Спирт ректификованный

Спирт-по-гост.jpg

Для многих ГОСТ — это показатель наивысшего качества. Наверное, Вы часто слышите от знатоков винокурения: «На этот раз сделал отличный спирт, ареометр показал заветные 96,6. Вкус, аромат и цвет тоже не подвели. Всего-то стоило разобраться с оборудованием, почитать литературу, вникнуть в процесс и спирт по ГОСТ уже стоит на моем столе».

Но как говорится «Не все то золото, что блестит». Давайте вместе разберёмся, что же такое спирт, можно ли получить его в домашних условиях, чтобы соответствовать всем параметрам ГОСТ и является ли крепость спирта в конечном продукте показателем наивысшей очистки.

Понятие «Этиловый спирт»

Этиловый спирт (С2Н5ОН)  этанол, винный спирт, метилкарбинол, спирт пищевой — бесцветная, легковоспламеняющаяся жидкость со жгучим вкусом и характерным запахом, смешивается в любых отношениях с водой, спиртами, эфиром, глицерином и другими растворителями. Температура кипения tкип = 78,3°С.

формула-спирта.jpg


Пищевой этиловый спирт

Вырабатывается из различных видов зерна, картофеля, сахарной свеклы, сахара-сырца, мелассы и другого сахаро- и крахмалосодержащего пищевого сырья (за исключением плодово-ягодного) и получаемый путем брагоректификации спиртовой бражки или ректификации этилового спирта-сырца, а также вырабатываемый из головной фракции этилового спирта, полученной при выработке спирта из пищевого сырья.

В исходном крахмалосодержащем сырье проводят ферментативный гидролиз крахмала (сложного углевода) до сбраживаемых дрожжами простых сахаров — процесс осахаривания, иными словами, в начале делается затор. Затем сбраживается, получается бражка, которая в дальнейшем перегоняется на спирт-сырец и очищается от возможных примесей.

Во время спиртового брожения в процессе жизнедеятельности дрожжей накапливаются различные примеси, придающие спирту неприятный резкий вкус и запах. Все они являются токсичными для организма человека.

По степени летучести по отношению к этиловому спирту примеси разделяют на:


  1. головные — более летучие, чем этиловый спирт: уксусный альдегид, муравьино-этиловый эфир, уксусно-метиловый эфир, уксусно-этиловый эфир и др.
  2. хвостовые — менее летучие компоненты, чем этиловый спирт: высшие спирты (пропиловый, изопропиловый, амиловый, изоамиловый и др.). Часть хвостовых примесей нерастворимы в H2O => их называют сивушное масло.
  3. промежуточные — примеси, которые в зависимости от содержания спирта в смеси могут быть как головными, так и хвостовыми. К ним относятся: изомасляноэтиловый, изовалерьяноэтиловый эфиры.

Освобождение спирта-сырца от примесей, ухудшающих органолептику, называется всем известным процессом ректификации. Все мы ее делаем в домашних условиях.

Спирт-ректификат по ГОСТ

Для более точного понимания «Что представляет из себя спирт по ГОСТ?» рассмотрим ГОСТ 5962-2013 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья. Технические условия».

Данный межгосударственный стандарт действует в настоящее время на территории Российской Федерации, а также в следующих странах: Азербайджане, Армении, Казахстане, Киргизии, Молдове, Таджикистане и Узбекистане.

По данному стандарту органолептические показатели этилового ректификованного спирта из пищевого сырья должны соответствовать характеристикам, указанным в таблице 1.

Таблица 1


Наименование показателя

Характеристика

Внешний вид

Прозрачная жидкость без посторонних частиц

Цвет

Бесцветная жидкость

Вкус и запах

Характерные для этилового ректификованного спирта конкретного наименования, выработанного из соответствующего сырья, без привкуса и запаха посторонних веществ

Органолептику все могут оценить и тут особых вопросов не возникает. Соответствует — отлично. Нет значит нет.

А вот с физико-химическими параметрами будет посложнее. Давайте внимательно посмотрим на показатели и соответствующие им нормативные значения.

Таблица 2




Наименование
показателя

Норма для спирта

первого сорта

высшей очистки

«Базис»

«Экстра»

«Люкс»

«Альфа»

Объемная доля спирта этилового, %, не менее

96,0

96,2

96,0

96,3

96,3

96,3

Проба на чистоту с серной кислотой

Выдерживает

Проба на окисляемость, мин, при 20 °C, не менее

10

15

20

20

22

20

Массовая концентрация уксусного альдегида в пересчете на безводный спирт, мг/дм, не более

10

4

5

2

2

2

Массовая концентрация сивушного масла (1-пропанол, 2-пропанол, изобутиловый спирт, 1-бутанол и изоамиловый спирт) в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более

35

6

5

5

5

5

Массовая концентрация сложных эфиров (метилацетат, этилацетат) в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более

30

13

13

10

5

10

Объемная доля метилового спирта в пересчете на безводный спирт, %, не более

0,05

0,03

0,05

0,02

0,02

0,003

Массовая концентрация свободных кислот (без CO2) в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более

20

15

15

12

8

12

Массовая концентрация сухого остатка в пересчете на безводный спирт, мг/дм3, не более

Не норми-
руется

Не норми-
руется

15

Не норми-
руется

Не норми-
руется

Не норми-
руется

Массовая концентрация летучих азотистых оснований, в пересчете на азот, в 1 дм3, безводного спирта, мг, не более

Не норми-
руется

Не норми-
руется

1,0

Не норми-
руется

Не норми-
руется

Не норми-
руется

Примечание — Допускается производить этиловые ректификованные спирты из пищевого сырья других сортов в соответствии с нормативными документами, действующими на территории государств, принявших стандарт.

В таблице представлена общепринятая градация по степени очистки — от самой низкой до самой высокой:

  • Первый сорт (для производства алкогольных напитков не используется);
  • Высшей очистки;
  • Базис;
  • Экстра;
  • Люкс;
  • Альфа.

Наглядно показано, что основным критерием для степени очистки спирта является количественное содержание примесей.

В домашних условиях к сожалению, нельзя определить удалили Вы ту или иную примесь из этилового спирта. Ориентируясь на температуру кипения смеси, Вы лишь ориентировочно можете это предположить, а уж измерить дома количество каждой примеси в готовом продукте не сможете. Уже исходя из этого факта, наш домашний спирт не будет относиться к спирту, приготовленному и отвечающему всем параметрам ГОСТ.

Конечно есть вариант — сдавать каждый раз полученный продукт на анализы в специальную лабораторию и добиваться значений, установленных в регламенте, но согласитесь, это нецелесообразно ни с логической стороны, ни с финансовой.

Теперь обратим внимание на еще один важный момент таблицы физико-химических показателей — содержание этилового спирта. Вы должны были заметить, что при одной и той же крепости спиртов «Экстра», «Люкс» и «Альфа» количество примесей варьируется, следовательно, и чистота данных спиртов отличается.

ареометры.jpg


Как рассуждают многие: «Получил 96,6% спирт. Он же крепче, чем к примеру 93% спирт, значит и степень очистки выше». По спиртуозности очевидно, что 96,6% больше 93%, а вот со степенью очистки не все так просто. Кто знает сколько голов или хвостов было запущено в конечный 96,6% продукт. Даже спирт «Альфа», заявленный по ГОСТ, как наиболее чистый, по крепости ниже 96,6. Поэтому процентное содержание спирта в готовой смеси еще не говорит о его качестве.

Небольшое отступление, относящееся к терминологии ректификованного спирта. Многие самогонщики, делая спирт в домашних условиях на ректификационной колонне, получают значение по ареометру 94, 95, 96% и называют конечный продукт «недоректификатом». Термина «недоректификат» не существует в технологии производства крепких алкогольных напитков. Вы получаете именно ректификованный спирт разной крепости.

На 95% спирт также есть ГОСТ и назвать его «недоректификатом» — это просто безграмотно. Давайте называть вещи своими именами.

Раз мы рассмотрели ГОСТ на ректификованный спирт, значит и нормативные показатели дистиллятов нельзя обойти стороной.

Зерновой дистиллят по ГОСТ

зерновой дистиллят.jpg

В настоящее время на территории РФ действует ГОСТ Р 55799-2013 «Дистиллят зерновой. Технические условия».

В таблице 3 представлены органолептические показатели для зерновых дистиллятов.

Таблица 3


Наименование показателя

Характеристика

Внешний вид

Прозрачная жидкость без осадка и посторонних включений

Цвет

Бесцветная жидкость или от светло-золотистого до янтарного

Аромат и вкус

Характерные для дистиллята, выработанного из соответствующего зернового сырья, без постороннего привкуса и запаха

По физико-химическим свойствам зерновые дистилляты должны соответствовать значениям, указанным в таблице 4.

Таблица 4


Наименование показателя

Значение показателя

Объемная доля этилового спирта, %, не более

94,8

Объемная доля метилового спирта, %, не более

0,05

Массовая концентрация сивушного масла в пересчете на безводный спирт, мг/дм3

500-6000

Массовая концентрация альдегидов в пересчете на безводный спирт, мг/дм3

10,0-350,0

Массовая концентрация сложных эфиров в пересчете на безводный спирт, мг/дм3

50-1500

Массовая концентрация фурфурола, мг/дм3 безводного спирта, не более

30,0

Массовая концентрация железа мг/дм3, не более

1,0

В таблице физико-химических свойств наглядно показано, что в зерновых дистиллятах концентрации примесей гораздо больше, чем в ректификованном спирте. Но это не означает, что дистилляты являются более токсичными для организма человека. Примеси в данном случае играют положительную роль в формировании вкуса и аромата конечного продукта и отнюдь не являются отрицательным пороком.

