технічні вимоги до спирту – сирцю
Показники
Характеристика
Колір
Безколірний
Прозорість
Опалесцируючий
Аромат
Характерний, без по сторонніх тонів
Смак
Чистий, з легкими сивушними тонами
Спирт етиловий, % об’ємної частки
23 … 32
Перегонка спирту – сирцю на коньячний спирт
Нагрітий у винопідігрівачі до температури 60 … 65 °С спирт – сирець направляють до перегінного кубу, де температуру доводять до кипіння. При перегонці спирту – сирцю проводять відбір фракцій.
Тривалість відбору головної фракції ( 15 … 30 хв) залежить від якості виноматеріалу, об’єм її складає 1 …3 % від вмісту безводного спирту в навалці, спиртуозність дистиляту досягається 76 … 80%об . В головну фракцію переходять ті компоненти вина - леткі домішки, коефіцієнт ректифікації яких в умовах перегонки вище одиниці.
Із ефірів присутні головним чином середні ефіри, серед них – оцтовоетиловий ефір, який має точку кипіння 77 °С. Фурфурол який міститься в сирому спирті переходить в головну і середню фракцію та надає запаху мигдалю.
Середню фракцію (молодий коньячний спирт) відбирають при витраті 0,7 … 0,8 л/хв. протягом 7 … 8 год., спиртуозність 62 … 70%об. Середня фракція містить в основному етиловий спирт, а також невелику кількість головних і хвостових домішків: альдегідів, ефірів, летких кислот, фурфуролу, вищих спиртів і метилового спирту.
Із чистого або зовсім очищеного етилового спирту, витриманого в бочках, неможна отримати такого продукту як коньяк. Тому майстерність коньячного виробництва полягає в тому, щоб очистити середню фракцію, яка іде на приготування коньяка від речовин, які надають йому неприємного смаку і зберегти ті, які утворюють аромат або букет коньяка.
Відбір хвостової фракції починають при зниженні міцності дистилята до 50 … 45 % об., коли помітно відчуваються погонні тони. Тривалість відбору 3 … 3,5 год. В хвостову фракцію переходять ті компоненти – леткі домішки, коефіцієнт ректифікації яких в умовах перегонки нижче одиниці. В хвостових фракціях містяться головним чином ефіри і кислоти. В невеликих кількостях також альдегіди, фурфурол і метиловий спирт. Її міцність 17 … 25% об.
В кінці перегонки при показі спиртоміра 4 … 5 % об. Інтенсивність відбору хвостової фракції зменшується в 2 рази зниження середньої міцності. Перегонку закінчують при нульовому показнику спиртоміра. Загальна тривалість перегонки спирту – сирцю триває 10 … 12 год.
В кінці перегонки відбирають фракцію дистиляту в інтервалі міцності від 50 до 20% середньою міцністю 25 … 30 %об. – запашні води, вони мають приємний аромат і після витримки в дубових бочках використовують для приготування ординарних коньяків.
Вміст летких домішків в частинах дистиляту. Обробляючих через одинакові інтервали зниження його спиртуозності при перегонці спирту – сирцю на апаратах УПКС, % від загального вмісту в дистиляті(10,табл.1, ст.273)
Після закінчення процесу перегонки отримують коньячний спирт високої якості який направляють на витримку і виробництво марочних коньяків високої якості. Для зменшення витрат,(адже після перегонки на апараті шарантського типу залишається велика кількість барди) можна продовжити 5-ти кратну перегонку з додаванням хвостової фракції в результаті чого можна отримати коньячний спирт для виробництва
ординарних коньяків.
Після закінчення процесу перегонки в кубі залишається коньячна барда, яка містить деяку кількість (0,4%) виннокислого калію, який видаляється шляхом осадження виннокислим кальцієм.
Технологічні основи перегонки
Виноматеріал по хімічному складу представляє собою продукт, до складу якого входить:
вода (біля 80%);
етиловий спирт (біля 10,5%);
домішки (біля 0,5%).
Перегонка представляє собою процес, при якому розділяючи рідка суміш нагрівається до кипіння, а утворена пара відбирається і конденсується. В результаті чого отримується рідина, склад якої відрізняється від складу першопочаткової суміші.
Процес розділення рідких сумішей перегонкою заснований на тому, що рідини, які складають суміш, володіють різною летучістю, тобто при одній і тій же температурі володіють різною пружністю парів.
Склад пари, а відповідно, і склад рідини, яка отримується при конденсації пари, буде трішки відрізнятись від складу початкової суміші. У випадку
наявності двох компонентів легколеткого компоненту у парі буде більше, ніж в перегінній рідині. При перегонці проходить повне або часткове розділення суміші на складові її компоненти.
Відома проста перегонка і ректифікація. Проста перегонка (проста дистиляція) – це розділення суміші легколетких речовин, які містять домішки нелетких або важко летких компонентів. Проста перегонка проводиться шляхом поступового випаровування, киплячої в перегінному кубі, з безперервним видаленням утворюваних парів із системи. При цьому проходить часткове розділення компонентів.
В процесі простої перегонки при поступовому випаровуванні рідини, як в дистиляті, який отримується при конденсації пари, так і в залишку суміші, який знаходиться в кубі, по мірі протікання процесу відносний вміст легколеткого компоненту поступово зменшується.
Частіше всього проводять просту перегонку з додаванням збагаченого дистиляту легколетким компонентом за допомогою дефлегмації. Для цього над перегінним кубом встановлюють дефлегматор (конденсатор),
охолоджуваний повітрям або водою, в якому проходить часткова конденсація парів і деяке збагачення їх більш летким компонентом. Отриманий конденсат (флегма) стікає знову в куб; шляхом регулювання кількості конденсату (флегми) можна отримати більш чистий дистилят.
Як і в апаратах періодичної дії так і в апаратах безперервної дії здійснюється проста перегонка з додатковим збагаченням дистиляту.
В більшості випадків за допомогою простої перегонки не можна досягнути необхідної повноти розділення перегінної рідини і необхідно використовувати процес ректифікації.
Ректифікація – широко поширений спосіб найбільш повного розділення сумішей летких рідин, частково або повністю розчинених одна в одній. Ректифікація представляє собою перегонку, яка супроводжується взаємодією піднімаючих парів із стікаючою їм назустріч флегмою, яка отримана при частковій конденсації парів.
Поведінка летких компонентів при перегонці коньячних виноматеріалів
На результати перегонки впливає розчинність домішків в етиловому спирті і водно – спиртових розчинах різної концентрації, а також взаємна розчинність різних домішків. Умови переходу летких речовин в дистилят залежать від багатьох факторів, і вміст летких речовин не можна регулювати виходячи тільки із величини коефіцієнтів ректифікації окремих домішків,які входять до складу виноматеріалу або спирту – сирцю.
Перехід в дистилят альдегідів і летких ефірів найбільш інтенсивний на початку перегонки і поступово зменшується по тривалості її, досягаючи мінімуму в кінці перегонки.
В залежності від температури кипіння всі леткі домішки можна поділити на дві групи :
низькокиплячі (оцтовий, пропіловий, масляний альдегіди, мурашиний, оцтовометиловий, оцтовоетиловий ефіри, метиловий спирт );
висококиплячі (вищі спирти(пропіловий, ізобутиловий, ізоаміловий) фурфурол, ефіри (ізомасляноетиловий, ізовалеріановий) і кислоти (оцтова, пропіонова, масляна)).
Вищі спирти при перегонці завжди перехолять в найбільшій кількості в головну і середню фракцію, в найменшій кількості – в хвостову. Валове накопичення вищих спиртів в головній фракції суттєво залежить від спирто - вмісту перегінного середовища. При перегонці спирту – сирцю в кожному відсотку відбиваючої головної фракції міститься до 3 % від загальної маси вищих спиртів, а при відборі головної фракції із виноматеріалу ця величина підвищується до 7 %.
Типово хвостовою фракцією являється β – фенілетиловий спирт, інтенсивність переходу якого по ходу перегонки збільшується.
Очистка спирту від летких домішків або їх накопичення в спирті при перегонці заснована на різниці коефіцієнтів випаровування або ректифікації.
Коефіцієнт випаровування Кв – це відношення концентрації речовин в парі і концентрації його в рідині в момент встановлення рівноваги.
Коефіцієнти випаровування окремих домішків різні і змінюються із зниженням спиртовмісту пиплячої рідини і режиму перегонки( 6,ст.49,таб.6). При перегонці виноматеріалу проходять процеси новоутворення домішків, а також утворення подвійних або навіть потрійних азеотропних сумішей,що впливає на величину коефіцієнта випаровування.
Для того, щоб судити наскільки можна очистити етиловий спирт від його домішків шляхом перегонки, необхідно порівняти коефіцієнти випаровування домішків Кв з коефіцієнтом випаровування етилового спирту Ке . Відношення коефіцієнта випаровування якого – небуть домішку, який міститься в сирому спирті, до коефіцієнта випаровування етилового спирту називається коефіцієнтом ректифікації (К’в) :
(К’в)= Кв : Ке
Коефіцієнт ректифікації показує, як змінюється при перегонці вміст домішків по відношенню до етилового спирту.
Якщо коефіцієнт ректифікації рівний 1, - це означає, що перегонка не супроводжується очисткою ( вміст домішків в дистиляті залишається без зміни ).
Якщо коефіцієнт ректифікації більше 1, то дистилят містить більше домішків, ніж суміш, що переганяється. Ці домішки називаються головними.
Якщо коефіцієнт ректифікації домішків менше 1, то дистилят містить
менше домішків, ніж суміш,що переганяється, так як домішки випаровуються менш інтенсивно, ніж етиловий спирт. Ці домішки називаються хвостовими.
Перехід летких кислот в дистилят збільшується по мірі тривалості перегонки. В головній фракції концентрація летких кислот найменша, в середній вона збільшується і в кінці відбору хвостової фракції досягає максимуму.
Фурфурол починає переходити в погон при зниженні вмісту спирту в рідині до 15 % і повністю випаровується трішки раніше,ніж із рідини весь спирт. За рахунок поганої розчинності фурфуролу у воді цей продукт тривалий час відганяється з етиловим спиртом, потрапляючи частково у хвостову фракцію. Тому фурфурол слід віднести до домішків, які займають проміжне положення між типовими головними і хвостовими домішками. Наявність у рідині, що переганяється інших компонентів сильно впливає на перехід фурфуролу у погон. Так, присутність оцтової кислоти і особливо метилового спирту знижує концентрацію фурфуролу в парах.
При перегонці спирту – сирцю міцністю 23 … 30 % об. вищі спирти відганяються інтенсивніше етанолу і до моменту переходу на хвостову фракцію 85 … 90 % від їх загального вмісту переходять в дистилят. Ефіри жирних кислот, в тому числі і компоненти енантового ефіру переганяються більш інтенсивно, ніж вищі спирти поводять себе як типово головним домішкам. Основна їх маса переходить в дистилят в початковий період відбору коньячного спирту. Метанол, метиллактат і леткі кислоти відносяться до типових хвостових домішків.
Головні домішки мають інтенсивний неприємний ефіроальдегідний аромат і різкий жагучий смак. По тривалості згонки ефіроальдегідний тон слабшає і починає проявлятися характерний «коньячний» аромат, який складається із складного поєднання квітково – фруктових відтінків. Смак залишається жагучим із – за високої спиртуозності . При міцності 45 … 50 % об. аромат дистилята слабшає і починає відчуватися характерний погонний тон. В смаку проявляються м’якість і повнота. Хвостові фракції виділяються сильним і неприємним погонним тоном в ароматі і кислим присмаком.
Новоутворення домішків в процесі перегонки
Характерною особливістю процесу перегонки являється тривале кип’ятіння вина. Це супроводжується новоутворенням домішків, які переходять в коньячний спирт.
Джерелами новоутворень є леткі і нелеткі компоненти вина. Основні процеси новоутворень призводять до збагачення коньяка ефірами, альдегідами і іншими карбонільними сполуками. Новоутворення альдегідів і інших карбонільних з’єднань проходить в результаті окислення спиртів, окисного не ферментативного дезамінування амінокислот, карбоніл амінних реакцій і дегідратації цукрів. Однак найбільш цінними для якості являються вищі альдегіди з числом вуглецевих атомів більше двох. висококиплячі альдегіди в концентраціях, які зустрічаються в коньячних спиртах, володіють різноманітними приємними плодовими і квітковими ароматами і в суміші з вищими спиртами і ефірами злагоджують букет коньяка. Утворення ацеталей в процесі витримки спиртів призводять до пом’якшення і «округлення»смаку, оскільки вільні спирти завжди більш різкі в органолептичному відношенні.
Взаємодія амінокислот виноматеріалу на якість коньяка залежить перш за все, від її природи. Встановлено, що введення у виноматеріал перед перегонкою окремих амінокислот не приводить до суттєвих змін масової концентрації ефірів, вищих спиртів і летких кислот.
Добавка амінокислот у виноматеріал супроводжується збагаченням спирту формальдегідом, ацетальдегідом і фурфуролом.
Ідентифіковані ди – і оксикарбонільні з’єднання (диацетил, ацетоін, гліоксаль) накопичуються в коньячному спирті в різних кількостях.
Амінокислоти виноматеріалу мають різний вплив на склад карбонільних з’єднань і якість коньяка. Утворюючіся при перегонці вина вищі і ароматичні альдегіди із моноамінокарбонових і ароматичних амінокислот замітно покращують якість коньяка. Продукти розпаду сірковмісних амінокислот погіршують якість. Оксиамінокислоти, основні і кислі амінокислоти в концентраціях, характерних для коньячних виноматеріалів, суттєво не впливають на якість коньяка.
При збагаченні коньячних виноматеріалів азотистими речовинами перевагу потрібно віддавати тим , які забезпечують максимальне накопичення у вині моноаміномонокарбонових і ароматичних амінокислот при мінімальному накопиченні сірковмісних.
Важливим джерелом утворення карбонільних з’єднань при перегонці вина являються карбоніламінні реакції. Карбонільні з’єднання, які при цьому утворюються не являються однорідними, а складаються із аліфатичних, ароматичних, фуранових альдегідів, дикарбонових та інших речовин.
Окрім цукрів у взаємодію з амінокислотами можуть вступати поліфеноли. Великою реакційною здатністю у цьому відношенні володіє енотанін.
До складу коньячних спиртів входять альдегіди фуранового ряду, які утворюються в результаті розпаду цукрів в кислому середовищі при перегонці.
Коньячні виноматеріали містять всі необхідні компоненти для проходження реакції ефіроутворення. Визначаючими параметрами цього процесу являються концентрація реагуючих речовин, температура, рН середовища.
В результаті концентрації ефірів, в тому числі важливих для якості вищих, понижаються особливо в зоні високих значень рН. Хоча вищих ефірів значно менше, ніж етилацетату, однак, в силу їх низьких порогових концентрацій, вплив їх на органолептичну оцінку надзвичайно вище.
Підвищена кислотність виноматеріалу сприяє також збагаченню спирту вищими альдегідами, які сприятливо впливають на букет коньяку.
Найбільш високою якістю володіє коньяк із всококислотного виноматеріалу. Його букет характеризується розвиненістю, складністю і квітково-енантовими відтінками, смак гармонійний і повний. Із пониженням кислотності вина якість коньяку погіршується: слабшають характерні квітково – енантові тони в букеті, втрачається гармонійність і складність смаку.
Новоутворення ефірів на апаратах різних систем проходить в неоднаковій степені, так як тривалість кип’ятіння вина різна. Приріст середніх ефірів при перегонці виноматеріалу на УПКС сягає 17,7% , а спирту – сирцю – 5,3%.
Новоутворення метанолу, летких кислот і вищих спиртів при перегонці виноматеріалу на спирт – сирець не виявляється.
Матеріал, із якого виготовлено перегонна апаратура, також впливає на процеси новоутворення. Використання міді призводить до більш енергійного утворення ефірів, альдегідів, що позитивно впливає на якість коньячного спирту.
Роль дріжджів в формуванні якості коньяка
Вплив дріжджів на якість коньяка проявляється при бродінні сусла і перегонці виноматеріалів. В коньячному виробництві головна роль належить дріжджам роду Sacharomyces vini i Sacharomyces oviformis.
Використання дріжджів хересних при бродінні призводить до збагачення коньячного спирту середньо – і висококип’ячими складними ефірами, які облагороджують букет коньяка.
Суттєвий вплив на якість коньячного спирту оказують автолізати дріжджів. Перегонка виноматеріалів з добавкою винних, хересних дріжджів призводить до збагачення коньячного спирту складними ефірами, альдегідами і вищими спиртами. Наявність у вині дріжджів призводить до збільшення концентрації фурфурола, що пояснюється дегідратуванням цукрі і цукроамінними реакціями.
Витримка виноматеріалів на дріжджах сприяє накопиченню енантових ефірів.
Наявність дріжджів коньячних виноматеріалів сприяє збільшенню вмісту в них високо киплячих домішок, таких як енантові ефіри, високомолекулярні дріжджі і терпенові і ароматичні спирти. В результаті аромат коньячного спирту ускладнюється за рахунок посилення квіткових відтінків. Але головне – це поява як в ароматі, так і у смаку тонів енантового ефіру, відомих під назвою «мильних».
Вплив дріжджів на показники коньячного спирту приведено в ( 7, ст. 67, табл. 10).
Опис апаратурно – технологічної схеми
Процес перегонки на апараті шарантського типу УПКС відбувається наступним чином по двократній перегонці.
Виноматеріал із цеху зберігання з резервуара 1 за допомогою насоса 2 через мірник 3 подається у винопідігрівач 4. Перша навалка не підігрівається. Нагріте вино направляється у нагрівальний куб 5, де його на протязі 30 … 40 хв. доводять до кипіння, після цього зменшують подачу пари у змійовик нагріву. Спиртові пари проходять дефлегматор 6, конденсуються у холодильнику 7 і через спиртовий ліхтар 8 направляються у збірник 9. Частина парів у вигляді флегми повертається із шарового дефлегматора 6 і кришки в куб 5.
Перегонку виноматеріалів на спирт – сирець продовжують 6 … 8 год., а перегонка спирту – сирцю на коньячний спирт триває протягом 10 … 12 год.
Під час перегонки необхідно підтримувати оптимальний режим нагріву, що впливає на плавність і рівномірність витікання дистиляту.
Кінець перегонки визначається спиртометром у ліхтарі 0 % об. барду, яка залишилася після перегонки направляють на утилізацію, а відпрацьовану рідину при дистиляції спирту – сирцю зливають.
Розрахункова частина
Вихідні дані для розрахунку
Розрахунки проводимо на 1 000 дал. прийнятого виноматеріалу.
Таблиця 2.1.1. – Норми втрат
Втрати
Норми
При зберіганні виноматеріалів при t=25 … 20°С під шаром інертних газів в ємкостях, %
0,26
При перекачуванні ( % ):
Із 2 000 до 120 дал.
Із 2 000 до 10 000 дал.
0,09
0,07
При перегонці виноматеріалу на спирт – сирець на апаратах періодичної дії УПКС ,%
1,3
Перегонка спирту – сирцю на коньячний спирт на УПКС,%
1,35
Дистиляція барди , %
1,2
При ректифікації, %
0,6
Розрахунок продуктів
Визначаємо кількість витрат при прийманні та перекачуванні на зберігання:
Кількість виноматеріалу після перекачування втрат
1 000 – 0,7 =999,3 дал.
Визначаємо норми втрат при зберіганні виноматеріалів до перегонки під шаром інертних газів:
Кількість виноматеріалів після зберігання:
999,3 – 2,6 =996,7 дал.
Визначаємо норми втрат при перекачуванні із резервуарів через мірник в перегонний куб:
Кількість виноматеріалу після перекачування в перегонний куб:
996,7 – 0,9 = 995,8 дал.
Визначаємо кількість втрат при перегонці коньячних виноматеріалів на спирт – сирець на апаратах періодичної дії УПКС :
Кількість втрат із 1 000 дал. виноматеріалу:
995,8 – 13 = 982,8 дал.
Визначаємо кількість втрат при дистиляції спирту – сирцю на коньячний спирт:
Кількість втрат із 1 000 дал. виноматеріалів:
982,8 – 13,5 = 969,3 дал.
Відбір головної фракції 1 … 3 %:
969,3 0,03 = 29 дал
Втрати при ректифікації головної фракції :
Кількість втрат із 1 000 дал :
29 – 6 = 23 дал.
Відбір середньої фракції 25 … 36 %
969,3 0,36 = 348,9 дал.
Відбір хвостової фракції 5 %
969,3 0,05 = 49,46 дал
Кількість барди, яка залишається у кубі :
969,3 – 29 – 348,9 – 48, 46 = 542,94 дал.
Для зменшення витрат і збільшення виходу проводять п’ятикратну перегонку для виробництва ординарних коньяків.
На перегонку відправляють хвостову і головну фракцію
542,94 + 29 + 48,46 = 620,4 дал.
Втрати при 1 фракційній перегонці :
620,4 – 13,5 = 606,9 дал.
Головна фракція
606,9 0,03 = 18,2 дал.
Середня фракція
606,9 0,36 = 218,48 дал.
Хвостова фракція
606,9 0,05 = 30,34 дал.
Кількість барди, яка залишається іде на повторну перегонку разом з головною і хвостовою фракцією:
606,9 – 218,48 = 478,42 дал.
Втрати при 2-й фракційній перегонці :
478,42 – 13,5 = 464,92 дал.
Головна фракція
464,92 0,03 = 13,94 дал.
Середня фракція
464,92 0,36 = 167,37 дал.
Хвостова фракція
464,92 0,05 = 23,25 дал.
Кількість барди, яка залишається іде на 3 повторну перегонку разом з головною і хвостовою фракцією:
464,92 – 167,37 = 297,55 дал.
Втрати при 3-й фракційній перегонці :
297,55 – 13,5 = 284,05 дал.
Головна фракція
284,05 0,03 = 8,52 дал.
Середня фракція
284,05 0,36 = 102,26 дал.
Хвостова фракція
19.11.2017 01:11-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора