Микробиологическим путем спирт получают из различного растительного сырья.
Производство этилового спирта из зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы основано на ферментативном гидролизе крах-мала сырья и сбраживании образующихся сахаров и сахаров, содержащихся в сахарной свекле и мелассе, дрожжами (одно клеточными неподвижными микроорганизмами).
Производство пищевого спирта складывается из следующих основных процессов: разваривание растительного сырья с водой с целью нарушения его клеточной структуры и растворения крахмала; охлаждение разваренной массы и осахоривание крахмала ферментами солода (проращенного зерна) или культурами плесневых грибов; сбраживание Сахаров дрожжами; отгонка спирта из бражки и его ректификация.
Спиртовое брожение—сложный биохимический процесс, протекающий через ряд промежуточных стадий с участием большого числа ферментов, вносимых в затор (разваренная масса крахмалистого сырья) с солодом или культурами плесневых грибов.
В процессе брожения ферменты размножившихся дрожжей превращают солодовый сахар в гексозы (глюкозу и фруктозу) и затем сбраживают последние в спирт и углекислый газ. Этот процесс протекает по уравнению
По окончании брожения полученную жидкость - зрелую бражку с содержанием 8—10 % об. этилового спирта — направляют на перегонку для получения спирта-сырца на брагоперегонньй аппарат или для получения ректификованного спирта на брагр-ректификационный аппарат. В процессе перегонки бражки в виде отхода получают барду ценный корм для скота.
1.3. Характеристика примесей и их влияние на качество продукции
Спиртовые заводы выпускают этиловый спирт-сырец и ректификованный этиловый спирт. Спирт-сырец. Это спирт, получаемый при перегонке зрелой бражки, не очищенный от примесей. В этиловом спирте-сырце содержится большое количество различных примесей, которые могут быть разделены на четыре основные группы: альдегиды, эфиры, высшие спирты и кислоты. Каждая из этих групп объединяет большое число соединений, присутствие которых обусловливает вкус и аромат спирта.
В этиловом спирте-сырце обнаружено более 50 соединений. Состав его непостоянен, так как количество и характер примесей зависят от вида сырья, из которого получают спирт, и качества сырья, от соблюдения технологического режима, конструкции применяемого оборудования.
По виду исходного сырья пищевой спирт-сырец подразделяют на три группы: 1 — спирт из зерна, картофеля или из их смеси; 2— из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы в различных соотношениях; 3— спирт из мелассы.
Спирт-сырец — это прозрачная бесцветная жидкость без посторонних частиц, вкус и запах его характерны для спирта-сырца, выработанного из соответствующего сырья.
Содержание этилового спирта (крепость) в спирте-сырце должно быть не менее 88 % об.
Общее количество примесей в спирте-сырце колеблется в пределах 0,3—0,5 % от содержания в нем безводного спирта.
Значительная часть примесей содержится в количествах, не обнаруживаемых принятыми в промышленности методами анализа, однако, присутствие их в спирте даже а самых ничтожных количествах ухудшает органолептические показатели спирта, придавая ему неприятный запах и горький вкус. Поэтому очистка (ректифисация) спирта-сырца от примесей является обязательным и непременным условием при последующем использовании спирта приготовления водок и ликероводочных изделий. Ректификованный этиловый спирт. Это спирт, полученный рекфикацией спирта-сырца или брагоректификацией зрелой бражки. Ректификация спирта-сырца основана на отделении примесей, другую по сравнению с этиловым спиртом температуру кипения. Очистка спирта многократной перегонкой основана на различной летучести этилового спирта и его примесей, вследствие чего они кипят и испаряются при разной температуре.
Примеси спирта-сырца в зависимости от степени их летучести можно разделить на три группы: головные, хвостовые и промежуточные.
Головными примесями называют те, у которых темпера-тура кипения ниже температуры кипения этилового спирта. К ним относятся альдегиды и эфиры, например уксусный альдегид, муравьиноэтиловый, уксуснометиловый, уксусноэтиловый и др., которые удаляются в виде эфироальдегидной фракции (ЭАФ).
Хвостовыми примесями называют такие, температура кипения которых выше температуры кипения этилового спирта. К ним относятся высшие спирты (пропиловый, изопропиловый, изобутиловый, амиловый, изоамиловый и т. д.) и жирные кислоты. Большинство хвостовых примесей нерастворимы в воде и имеют маслянистый вид, поэтому они объединены под общим названием «сивушное масло». К хвостовым примесям также относят фурфурол, ацетила и некоторые другие вещества.
Промежуточные продукты представляют собой группу примесей, которые наиболее трудно отделяются от этилового спирта и в зависимости от условий перегонки могут быть и головными, и хвостовыми. В эту группу входят изомасляноэтиловый и изовалерианоэтиловый эфиры. Эти вещества при высокой концентрации этилового спирта в процессе перегонки равномерно распределяются между паром и жидкостью, «размазываются» по колонне и могут отходить как с головными, так и с хвостовыми примесями.
До последнего времени значительное количество ректификованного спирта получали из спирта-сырца на ректификационных аппаратах периодического или непрерывного действия. Для получения на периодически действующих аппаратах спирта высокого качества ректификованный спирт вторично перегоняли. При работе на непрерывнодействующих аппаратах спирт высшей очистки и экстра получают изменением режима работы ректификационной установки (замедленная сгонка, уменьшенный отбор спирта и т. д.).
В настоящее время широко применяют брагоректификационные аппараты, в которых ректификованный спирт получают непосредственно из бражки. Сочетание в одном аппарате процессов получения спирта-сырца из бражки и его ректификация позволяет уменьшить расход воды, пара и сократить потери спирта.
Брагоректификационные аппараты состоят из бражной, элюрационной и ректификационной колонн. В бражной колонне из бражки выделяют этиловый спирт и другие летучие вещества: в элюрацнонной отделяют головные примеси; в ректификационной получают ректификованный спирт.
При ректификации из спирта-сырца полностью удаляется фурфурол, значительно снижается количество сивушных масел, альде-гидов и эфиров. Ректификация позволяет снизить общее содержание примесей приблизительно в 100 раз. Однако оставшаяся незначительная часть микропримесей оказывается достаточной, чтобы в той или иной степени отразиться на качестве водок. Основными микропримесями являются ацетальдегид, ацетон, метилацетат, этилацетат, пропанол, бутанол, изобутанол, амиловый и изоамиловый спирты, уксусная кислота, метиловый спирт и др.
Ацетальдегид и ацетон обладают жгучим вкусом и неприятным раздражающим запахом. Все высшие спирты — пропанол, бутанол, изобутанол, изоамнлол и др.- имеют жгучий вкус и острый сивушный запах, остающийся при любом разведении. Пары изоамилового спирта раздражают слизистую оболочку рта и вызывают кашель. Органические кислоты обладают острым неприятным запахом с оттенками прогорклого масла, валерианы и др.
В составе мелассного спирта иногда встречаются примеси летучих азотистых соединений, например, триметиламина, запах которого напоминает запах рыбьего жира.
Примесь метилового спирта, обладающего запахом этилового спирта, на органолептические показатели отрицательного влияния не оказывает. Однако он токсичен и обладает способностью накапливаться в организме человека, вызывать отравление, потерю зрения. Его содержание в этиловом спирте ограничивается.
Содержащиеся в спирте эфиры обладают слабым, но приятным тонким фруктовым ароматом.
Таким образом, на формирование органолептических свойств ликероводочных изделий отрицательное действие могут оказывать ацетальдегид, ацетон, все высшие спирты и органические кислоты, поэтому их содержание в ректификованном этиловом спирте ограничивается.
Эфироальдегидная фракция и сивушное масло отбирают в виде двух отдельных фракций при ректификации спирта-сырца. Они являются отходами спиртового производства и используются для технических целей.
ЭАФ представляет собой спиртовой раствор головных примесей. Отбор этой фракции осуществляют непрерывно или периодически. Количество отбираемой ЭАФ в зависимости от вида и качества перерабатываемого сырья составляет 1,5—3,25 % от выхода спирта ЭАФ используют в лакокрасочном производстве, для получения денатурированного спирта или подвергают перегонке для получения технического спирта и концентрированных головных примесей.
Сивушные масла (смесь в основном изоамилового, изобутилового и пропионового спиртов) отбирают в количестве 0,2— 0,4% от содержащегося в спирте-сырце безводного спирта. Используется как ценное сырье для выработки ряда химических продуктов на базе содержащихся в нем высших спиртов; на обогатительных фабриках - для флотации руд цветных металлов, для приготовления небьющегося стекла и других целей.
Изоамиловый спирт применяют как растворитель в лакокрасочной промышленности, как реактив для определения жирности молока и для получения ряда душистых веществ. Добавление изоамилового спирта при гидрировании подсолнечного масла улучшает вкусовые качества маргарина.
Изобутиловый и пропиловый спирты применяют в качестве растворителей и для синтеза душистых веществ.
1.4. Вода питьевая, характеристика и свойства.
Вода, так же как и спирт, является главной составной частью водок и ликероводочных изделий, поэтому ее качество в значительной степени определяет прозрачность, вкус, запах, а также стойкость этих напитков при хранении. В связи с этим качеству воды в ликерно-водочном производстве уделяют большое внимание.