Подводя итоги можно однозначно сказать, что ГОСТ на спирт- это регламент, устанавливающий нормативное количество тех или иных примесей. Получить спирт по ГОСТ в домашних условиях крайне сложно, даже если крепость готовой смеси у Вас получилась 96,6%. Процентное содержание спирта в конечном продукте еще не говорит о его качестве.

Источник: www.doctorguber.ru

Разница между дистилляцией и ректификацией

кривая равновесия фаз водно-спиртовой смеси

Как видно на графике, из 10% спиртового раствора (браги) можно получить самогон 40%, а при второй перегонке этой смеси выйдет 60-градусный дистиллят, при третьей – 70%. Возможны следующие интервалы: 10-40; 40-60; 60-70; 70-75 и так далее до максимума – 96%.

Теоретически, чтобы получить чистый спирт, требуется 9-10 последовательных дистилляций на самогонном аппарате. На практике перегонять спиртосодержащие жидкости концентрацией выше 20-30% взрывоопасно, к тому же из-за больших затрат энергии и времени экономически невыгодно.

С этой точки зрения, ректификация спирта – это минимум 9-10 одновременных, ступенчатых дистилляций, которые происходят на разных контактных элементах колонны (насадках или тарелках) по всей высоте.

Отличие Дистилляция Ректификация
Органолептика напитка Сохраняет аромат и вкус исходного сырья. Получается чистый спирт без запаха и вкуса (проблема имеет решение).
Крепость на выходе Зависит от количества перегонок и конструкции аппарата (обычно 40-65%). До 96%.
Степень разделения на фракции Низкая, вещества даже с разной температурой кипения перемешиваются, исправить это невозможно. Высокая, можно выделить чистые вещества (только с разной температурой кипения).
Способность убрать вредные вещества Низкая или средняя. Для повышения качества требуется минимум две перегонки с разделением на фракции хотя бы при одной из них. Высокая, при правильном подходе отсекаются все вредные вещества.
Потери спирта Высокие. Даже при правильном подходе можно извлечь до 80% от всего количества, сохранив приемлемое качество. Низкие. Теоретически, реально извлечь весь этиловый спирт без потери качества. На практике минимум 1-3% потерь.
Сложность технологии для реализации в домашних условиях Низкая и средняя. Подходит даже самый примитивный аппарат со змеевиком. Возможны улучшения оборудования. Технология перегонки проста и понятна. Самогонный аппарат обычно не занимает много места в рабочем состоянии. Высокая. Требуется специальное оборудование, изготовить которое без знаний и опыта невозможно. Процесс сложнее для понимания, нужна предварительная хотя бы теоретическая подготовка. Колонна занимает больше места (особенно по высоте).
Опасность (в сравнении друг с другом), оба процесса пожаро- и взрывоопасны. Благодаря простоте самогонного аппарата дистилляция несколько безопаснее (субъективное мнение автора статьи). Из-за сложного оборудования, при работе с которым существует риск допустить больше ошибок, ректификация опаснее.

Работа ректификационной колонны

Ректификационная колонна – устройство, предназначенное для разделения многокомпонентной жидкой смеси на отдельные фракции по температуре кипения. Представляет собой цилиндр постоянного или переменного сечения, внутри которого находятся контактные элементы – тарелки или насадки.

Также почти каждая колонна имеет вспомогательные узлы для подвода исходной смеси (спирта-сырца), контроля процесса ректификации (термометры, автоматика) и отбора дистиллята – модуль, в котором конденсируется, а затем принимается наружу извлеченный из системы пар определенного вещества.

фото конструкции ректификационной колонны
Одна из самых распространенных домашних конструкции

Спирт-сырец – продукт перегонки браги методом классической дистилляции, который можно «заливать» в ректификационную колонну. Фактически это самогон крепостью 35-45 градусов.

Флегма – сконденсировавшийся в дефлегматоре пар, стекающий по стенкам колонны вниз.

Флегмовое число – отношение количества флегмы к массе отбираемого дистиллята. В спиртовой ректификационной колонне находятся три потока: пар, флегма и дистиллят (конечная цель). В начале процесса дистиллят не отбирают, чтобы в колонне появилась достаточно флегмы для тепломассообмена. Потом часть паров спирта конденсируют и отбирают из колонны, а оставшиеся спиртовые пары и дальше создают поток флегмы, обеспечивая нормальную работу.

Для работы большинства установок флегмовое число должно быть не меньше 3, то есть 25% дистиллята отбирают, остальной – нужен в колонне для орошения контактных элементов. Общее правило: чем медленнее отбирать спирт, тем выше качество.

Контактные устройства ректификационной колонны (тарелки и насадки)

Отвечают за многократное и одновременное разделение смеси на жидкость и пар с последующей конденсацией пара в жидкость – достижение в колонне состояния равновесия. При прочих равных условиях, чем больше в конструкции контактных устройств, тем эффективнее ректификация в плане очистки спирта, поскольку увеличивается поверхность взаимодействия фаз, что интенсифицирует весь тепломасообмен.

Теоретическая тарелка – один цикл выхода из равновесного состояния с повторным его достижением. Для получения качественного спирта требуется минимум 25-30 теоретических тарелок.

Физическая тарелка – реально работающее устройство. Пар проходит сквозь слой жидкости в тарелке в виде множества пузырьков, создающих обширную поверхность контакта. В классической конструкции физическая тарелка обеспечивает примерно половину условий для достижения одного равновесного состояния. Следовательно, для нормальной работы ректификационной колонны требуется в два раза больше физических тарелок, чем теоретических (расчетных) минимум – 50-60 штук.

Насадки. Зачастую тарелки ставят только на промышленные установки. В лабораторных и домашних ректификационных колоннах в качестве контактных элементов используются насадки – скрученная специальным образом медная (либо стальная) проволока или сетки для мытья посуды. В этом случае флегма стекает тонкой струйкой по всей поверхности насадки, обеспечивая максимальную площадь контакта с паром.

фото насадки из мочалок для ректификационной колонны
Насадки из мочалок самые практичные

Конструкций очень много. Недостаток самодельных проволочных насадок – возможная порча материала (почернение, ржавчина), заводские аналоги лишены подобных проблем.

Свойства ректификационной колонны

Материал и размеры. Цилиндр колонны, насадки, куб и дистилляторы обязательно делают из пищевого, нержавеющего, безопасного при нагревании (равномерно расширяется) сплава. В самодельных конструкциях в качестве куба чаще всего используются бидоны и скороварки.

Минимальная длина трубы домашней ректификационной колонны – 120-150 см, диаметр – 30-40 мм.

Система нагрева. В процессе ректификации очень важно контролировать и быстро регулировать мощность нагрева. Поэтому самым удачным решением является нагрев с помощью ТЭНов, вмонтированных в нижнюю часть куба. Подвод тепла через газовую плиту не рекомендуется, поскольку не позволяет быстро менять температурный диапазон (высокая инертность системы).

Контроль процесса. Во время ректификации важно следовать инструкции производителя колонны, в которой обязательно указываются особенности эксплуатации, мощность нагрева, флегмовое число и производительность модели.

фото электрического лабораторного термометра
Термометр позволяет точно контролировать процесс отбора фракций

Очень сложно контролировать процесс ректификации без двух простейших приспособлений – термометра (помогает определить правильную степень нагрева) и спиртометра (измеряет крепость полученного спирта).

Производительность. Не зависит от размеров колонны, поскольку, чем выше царга (труба), тем больше физических тарелок находится внутри, следовательно, качественнее очистка. На производительность влияет мощность нагрева, которая определяет скорость движения потоков пара и флегмы. Но при переизбытке подаваемой мощности колонна захлебывается (перестает работать).

Средние значения производительности домашних ректификационных колон – 1 литр в час при мощности нагрева 1 кВт.

Влияние давления. Температура кипения жидкостей зависит от давления. Для успешной ректификации спирта давление вверху колонны должно быть приближено к атмосферному – 720-780 мм.рт.ст. В противном случае при уменьшении давления снизится плотность паров и увеличится скорость испарения, что может стать причиной захлебывания колонны. При слишком высоком давлении падает скорость испарения, делая работу устройства неэффективной (нет разделения смеси на фракции). Для поддержания правильного давления каждая колонна для ректификации спирта оборудована трубкой связи с атмосферой.

О возможности самодельной сборки. Теоретически, ректификационная колонна не является очень сложным устройством. Конструкции успешно реализуются умельцами в домашних условиях.

Но на практике без понимания физических основ процесса ректификации, правильных расчетов параметров оборудования, подбора материалов и качественной сборки узлов, использование самодельной ректификационной колоны превращается опасное занятие. Даже одна ошибка может привести к пожару, взрыву или ожогам.

В плане безопасности прошедшие испытания (имеют подтверждающую документацию) заводские колонны надежнее, к тому же поставляются с инструкцией (должна быть подробной). Риск возникновения критической ситуации сводится только к двум факторам – правильной сборке и эксплуатации согласно инструкции, но это проблема почти всех бытовых приборов, а не только колонн или самогонных аппаратов.

Принцип работы ректификационной колонны

Куб наполняют максимум на 2/3 объема. Перед включением установки обязательно проверяют герметичность соединений и сборки, перекрывают узел отбора дистиллята и подают охлаждающую воду. Только после этого можно начать нагрев куба.

Оптимальная крепость подаваемой в колонну спиртосодержащей смеси – 35-45%. То есть в любом случае перед ректификацией требуется дистилляция браги. Полученный продукт (спирт-сырец) потом перерабатывают на колонне, получая почти чистый спирт.

Это значит, что домашняя ректификационная колонна не является полной заменой классического самогонного аппарата (дистиллятора) и может рассматриваться лишь как дополнительная ступень очистки, более качественно заменяющая повторную дистилляцию (вторую перегонку), но нивелирующая органолептические свойства напитка.

Справедливости ради отмечу, что большинство современных моделей ректификационных колон предполагают работу в режиме самогонного аппарата. Для перехода к дистилляции нужно лишь перекрыть штуцер соединения с атмосферой и открыть узел отбора дистиллята.

Если одновременно перекрыть оба штуцера, то нагретая колонна может взорваться из-за избыточного давления! Не допускайте подобных ошибок!

На промышленных установках непрерывного действия зачастую брагу перегоняют сразу, но это возможно благодаря гигантским размерам и особенностям конструкции. Например, стандартом считается труба 80 метров высоты и 6 метров диаметра, в которой установлено в разы больше контактных элементов, чем на ректификационных колоннах для дома.

фото промышленной ректификационной колонны
Размер имеет значение. Возможности спиртзаводов в плане очистки куба больше, чем при домашней ректификации

После включения жидкость в кубе доводится нагревателем до кипения. Образовавшийся пар поднимается вверх по колонне, затем попадает в дефлегматор, где конденсируется (появляется флегма) и по стенкам трубы возвращается в жидком виде в нижнюю часть колонны, на обратном пути контактируя с поднимающимся паром на тарелках или насадках. Под действием нагревателя флегма снова становится паром, а пар вверху опять конденсируется дефлегматором. Процесс становится циклическим, оба потока непрерывно контактируют друг с другом.

После стабилизации (пара и флегмы достаточно для равновесного состояния) в верхней части колонны скапливаются чистые (разделенные) фракции с самой низкой температурой кипения (метиловый спирт, уксусный альдегид, эфиры, этиловый спирт), внизу – с самой высокой (сивушные масла). По мере отбора нижние фракции постепенно поднимаются вверх по колонне.

В большинстве случаев стабильной (можно начинать отбор) считается колонна, в которой температура не меняется на протяжении 10 минут (общее время прогрева – 20-60 минут). До этого момента устройство работает «само на себя», создавая потоки пара и флегмы, которые стремятся к равновесию. После стабилизации начинается отбор головной фракции, содержащей вредные вещества: эфиры, альдегиды и метиловый спирт.

Ректификационная колонна не избавляет от необходимости разделять выход на фракции. Как и в случае с обычным самогонным аппаратом приходится собирать «голову», «тело» и «хвост». Разница только в чистоте выхода. При ректификации фракции не «смазываются» – вещества с близкой, но хотя бы на десятую долю градуса разной температурой кипения не пересекаются, поэтому при отборе «тела» получается почти чистый спирт. Во время обычной дистилляции разделить выход на фракции, состоящие только из одного вещества, невозможно физически какая бы конструкция не использовалась.

Если колонна выведена на оптимальный режим работы, то при отборе «тела» трудностей не возникает, так как температура всё время стабильна.

Нижние фракции («хвосты») при ректификации отбирают, ориентируясь по температуре или по запаху, но в отличие от дистилляции эти вещества не содержат спирта.

Возвращение спирту органолептических свойств. Зачастую «хвосты» требуются, чтобы вернуть спирту-ректификату «душу» – аромат и вкус исходного сырья, например, яблока или винограда. После завершения процесса в чистый спирт добавляют некоторое количество собранных хвостовых фракций. Концентрацию рассчитывают эмпирическим путем, экспериментируя на небольшом количестве продукта.

Преимущество ректификации в возможности добыть практически весь содержащийся в жидкости спирт без потери его качества. Это значит, что «головы» и «хвосты», полученные на самогонном аппарате, можно переработать на ректификационной колонне и получить безопасный для здоровья этиловый спирт.

Захлебывание ректификационной колонны

Каждая конструкция имеет предельную скорость движения пара, после которой течение флегмы в кубе сначала замедляется, а потом и вовсе прекращается. Жидкость накапливается в ректификационной части колонны и происходит «захлебывание» – прекращение тепломассообменного процесса. Внутри происходит резкий перепад давления, появляется посторонний шум или бульканье.

Причины захлебывания ректификационной колонны:

  • превышение допустимой мощности нагрева (встречается наиболее часто);
  • засорение нижней части устройства и переполнение куба;
  • очень низкое атмосферное давление (характерно для высокогорий);
  • напряжение в сети выше 220В – в результате мощность ТЭНов возрастает;
  • конструктивные ошибки и неисправности.

Источник: alcofan.com

С2Н5ОН представляющий собой бесцветную прозрачную жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом, является конечным продуктом процесса брожения. В зависимости от содержания этилового спирта алкогольные напитки делят на высокоалкогольные — до 96 % спирта (этиловый спирт), крепкие — от 31 до 65 % спирта (водка, ром, коньяк), среднеалкогольные — 9—30 % спирта (виноградные Вина, ликеры, наливки), слабоалкогольные— 1,5—8 % спирта (пиво, квас). Этиловый спирт хорошо смешивается с водой в любых соотношениях, имеет температуру кипения 78,3°С, замерзания— минус 117°С, гигроскопичен.

Классификация спирта. В зависимости от исходного сырья спирт подразделяется на пищевой и технический. В свою очередь пищевой спирт может вырабатываться из:

♦   зернового сырья и картофеля;

♦   сахарной мелассы и других отходов сахарного производства;

♦   плодов.

В зависимости от степени очистки спирт подразделяется на безводный, медицинский, люкс, экстра, высшей очистки, 1-го сорта.

Этиловый спирт (этанол) — продукт перегонки сброженных углеводосодержащих продуктов с последующим концентрированием и обработкой отгона (спиртсодержащей жидкости). Этанол представляет собой бесцветную, легкоподвижную горючую жидкость плотностью при 0°С 806 кг/м3, с температурой кипения 78,3°С; он смешивается с водой в любых соотношениях, в больших дозах ядовит.

Этиловый спирт широко применяется в различных отраслях народного хозяйства. Более 150 производств используют его в качестве сырья, растворителя и горючего.

В России вырабатывается более 1/6 из мирового производства этилового спирта. Основными потребителями пищевого этилового спирта являются ликеро-водочная и винодельческая отрасли пищевой промышленности. Пищевой спирт — это высококонцентрированная смесь почти чистого этилового спирта с водой. 95%-й питьевой этиловый спирт как пищевой продукт реализуется только в районах Крайнего Севера и Сибири. В основном же он используется в качестве основного или вспомогательного сырья при изготовлении водок, ликеров, наливок, горьких и сладких настоек, виноградных и плодово-ягодных вин.

Пищевой этиловый спирт получают из растительного сырья, богатого крахмалом (картофеля, зерна злаков, отходов крахмалопаточного производства) и инулином (топинамбура и корней цикория), или из сырья, содержащего сахара (мелассы — отхода сахарного производства, сахарной свеклы, некондиционного сахара-сырца, стеблей сахарного тростника, некондиционных плодов и ягод, включая виноград, а также из отходов виноделия).

Технический спирт вырабатывают из растительного сырья с высоким содержанием клетчатки негидролизуемыми ферментами дрожжевой клетки (древесных опилок, соломы, торфа, мха), и из сульфитных щелоков (отходов целлюлозно-бумажного производства), содержащих до 1,5% сахара. Технический этиловый спирт вырабатывают также синтетическим путем — гидратацией (в присутствии катализатора) углеводорода этилена — С2Н4 + Н20 = С2Н5ОН.

Этиловый спирт из пищевого сырья и древесины получают по одному и тому принципу путем сбраживания Сахаров под действием ферментов дрожжей. Отличие состоит лишь в способах гидролиза полисахаридов сырья до сбраживаемых Сахаров: крахмал пищевого сырья гидролизуют биохимическим путем с помощью ферментов (амилаз), а целлюлозу древесины — химическим способом, воздействуя на нее минеральными кислотами. Процесс же сбраживания гексоз в том и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой:

гексозы—фосфорные эфиры—гексоз-фосфотриозы—

фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—

уксусный альдегид—этиловый спирт.

В основе производства этилового спирта из клубней картофеля и зерна злаков лежат два биохимических процесса: гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся Сахаров в спирт и углекислый газ, и физический процесс разделения жидкостей по точкам кипения.

Осахаривание крахмала ведут с помощью амилолитических ферментов, накапливающихся в проросших зернах (солоде) или продуцируемых грибами рода Aspergillus: Asp. avamori, Asp. oryzae. Asp. niger, Asp. usamii, Asp. botatae. Фермент дрожжей сх-глюкозидаза (мальтаза) катализирует гидролиз дисахарида мальтозы до двух молекул глюкозы, а комплекс ферментов зимазы сбраживает глюкозу в этиловый спирт и углекислый газ: С6Н1206-> 2С2Н5ОН + 2С02 + 118 кДж.

Из злаковых культур для получения этилового спирта в основном используют кукурузу, ячмень, овес, рожь, пшеницу, просо. В производстве спирта применяют так называемый "зеленый солод", т. е. увлажненное до содержания 38—40% влаги и проросшее зерно ячменя, ржи, пшеницы, овса, проса, кукурузы. Обычно на спиртовых заводах применяют смесь солодов из двух или трех видов зерна. При подборе смесей стремятся к созданию наиболее полного комплекса активно осахаривающихся ферментов.

Для сбраживания осахаренного зернокартофельного сырья, называемого затором, применяют дрожжи Saccharo-myces cerevisiae расы XII, II М.

Производство спирта из крахмалистого сырья складывается из следующих основных технологических процессов:

♦  подготовки сырья — мойки, очистки от посторонних примесей;

♦  тепловой обработки (разваривания) с водой при температуре 120—150°С и давлении не менее 588 кПа (6 атм) для разрушения клеточной структуры и растворения крахмала;

♦  охлаждения разваренной массы;

♦   осахаривания крахмала под действием амилолити-ческих ферментов — а- и (З-амилаз и олиго-1,6-глюкозида-зы (декстриназы), содержащихся в солодовом молоке или чистой культуре плесневых грибов, в течение 5—10 мин при температуре 57—58°С;

♦   сбраживания мальтозы и декстринов (после превращения их в мальтозу) в этиловый спирт и углекислый газ под действием ферментов дрожжей для получения зрелой бражки, содержащей 7—10% спирта;

♦   выделения из бражки путем ее перегонки с паром в специальных колонках спирта-сырца, содержащего 88% об. этилового спирта и получаемые в процессе брожения примеси;

♦  повторной перегонки спирта-сырца на ректификационном аппарате периодического или непрерывного действия для получения ректификованного спирта крепостью 96— 96,5% об. Спирт-ректификат получают также непосредственно из бражки на непрерывно действующих брагоректи-фикационных аппаратах, где из спирта-сырца выделяют примеси.

Примеси являются вторичными и побочными продуктами спиртового брожения. Большинство их оказывает вредное воздействие на организм человека, и поэтому остаточное количество и состав примесей влияют на качество спирта-ректификата и вырабатываемых из него ликеро-водочных изделий. При общем содержании примесей в спирте-сырце 0,3—0,5% в их составе идентифицировано более 50 соединений, которые могут быть отнесены к одной из четырех групп химических веществ: альдегидам и кетонам, эфирам, высшим спиртам (сивушные масла) и кислотам.

Очистка (ректификация) спирта-сырца от примесей является обязательным условием последующего использования спирта для приготовления водок и ликеро-водочных изделий. Ректификация путем перегонки спирта-сырца основана на различных точках кипения при нагревании этилового спирта и загрязняющих его примесей. В зависимости от степени летучести эти примеси бывают головными, хвостовыми и промежуточными.

Головные примеси кипят при температуре ниже температуры кипения этилового спирта. Это альдегиды (уксусный и др.), эфиры (муравьиноэтиловый, уксуснометиловый, уксусноэтиловый и др.), метиловый спирт. К хвостовым относят примеси, кипящие при температуре выше температуры кипения этилового спирта. Это в основном сивушные масла, т. е. высшие спирты — пропиловый, изо-пропиловый, бутиловый, изобутиловый, амиловый, изоа-миловый и др. К хвостовым примесям относятся также фурфурол, ацетали и некоторые другие вещества.

Промежуточные примеси представляют собой наиболее трудноотделимую группу соединений. В зависимости от условий перегонки они могут быть и головными, и хвостовыми. В эту группу примесей входят изомасляноэтиловый, изовалерианоэтиловый, уксусноизоамиловый, изова-лерианоизоамиловый эфиры.

В некоторых случаях спирт-сырец перед ректификацией предварительно подвергают химической обработке для освобождения от примесей: раствором NaOH омыляют сложные эфиры и превращают их в соли летучих кислот; раствором КМп04 окисляют альдегиды в непредельные соединения.

В зависимости от степени очистки спирт этиловый ректификованный бывает четырех сортов: люкс — 96,3%, экстра — 96,5% об., высшей очистки — 96,2 и 1-го сорта — 96% об. Для производства алкогольных напитков используется спирт "Люкс", "Экстра" и высшей очистки. Спирт "Люкс" и "Экстра" вырабатывают из различных видов зерна (кроме бобовых культур) и смеси зерна и картофеля. Количество крахмала картофеля в смеси не должно превышать 35% при выработке спирта "Люкс" и 60% при выработке спирта "Экстра".

Спирт высшей очистки в зависимости от исходного сырья вырабатывают:

♦ из зерна, картофеля или из зерна и картофеля;

♦   из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы сахара-сырца и другого сахаро- и крахмалосодержащего пищевого сырья в различных соотношениях;

♦  из мелассы.

Поскольку спирт ректификованный "Экстра" вырабатывают из кондиционного зерна, то содержание примесей в нем не должно превышать 0,07 г/дм3. В спирте высшей очистки и 1-го сорта количество примесей допускается соответственно до 0,1 и 0,15 г/дм3. Помимо крепости в ректификованном спирте всех трех сортов нормируется содержание альдегидов (соответственно не более 2, 4 и 10 мг в 1 л безводного спирта), сивушного масла (не более 3, 4 и 15 мг/дм3), эфиров (не более 25, 30 и 50 мг/дм3), свободных кислот (не более 12, 15 и 20 мг/дм3). Он должен выдерживать пробу на метиловый спирт с фуксинсернистой кислотой. Содержание фурфурола не допускается.

Этиловый спирт всех сортов должен быть бесцветным и прозрачным, без посторонних частиц. Вкус и запах должны быть характерными для этилового спирта, изготовленного из соответствующего сырья. Посторонние привкусы и запахи не допускаются.

 

Спирт этиловый питьевой вырабатывают крепостью 95 ±0,2% об. Запах и вкус его должны быть характерными для этилового ректификованного спирта высшей очистки, вырабатываемого из зерна и картофеля, остальные показатели качества такие же, как и для спирта этилового ректификованного высшей очистки.

Разливают спирт в чистые стеклянные бутылки емкостью 0,5 и 0,25 л. На бутылку со спиртом наклеивают этикетку установленного образца с указанием: наименование завода-изготовителя, наименование спирта, крепость в объемных процентах, емкости бутылки и номера действующего стандарта. Срок хранения питьевого спирта не ограничен.

По качеству спирт этиловый питьевой должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 16. Из органолептических показателей в спирте определяют внешний вид, цвет, вкус и запах. Спирт питьевой должен быть прозрачной, бесцветной жидкостью с характерным вкусом и запахом

 

Помимо органолептических показателей качества в спирте проводят физико-химические исследования и устанавливают объемную долю этилового спирта (95,0 ± 0,2%), массовую концентрацию альдегидов (не более 4 мг/дм3), сивушного масла (не более 4 мг/дм3), эфиров (не более 30 мг/дм3), свободных кислот (не более 15 мг/дм3). Напиток должен выдерживать пробу на метиловый спирт с фуксин-сернистой кислотой и не содержать фурфурола.

Спирт этиловый пищевой получают только из пищевого сырья. Основным сырьем для производства спирта является картофель, зерно, патока.

Производство спирта состоит из следующих этапов:

подготовительного — очистка сырья от примесей, приготовление солода;

основного — разваривание крахмалистого сырья, осахаривание крахмала, сбраживание осахаренной массы, перегонка бражки и получение сырого спирта;

завершающего — ректификация (повторная перегонка с целью очистки этилового спирта от примесей).

В зависимости от содержания примесей и крепости спирт этиловый ректификованный (С2Н5ОН) выпускают сортов: Люкс, Экстра,

высшей очистки и 1-го. Спирт этиловый ректификованный представляет собой прозрачную, бесцветную жидкость без посторонних запахов и привкусов.

Спирты сортов Люкс и Экстра получают только из кондиционного зерна. Для спирта высшей очистки и 1-го сорта используют любое крахмалосодержащее пищевое сырье.

Содержание этилового спирта (крепость) выражается в объемных процентах. Под объемным процентом понимают количество миллилитров спирта в 100 мл водно-спиртового раствора при 20 "С.

Крепость спирта Люкс — 96,3% об., Экстра — 96,5, высшей очистки — 96,2, 1-го сорта — 96,0% об.

Этиловый спирт — бесцветная, легкоподвижная жидкость; удельный вес безводного спирта при 20 "С — 0;78927; температура кипения при 760 мм рт. ст. — 78,3 °С; замерзания——117 °С.

Спирт этиловый ректифицированный спирт «люкс» и «экстра»

вырабатывают из различных видов зерна, смеси и картофеля, кроме бобовых. При производстве спирта «Люкс» количество картофеля в смеси не должно превышать 35 %, спирта «Экстра» — 60 %.

Этанол

Консервант.

В РФ разрешён в качестве экстракционного и технологического растворителя в пищевых производствах согласно ТИ, максимальное остаточное количество согласно ТИ (п. 5.3.42 СанПиН 2.3.2.1293-03).

Этиловый спирт представляет собой бесцветную жидкость, смешивающуюся с водой в любых соотношениях. Пищевой спирт получают только брожением сахаросодержащих жидкостей. Этанол в РФ и большинстве других стран не считается пищевой добавкой. Он является составной частью многих пищевых продуктов, его использование в качестве консерванта не ограничено. Консервирующее действие проявляется, начиная с концентрации в несколько процентов, и связано со снижением активности воды в пищевом продукте.

Арабы использовали спирт для хранения фруктов ещё тысячу лет назад. В настоящее время этанол находит промышленное применение в хлебопечении и виноделии. Его добавляют к сокам, применяемым затем в производстве вин, и к специальным сортам вин. В домашнем хозяйстве этанол по-прежнему широко применяется при консервировании фруктов в роме и сахаре.

Источник: znaytovar.ru


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector