Технология водок и водок особых

Категория: Вкусовые товары (чай, кофе, алкогольные напитки и др.)

СХЕМА ПРОИЗВОДСТВА

Технологический процесс производства водок и водок особых состоит из следующих операций (см. схему на :

♦ приемка спирта;

♦ подготовка воды;

♦ приготовление водно-спиртовой смеси (сортировки);

♦ фильтрование сортировки на форфильтрах;

♦ обработка сортировки активным углем и повторное фильтрование;

♦ доведение водки до стандартной крепости;

♦ розлив.

Приемка спирта

Ректификованный спирт, поступающий на приготовление водки, принимают по объему, измеряя его коническими и цилиндрическими мерниками. Одновременно определяют содержание этилового спирта. Учет спирта в ликероводоч-ном производстве, как и в спиртовом, ведут по объему безводного спирта при нормальной температуре 20 °С.

Подготовка воды

В водочном производстве вода — один из видов сырья, составляющий 60 % по объему водки. Чрезвычайно важное


 Принципиальная схема производства водок

значение имеет жесткость воды и ее солевой состав. Общая жесткость воды не должна превышать 1 мг-экв/л при использовании естественной не умягченной воды и 0,36 мг-экв/л — при использовании умягченной.

Водоподготовка — начальная стадия процесса получения водок. Основная задача водоподготовки заключается в умягчении воды, удалении из нее механических включений, коллоидных веществ, влияющих на стойкость и орга-нолептические показатели напитков.

В настоящее время в производстве ликероводочных изделий используют следующие способы обработки воды: реагент-ные (коагуляция, известково-содовый), ионообменные (Na-ка-тионирование, применение катионо- и анионообменных смол), адсорбционные (использование активного угля), окислительно-восстановительные (обезжелезивание, озонирование), мембранные (ультрафильтрация, обратный осмос). Выбор способа водоподготовки зависит от таких факторов, как солевой состав исходной воды, требования к технологической воде, экономическая эффективность процесса обработки.

При наличии в исходной воде примесей в коллоидно-дисперсном состоянии, которые не удаляются при фильтрации на песочных фильтрах, ее осветляют коагуляцией. Устойчивость коллоидных частиц обусловлена электрокинетическим потенциалом, препятствующим образованию крупных хлопьев. При введении коагулянтов электрокинетический потенциал частиц снижается, в результате чего происходит агрегация и седиментация коллоидных веществ.

В качестве коагулянтов используют сульфаты алюминия A12(S04)3 • 18Н20 и железа FeS047H20 (железный купорос). В воде из сульфатов алюминия и железа в результате химических реакций, приведенных ниже, образуются малорастворимые гидроксиды:


Положительно заряженные частицы гидроксида понижают электрокинетический потенциал отрицательно заряженных коллоидов, представленных кремниевой кислотой, ее солями и гуминовыми веществами, которые быстро соединяются друг с другом, обволакиваются хлопьями гидроксида и вместе с ним оседают. Реакция образования гидроксида алюминия А1(ОН)3, протекает при рН 7,5...7,8, а гидроксида железа Fe(OH)3 — при рН 8,2...8,5.

При использовании сульфата алюминия понижается карбонатная жесткость воды на 0,7... 1,0 мг-экв/дм3, при одновременном повышении на такую же величину некарбонатной жесткости в соответствии с уравнением:


Коагуляция гуминовых веществ способствует обесцвечиванию воды и удалению неприятного вкуса.

Процесс коагуляции примесей воды осуществляют в резервуаре с мешалкой в течение 2...3ч. Затем воду направляют на фильтрацию через песочные фильтры. Дозу коагулянта устанавливают в лаборатории. Примерный расход коагулянтов: сульфата алюминия — 80 г/дм3 воды и сульфата железа — 50г/дм3воды, вносимых в виде 5...10%-ного водного раствора.

Реагентными способами можно проводить не только осветление, но и умягчение воды. С этой целью в промышленности применяют известково-содовый способ обработки воды. Известь устраняет временную жесткость (карбонатную), а сода — постоянную (некарбонатную) жесткость.

Процесс умягчения воды протекает в соответствии с уравнениями химических реакций:


Кроме этого, сода осаждает избыток кальция, введенного с известью:


Выделяющийся гидроксид натрия участвует в осаждении солей некарбонатной жесткости:


Химические реакции протекают быстро, но процесс седиментации продолжается в течение 6...8 ч. Установка для умягчения воды состоит из резервуара для исходной воды, смесителей, отстойников, песочных фильтров, сборников умягченной воды. Процесс умягчения начинают с заполнения смесителя определенным объемом исходной воды. Затем, при непрерывном перемешивании добавляют приготовленный раствор гидроксида кальция, через 15...20мин — раствор карбоната натрия.

Для расчета дозы реагентов предварительно определяют карбонат натрия, некарбонатную жесткость, общее содержание магния, содержание свободного диоксида углерода, а также нужно знать содержание СаО и Na2C03B технических препаратах.

Известково-содовый способ позволяет умягчать воду при любом содержании солей временной и постоянной жесткости до остаточной жесткости 0,5...1,0мг-экв/дм3, а при подогреве — до 0,2...0,4мг-экв/дм3. Щелочность редко превышает 2 см3 0,1 М НС1 на 100 см3 воды (2см3/100см3). Однако данный метод длителен, трудоемок, требует больших производственных площадей и расхода значительных количеств извести и соды.

Указанных недостатков лишены ионообменные способы водоподготовки. Они основаны на способности некоторых трудно растворимых в воде веществ (ионитов) поглощать из растворов одни катионы или анионы и отдавать взамен другие, которыми иониты периодически насыщаются при регенерации. К ионитам относят цеолиты, глауконит, а также органические соединения: синтетические смолы и сульфированные угли.

В производстве водок наибольшее распространение получил метод Na-катионирования с использованием сульфоугля. Сульфоуголь — продукт обработки дробленых коксующихся каменных углей концентрированной серной кислотой при высокой температуре с последующей их промывкой и сушкой.

Основная технологическая характеристика ионитов — их обменная емкость, определяемая количеством ионов, извлеченных из воды 1 г абсолютно сухого ионита. Она достигает 6...10мг-экв/г. Обменные емкости ионитов резко различаются, их определяют экспериментальным путем.

На величину обменной емкости ионитов влияет рН. С увеличением рН повышается обменная емкость катеонитов уменьшается обменная емкость анионитов и наоборот.

При Na-катионировании происходит увеличение щелочности умягченной воды, если в исходной воде присутствует карбонатная жесткость. Это объясняется тем, что образовавшийся гидрокарбонат натрия гидролизуется по схеме:


Известно, что щелочность водки не должна превышать 3,5 см3/100 см3, так как в противном случае напиток приобретает неприятный щелочной привкус. Повышение щелочности умягченной воды также нежелательно при приготовлении ликероводочных изделий из-за нейтрализации органических кислот, входящих в состав плодово-ягодных полуфабрикатов. Для устранения избыточной щелочности в умягченную воду добавляют кислоты.

При использовании Na-катионита для умягчения воды ионы Na замещаются на ионы Са и Mg. Реакции ионообме-на могут быть выражены суммарным уравнением


где R — составная часть сульфоугля, кроме иона натрия.

Регенерацию катионита проводят раствором хлорида натрия, как наиболее дешевой соли. При этом катионы кальция и магния на сульфоугле обмениваются на катионы натрия:


Процесс ионообмена протекает в катионитовом фильтре, заполненном сульфоуглем. Воду фильтруют прямотоком с линейной скоростью З...20м/ч.

Жесткость воды контролируют в сборнике умягченной воды через каждые 2 с и при средней жесткости воды в сборнике 0,1...0,14мг-экв/дм3 фильтры переключают на регенерацию.

Раствор хлорида натрия готовят в специальном аппарате — солерастворителе.

Кроме Na-катионирования ионообмен может быть осуществлен с помощью катионитовых и анионитовых смол по двухступенчатой схеме.

В Н-катионитовых фильтрах катионы, содержащиеся в исходной воде, обмениваются на водород, и в фильтрате образуется эквивалентное количество кислоты из анионов, с которыми были связаны поглощенные катионы.

На ОН-анионитовых фильтрах анионы кислот, образовавшиеся при Н-катионировании, обмениваются на ионы гидроксила и в результате получается обессоленная вода.

В катионитовом фильтре создается кислая среда, благоприятная для разрушения комплексных и коллоидных форм железа и некоторых других элементов. Применение сильноосновных анионитов позволяет снизить содержание кремния в воде. Наряду с этим из-за удаления части органических примесей вода освобождается от постороннего запаха и привкуса, приобретает особую прозрачность и блеск. Сухой остаток составляет 20...25 мг/дм3 воды. Получение воды с такой малой величиной сухого остатка позволяет стандартизировать технологическую воду.

Требуемый солевой состав воды достигается или путем ввода необходимых солей, или путем подсортировки некоторого количества исходной воды.

К недостаткам данного способа следует отнести несколько громоздкую схему и необходимость использования коррозионно-стойкой аппаратуры.

При наличии в воде органических загрязнений техногенного происхождения (детергенты, нефтепродукты, пестициды и др.) ее подвергают дополнительной очистке адсорбцией. В качестве сорбента наиболее часто применяют активный уголь.

В результате исследований, проведенных сотрудниками ВНИИПБТ и Московского ликероводочного завода «Кристалл», показана возможность использования отработанного активного угля БАУ и БАУ-А. Если эффективность очистки воды свежим углем достигает 95...97 %, то отработанным — 88 %, т. е. снижается незначительно.

Возможность использования отработанного угля после очистки сортировки для обработки воды объясняется тем, что адсорбционная емкость угля по отношению к примесям снижается в водно-спиртовом растворе (из-за присутствия спирта) по сравнению с водой.

Для увеличения степени очистки воды от органических примесей ее пропускают через вторую угольную колонку, заполненную углем марки АГ-3 (АГ-5) или ДАК. В качестве фильтра для активного угля применяют угольные колонки, используемые для очистки сортировки, или стандартные фильтры Na-катионовых установок.

Очистить воду от органических примесей можно с помощью озонирования. Озон в промышленности получают при коронном электрическом разряде, поэтому это дорогостоящий способ. Однако, благодаря сильным окислительным свойствам озона достигается полное удаление из воды органических соединений вследствие их деструкции. Озонирование обладает двойным эффектом, так как кроме дезодорации воды происходит ее дезинфекция.

Химические реакции окисления лежат в основе очистки воды не только от органических примесей, но и от соединений железа. Обезжелезивание рекомендуется проводить при общем содержании железа до 10мг/дм3, в том числе трехвалентного не менее 50%, окисляемости не более 6...7 мг/дм3и щелочности больше единицы.

Способ заключается в фильтровании воды через песочный фильтр с добавлением или без добавления реагентов. При безреагентном способе фильтруемая вода, содержащая соединения железа и растворенный кислород, обладает способностью выделять железо на поверхности зерен кварцевого песка с образованием каталитической пленки из окислов 2-х и 3-х валентного железа. Эта пленка интенсифицирует процесс окисления и выделения из воды 3-х валентного железа, которое задерживается фильтром в виде гидроксида.

Если безреагентный способ не дает необходимых результатов, то применяют дополнительную обработку кварцевого песка. Модификацию кварцевого песка осуществляют 0,71 %-ным раствором сернокислого железа из расчета 70... 100 г/10 дм3 воды и 0,5 %-ным раствором марганцовокислого калия из расчета 50 г/10 дм3 воды. Время контакта песка с реагентом составляет соответственно 3 и 5 ч. Таким образом, на поверхности песка образуется пленка из гидроксида железа, оксидов железа и марганца, катализирующая процесс обезжелезивания воды.

Для проведения обезжелезивания могут быть использованы песочный фильтр ШЗ-ВФА, однопоточный песочный фильтр, которые применяют на ликероводочных предприятиях.

Наиболее универсальные способы разделения жидких систем в настоящее время — мембранные способы. Использование искусственных полупроницаемых мембран в технике стало возможным благодаря успехам в разработке синтетических полимерных материалов.

К основным мембранным процессам, нашедшим применение при производстве водок, относят ультрафильтрацию и обратный осмос. Условные границы использования мембранных процессов зависят от размеров частиц фильтруемых веществ и лежат в пределах 0,0001...0,001 мкм при обратном осмосе и 0,001...0,02 мкм при ультрафильтрации.

К отличительным особенностям указанных способов следует отнести: наличие полупроницаемых мембран, протекание процессов под действием давления, образование двух растворов, один из которых обогащен растворенным веществом. При традиционном фильтровании продукт оседает в виде кристаллического или аморфного осадка на поверхности фильтрующего материала, т. е. такие системы очистки, работают в тупиковом режиме.

Эффективность процесса обработки воды определяется качеством мембран, которые должны удовлетворять следующим требованиям: обладать высокой селективностью и проницаемостью, химической стойкостью к действию обрабатываемой среды, механической прочностью. Поэтому вместо ацетатцеллюлозных можно использовать мембраны нового поколения — металлокерамические.

Мембранные установки работают в проточном тангенциальном режиме, применение которого значительно увеличивает межрегенерационный период. Промывку фильтров осуществляют обратным током воды, что облегчает обслуживание оборудования.

Для достижения особо глубокой очистки воды предпочтение отдают обратноосмотическому способу обработки. Давление, при котором наступает равновесие, называется осмотическим. Величина осмотического давления определяется гидростатическим давлением раствора, которое препятствует диффузии растворителя через мембрану. При увеличении со стороны раствора давления свыше осмотического перенос растворителя будет осуществляться в обратном направлении.

Величина рабочего давления при использовании обрат -ноосмотической обработки воды достигает 6...8 МПа.

Аппаратурное оформление мембранных способов водо-подготовки весьма разнообразно. Отечественный технопарк мембранных фильтров постоянно обновляется за счет разработок, проводимых как в НИИ, так и на вновь образованных фирмах.

Перспективность применения мембранных процессов доказывается их преимуществами: экологической безопасностью, длительным межрегенерационным периодом, отсутствием реагентов, очисткой воды от всех типов загрязнений.

В связи с расширением рынка импортных алкогольных напитков следует отметить еще один способ водоподготов-ки — дистилляцию. При данном способе удаление солей осуществляется при изменении агрегатного состояния воды. Использование дистилляции позволяет получать стабильный состав очищенной воды, который не зависит от состава исходной воды.

Однако при явном преимуществе стабилизации состава, дистиллированная вода обладает характерными для нее запахом и привкусом, так как освободить воду от летучих примесей не представляется возможным. По распространенному выражению, дистиллированная вода является «мертвой» водой, лишенной вкусовых компонентов, которые играют важную роль в водно-солевом обмене организма человека. В отличие от зарубежных, отечественные производители не подвергают воду термической обработке.

Вода повышенной жесткости придает водке неприятный вкус. Кроме того, соли кальция и магния, растворенные в воде, выпадают в осадок в водно-спиртовой смеси и образуют муть, а затем осадок на бутылке. Как правило, природная вода редко отвечает всем нормам и подвергается кондиционированию или исправлению.

Схема кондиционирования воды включает ряд операций очистки в зависимости от качества исходной воды.

Фильтрование воды через песочные или керамические фильтры проводят при наличии в воде взвешенных веществ концентрацией более 5 мг/дм3.

Коагуляция проводится, если вода содержит муть, не удаляемую фильтрованием через песочный фильтр. Причиной этого могут быть органические соли железа, гуминовые кислоты, другие коллоиды. В качестве коагулянтов используют сульфат алюминия — A12S04 • 7Н20.

Коагуляция примесей производится в резервуаре с мешалкой при добавлении в воду 5 %-ного раствора коагулянтов в щелочной среде, которая создается кальцинированной содой или известью. Затем воду отстаивают 2...3ч и фильтруют через песочные фильтры.

Наиболее часто при подготовке воды возникает необходимость ее умягчения. Наиболее эффективным является катионовое умягчение воды. Сущность катионового способа умягчения заключается в обмене ионов Са и Mg воды на ионы Na- и Н-катионитов.

Установка для Na-катионирования состоит из катио-нитового фильтра, солерастворителя, сборников умягченной воды и оборотных солевых вод. Фильтр заполняется слоем кварцевого песка, на который насыпают катионит слоем 1,5...2,Ом. Жесткую воду через фильтр пропускают сверху вниз со скоростью от 2 до 20 м/ч в зависимости от качества воды. Фильтр работает под давлением 0,4...0,6 МПа и имеет обычно диаметр до 1 м и высоту от 3,2 до 3,6 м. После насыщения катионита ионами кальция и магния, то есть снижения активности, его регенерируют раствором поваренной соли, при этом происходит обмен ионов Са и Mg на ионы Na. После регенерации фильтра его промывают водой для удаления избытка поваренной соли, одновременно отмывая кварцевый песок от загрязнений. Промытый фильтр снова включается в эксплуатацию. При катионовом способе умягчения поступающая вода должна иметь жесткость не выше 7 мг-экв/л. Вода с большей жесткостью подвергается предварительно известкованию.

В последнее время ликероводочные заводы внедряют обратноосмотический способ умягчения. С помощью полупроницаемых мембран из воды удаляется практически 90... 100 % растворенных веществ.

Для дезодорации воды, удаления органических веществ, в том числе хлора, воду пропускают через угольные колонки. Воду, содержащую железо, обезжелезивают с помощью кварцевых фильтров.

Воду практически любого качества можно довести до требований ГОСТ.

Приготовление водно-спиртовой смеси

Для приготовления водки ректификованный спирт смешивают с умягченной водой; полученная водно-спиртовая смесь называется в производстве сортировкой. В зависимости от требуемого содержания этилового спирта в водке готовят сортировку различной крепости.

Приготовляют сортировку следующим образом. В герметически закрытый чан, называемый сортировочным, набирают из мерников рассчитанное количество спирта, соответственно требуемой крепости сортировки, а затем добавляют воду до получения заданного объема сортировки. Следует помнить, что для приготовления сортировки необходимо сначала набирать в чан спирт, а уже потом добавлять воду. Так как относительная плотность спирта меньше плотности воды, то спирт при этом поднимается вверх, что способствует лучшему перемешиванию сортировки.

После добавления в чан воды смесь перемешивают одним из следующих способов:

♦ механическим — с применением механической мешалки, вмонтированной в сортировочный чан;

♦ с помощью насоса, перекачивая сортировку по трубопроводу из нижней части чана в верхнюю;

♦ сжатым воздухом, поступающим от компрессора или воздуходувки через барботер, расположенный внутри сортировочного чана.

Исследования ВНИИПБТ показали, что следует предпочесть воздушное перемешивание.

Заливать спирт и воду в сортировочный чан можно также одновременно; при этом достигается частичное размешивание спирта с водой уже в процессе наполнения чана, однако рекомендуется вести залив с таким расчетом, чтобы раньше закончить спуск спирта.

В сортировку добавляют вещества, предусмотренные рецептурой для данного вида водки, и тщательно перемешивают. После этого проверяют крепость сортировки и, в случае отклонения ее от установленной нормы, добавляют спирт или воду и снова тщательно перемешивают. Полученную сортировку перекачивают насосом в напорный чан и без отстаивания направляют на фильтрацию.

Фильтрование сортировки на форфильтрах

В сортировке содержится небольшое количество взвешенных частиц (сотые или тысячные доли процента). Для освобождения от них сортировку фильтруют до и после обработки активным углем. Фильтрация водки через песочные фильтры после угольной очистки необходима для задержания мелкодисперсных частичек угля, образующихся в процессе очистки вследствие гидростатического воздействия потока жидкости.

В качестве фильтрующего материала почти везде применяют кварцевый песок. Размеры пор фильтрующего материала, как правило, меньше размеров взвешенных частиц, находящихся в фильтруемой жидкости, однако некоторые частицы меньшего размера вначале проходят через поры фильтрующего материала и поэтому первые порции фильтрата получаются мутными. В дальнейшем на фильтрующем материале образуется слой взвешенных частиц, через который фильтруется сортировка, и фильтрат получается прозрачным.

Фильтрация происходит под давлением столба жидкости: сортировка поступает на фильтр самотеком из напорного бака, расположенного выше фильтров. По мере увеличения количества профильтрованной жидкости высота слоя осадка на фильтрующем материале увеличивается. Пропорционально высоте этого слоя увеличивается сопротивление, и скорость фильтрации уменьшается. Поэтому необходимо периодически очищать фильтрующую поверхность от образовавшегося осадка.

В настоящее время разработан непрерывный метод фильтрации водно-спиртовых растворов на песочных фильтрах. Метод предусматривает фильтрацию водно-спиртового раствора только через кварцевый песок, без применения матерчатой прокладки, и проведение промывки песка в том же фильтре, без вскрытия его и выгрузки песка.

Для осуществления непрерывного метода фильтрации песочные фильтры необходимо модернизировать. Водно-спиртовая смесь может быть направлена в фильтр одним или двумя потоками, соответственно чему различают одно-и двухпоточные фильтры.

В верхней части однопоточного фильтра над песком помещают распределительную систему с отверстиями, а в нижней — конус с отверстиями и перфорированное днище. Верхняя распределительная система служит для равномерного распределения фильтруемой жидкости по всей площади фильтра и отвода промывной жидкости при промывке снизу вверх, конус с отверстиями — для равномерного распределения потока жидкости по всей площади фильтра при промывке. Перфорированное днище служит для поддержания фильтрующего слоя песка. На него укладывают нижний слой песка высотой 50 мм (величина зерен 3,0...2,0 мм), затем средний — высотой 50 мм (величина зерен 2,0...1,5 мм) и верхний — высотой 400...600 мм (величина зерен 1,5...1,0 мм). В процессе фильтрации водно-спиртовая смесь поступает через слой песка сверху вниз и освобождается от взвешенных частиц.

В двухпоточном фильтре водно-спиртовую смесь подают двумя потоками — сверху вниз и снизу вверх. Конструкция фильтра аналогична однопоточному и отличается наличием промежуточного дренажного устройства, которое размещается примерно посередине фильтра в фильтрующем слое песка и служит для отвода фильтрата, поступающего из верхнего и нижнего фильтрующих слоев песка. Водно-спиртовая смесь, направленная снизу, фильтруется сначала через крупные зерна, а затем через мелкие; взвешенные частицы располагаются по всей толще загрузки. В верхней части фильтра происходит обычный процесс фильтрации с направлением смеси сверху вниз.

Изъятие из фильтров матерчатой прокладки и применение песка с зернами различной величины позволило повысить скорость фильтрации и соответственно производительность фильтров по сравнению с существующей при подаче фильтруемой жидкости в фильтр одним потоком в 3...5 раз и двумя потоками — в 6...8 раз. Качество фильтрата высокое. Продолжительность цикла фильтрации увеличивается до 4...5 месяцев на однопоточных и до 7...8 месяцев — на двух-поточных фильтрах.

Значительным преимуществом одно- и двухпоточных модернизированных фильтров является простота их обслуживания за счет устранения выгрузки песка при перезарядке.

Обработка сортировки активным углем и повторное фильтрование

Обработка сортировки активным углем — одна из наиболее важных стадий, на которой формируются органо-лептические показатели водки.

Для удаления из сортировки примесей, придающих ей неприятный запах и вкус, производят обработку ее активным углем. Для этой цели применяют активные дробленые

древесные угли, в основном березовый или буковый, марок БАУ-А или ДАК (ГОСТ 6217). В последнее время в качестве адсорбента используют косточковые угли марки КАУ-В (ТУ 6-00209591-458), УАК-2.

При обработке сортировки активным углем происходят количественные и качественные изменения примесей спирта вследствие адсорбционных и окислительных процессов: уменьшается количество альдегидов, высших спиртов, возрастает концентрация эфиров. Эти изменения приводят к улучшению органолептических показателей и уменьшению окисляемости.

Обработку сортировки активным углем проводят в колонках медных или из нержавеющей стали путем фильтрации через высокий слой угля снизу вверх. Такой метод обработки назван динамическим.

Скорость фильтрации водно-спиртовых смесей через угольную колонку (слой угля высотой 4 м) зависит от вида водки и активности угля. Так, для водок «Столичной» и «Экстра» скорость фильтрации при свежем угле не должна превышать 30 дал/ч, а при регенерированном угле — 20 дал/ч. Для остальных видов водок при свежем угле — до 80 дал/ч, при регенерированном — до 60 дал/ч. По условиям производства допускается меньшая скорость фильтрации. Минимальная скорость 2...3 дал/ч.

Примеси, поглощаемые активным углем в процессе обработки сортировки, снижают его адсорбционные и каталитические свойства. Продолжительность работы угольной колонки зависит от ряда факторов: тщательности фильтрации сортировки через песок, качества угля, спирта и воды, высоты слоя угля и других. В заводской практике обычно считают, что через колонку можно пропустить от 15 до 100 тыс. дал сортировки. Адсорбционную и каталитическую способности отработавшего угля периодически необходимо восстанавливать. С этой целью отработавший уголь подвергают термической регенерации — обработке в колонке водяным паром при температуре 110... 130 °С. Примеси, содержащиеся в спирте, являются летучими веществами, и поэтому путем нагревания угля сложно освободить его от всех поглощенных примесей спирта.

Полученный при регенерации угля дистиллят, содержащий спирт, направляют на ректификацию или для приготовления спирта-денатурата. Содержание спирта в дистилляте постепенно уменьшается; при содержании спирта, равном нулю, дистиллят направляют в канализацию. Обработку угля паром ведут до тех пор, пока получаемый дистиллят не приобретет нейтральную реакцию и потеряет неприятный запах. Затем через уголь продувают воздух с целью насыщения кислородом. Продувку воздуха прекращают, когда температура угля в колонке снизится до 50...55°С. На этом процесс регенерации угля считают законченным. Обработка паром и продувка воздухом восстанавливают адсорбционные и каталитические свойства угля. Потери угля при таком способе регенерации незначительны.

После обработки активным углем полученную водку фильтруют, что позволяет удалить мельчайшие частички угля и получить продукт безукоризненно прозрачный, с кристальным блеском. Фильтрацию водки проводят в песочных фильтрах. Вместо обработки активным углем или дополнительно к этому сортировку очищают модифицированным крахмалом.

Доведение водки до стандартной крепости

Профильтрованная водка поступает в доводные чаны, где ее перемешивают и проверяют крепость. При отклонении крепости от пределов, установленных стандартом, водку следует довести до требуемой крепости добавлением спирта или воды. После этого содержимое чана вновь перемешивают и повторно определяют крепость. Согласно рецептуре вносят некоторые ингредиенты. Приготовленную

водку из доводных чанов направляют на розлив. Передают водку в цех розлива по объему с помощью мерников и учитывают по количеству безводного спирта.

ВНИИПБТ совместно со специалистами отрасли был разработан способ и аппаратурное оформление производства водок с одноразовым использованием порошкообразного сорбента на основе активного угля БАУ-А. Поставленная задача была решена. По проекту ПКБ ВНИИПБТ на ООО «Бахус» МПБК «Очаково» был построен цех и смонтировано оборудование линии приготовления водок с единичной мощностью 200 дал/ч и годовым объемом производства 800 тыс. дал при 2-х сменной работе линии. В декабре 2000 г. государственная приемочная комиссия провела испытания и подписала акт о приемке линии с полным соответствием качества водок требованиям ГОСТ Р 51355-99, что было подтверждено отделом технохимконтроля и сектором хроматографии ВНИИПБТ.

На «Способ производства водки и установку для его осуществления» был выдан патент № 2219236 от 04.04.2001 с авторским составом — В. А. Поляков, В. И. Карушев, В. М. Антонов, О. М. Иванов, А. Н. Макеева, Г. И. Авдеева, И. И. Бура-чевский.

Устройство линии и основных ее агрегатов приведено на  а работа ее осуществляется в следующем порядке.

Для пуска линии необходимо в последнюю рабочую смену заполнить сборник 52 (стартовый) обработанной и отфильтрованной сортировкой в количестве 250...300 дал для последующего заполнения адсорбера 19 и стабилизатора уровня 7. Дальнейшие операции подготовки и запуска линии в работу осуществляются в такой последовательности.

Из сборников / и 2 подают в чан-смеситель 4 этиловый спирт и исправленную воду в соотношении 1:1,48 и заполняют до заданного уровня. Насосом 5 проводят перемешивание для гидратации этанола, которая сопровождается повышением температуры раствора на 9... 10 °С с одновременным выделением растворенного воздуха в количестве 6...8 % и содержанием паров спирта до 70 % об.

Приготовленную и выдержанную сортировку этим же насосом циркуляционно подают через теплообменник 3 для охлаждения до температуры 10... 15 С и закачивают в напорный сборник 6, снабженный термоизоляцией. Загружают порошкообразный сорбент в бункер дозатора 8, а насосом /7 из сборника 52 закачивают обработанную сортировку в адсорбер 19 и далее в стабилизатор уровня 7до рабочего уровня и отключают насос 17.

на этом подготовка линии к раооте заканчивается (предполагается, что рабочая настройка работы агрегатов проведена ранее).

Для включения системы адсорбции открываем подачу охлажденной сортировки из напорного сборника 6 в стабилизатор уровня 7, приводом 14 открываем заслонку 75 и тем самым систему адсорбции, находящуюся под заливом, переводим в сообщенное состояние. Включаем насос 17.

Вся сортировка, находящаяся в циркуляционном контуре в составе агрегатов 6, 7, 9, 10, 16, 18, 19, 23, приводится в движение, и начинается процесс циркуляции, одновременно сопровождающийся:

♦ отбором обработанной сортировки через коллектор 44;

♦ отбором обработанной сортировки из стабилизатора уровня 7через завихритель 10 с тангециальными патрубками 11. Это приводит находящуюся в нем сортировку во вращательное движение с образованием центральной воронки;

♦ поступлением свежей необработанной сортировки из напорного сборника 6 в стабилизатор уровня 7.

С началом циркуляционного процесса включаем дозатор 8, и в образовавшуюся воронку на поверхности сортировки начинает поступать порошкообразный сорбент с заданной регулятором /2 скоростью.

На этом процесс запуска заканчивается, и работа адсорбционного блока переходит в штатный режим работы с остальным оборудованием линии.

Отдозированный порошкообразный уголь смешивается с сортировкой и подается в соединитель потоков 16, в который из отводной камеры 27 через тангенциальный патрубок 30 одновременно поступает циркуляционный поток. Оба потока соединяются, смешиваются и по трубопроводу в виде водно-спиртово-угольной смеси насосом 17 через разделитель потоков 18 двумя потоками вводятся в адсорбер (нижний поток — через сопло 20, а верхний — через сопло 28 камеры 26) и образуют зону интенсивного перемешивания.

В целях дальнейшей интенсификации процесса обработки смесь сортировки с углем через щелевые сопла 32 входит в циркуляционный коллектор 31 и по радиальным патрубкам 33 — в расширительную камеру 34. Пройдя через дроссельные отверстия 38 и переходной коллектор 36, смесь попадает в отводную камеру 27реверсивного питателя 24. Через тангенциальный патрубок 30 она. поступает в соединитель потоков 16 и далее по циклу со скоростью производительности насоса при средней скороподъемности 4,5 мм/с.

По ходу движения водно-спиртово-угольной смеси создаются зоны с разными гидродинамическими режимами от турбулентного до ламинарного и с переменным давлением от —20 до +100 кПа при постоянном давлении (50 ± 7,0) кПа внутри адсорбера.

Ступенчатое изменение давления при движении смеси сортировки с углем по циркуляционному контуру способствует вытеснению воздуха из пористой структуры угля, насыщению его сортировкой и интенсификации хемосорбци-онных процессов, что положительно влияет на вкусовые качества сортировок даже без добавления сахара.

Местоположение циркуляционного коллектора 31 определяется циркуляционным смесителем 23, и совместно они образовывают зоны обработки сортировок — турбулентную, переходную и ламинарную. Одновременно с поступлением в адсорбер свежеприготовленной смеси сортировки с углем из него через верхний кольцевой коллектор 44 происходит отбор, равный по количеству обработанной сортировки с отработанным углем.

Двухфазная смесь через зону с ламинарном режимом движения со скоростью 0,5 мм/с, выходной коллектор 44, патрубок 46, ротаметр 47 (контроль скорости отбора) подается на фильтр 48 для отбора отработанного угля.

Предварительно отфильтрованная сортировка поступает в буферный сборник 49 и далее через фильтр тонкой очистки 51 в купажный чан-смеситель 53. После ввода ингредиентов и перемешивания насосом 55, этим же насосом

готовый купаж подается на фильтр 56 для тонкого фильтрования. Отфильтрованная водка закачивается в сборник 57 готовой продукции.

Следует отметить, что в целях интенсификации обработки водок углем внутри адсорбера 19 созданы три зоны, образованные местоположением циркуляционного смесителя 2? (:

♦ первая зона находится между отражателем 21 и реверсивным питателем 24, характеризуется струйным формированием турбулентного режима;

♦ вторая зона начинается над первой и заканчивается на уровне циркуляционного коллектора 31;

♦ третья зона расположена между циркуляционным коллектором 31 и выходным коллектором 44.

Гидродинамическая обстановка во всех зонах определяется расположением циркуляционного смесителя, его конструкцией и функционированием циркуляционного контура.

Турбулентную обстановку в первой (нижней) камере характеризует скорость движения встречных струйных потоков смеси сортировки с углем.

Гидродинамика во второй зоне определяется характером движения сортировки с углем в первой зоне и режимом циркуляции через первую и вторую зоны внутри адсорбера по высоте снизу-вверх.

В третьей зоне гидродинамика определяется только скоростью движения обработанной сортировки, которая составляет 0,5 мм/с.

Характер движения потоков сортировки с углем внутри адсорбера позволил снизить скорость движения потоков в зонах при соотношении 10:1.

Воздействие всех факторов дало возможность завершить обработку сортировок внутри адсорбера. Обработанная сортировка с отработанным углем поднимается вверх и через выходной коллектор 44 поступает на фильтр 48 для отбора отработанного угля.