Курсовая работа: Разработка технологической линии получения водки производительностью 2000 л/сутки

Цитронеллаль С₁₀ Н₁₈ О представляет собой неразделимую смесь двух изомеров. Входит в состав лимонного мандаринового масел. Жидкость кипит при температуре 205-208ºС.

Из ряда циклических альдегидов в химическом составе растений, примняемых в ликеро-водочном производстве, встречаются бензальдегид, анисовый альдегид и ванилин.

Анисовый альдегид С₈ Н₈ О₂ содержится в анисовом, бадьяновом и фенхелевом маслах, ванилин найден в стручках ванили и в гвоздичном масле. Белок кристаллическое вещество с сильным приятным запахом и жгучим вкусом. Температура плавления 81-82ºС, кипения 263ºС.

Из алифатических альдегидов нетерпенового происхождения уксусный СН₃ СНО содержится в ирисовом, перечно-мятном и анисовом эфирных маслах, иониловый С₈ Н₁₇ СНО – в ирисовом, розовом, коричном, мандариновом и лимонном маслах и дециловый С₉ Н₁₉ СНО – в можжевеловом, померанцевом, неролиевом и каринадровом маслах.

Из числа терпеновых моноциклических кетонов в эфирных маслах, применяемых в ликеро-водочном производсвте, встречается карвон, дигидрокарвон и ментон.

Карвон С₁₀ Н₁₄ О входит в состав тминного (50-60%) эфирного масла и масла кудрявой мяты (70%). Представляет собой бесцветную, вязкую жидкость с зпахом тмина. Температура кипения 230ºС.

Дигидрокарвон С₁₀ Н₁₆ О также находится в тминном масле. Бесцветная, маслянистая жидкость, обладающая запахом карвона и одновременно ментона. Температура кипения 221-222ºС.

Ментон С₁₀ Н₁₈ О найден в масле перечной мяты. Жидкость с мятным запахом. Температура кипения 207ºС. К бициклическим терпеновым кетонам относится ирон С₁₃ Н₂₀ О, содержащийся в эфирном масле корневищ ириса. Ирон – малоподвижная маслянистая жидкость. В разведенном спиртовом растворе имеет приятный запах фиалки, кипит при 144ºС (при давлении 10 мм.рт.ст.).

2. Технологическая сущность процесса [3]

2.1. Внесение в сортировку ингредиентов

В зависимости от наименования водки для придания соответствующего аромата в сортировку вносят небольшое количество ингредиентов – сахара, инвертированного сахара, меда, лимонной кислоты, гидрокарбоната натрия, уксуснокислого натрия, перманганата калия и др. Например, в 1000 дал сортировки водки «Экстра» добавляют 25 кг рафинированного сахара-песка и от 1 до 10 г КМnO₄ (в зависимости от качества спирта); в 1000 дал «Водки» - 10 кг рафинированного сахара-песка (инвертированного), 1 кг гидрокарбоната натрия и 0.3 кг лимонной кислоты.

Сахар (сахароза) и инвертированный сахар добавляют в виде водных концентрированных растворов - сиропов, мед – в виде раствора в водке. Сахарный сироп смешивают с сортировкой при ее приготовлении, инвертированный сахарный сироп и раствор меда вводят после обработки сортировки активным углем. Последнее объясняется тем, что моносахариды и ароматические вещества меда частично адсорбируются активным углем, это приводит не только к перерасходу ингредиентов, но и к преждевременному истощению активного угля. Кроме того, при растворении меда в водке выделяются коллоидные вещества, забивающие поры активированного угля.

Дл приготовления раствора меда его смешивают с водкой в соотношении 1:10. Полученный раствор фильтруют на рамном фильтре через асбестоцеллюлозные пластины с намывным кизельгуровым слоем (3 кг кизельгура на 1 м² поверхности фильтрующих пластин) или только через фильтрующий картон марки КТФ-2.

Марганцовокислый калий добавляют к сортировке в виде водного раствора до введения сахарного сиропа.

Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) добавляют на каждые 1000 дал сортировки, определяя его количество (в кг) по формуле:

, (2.1)

где 0.84 – количество химически чистого гидрокарбоната натрия, необходимое для повышения щелочности 1000 дал сортировки на величину, эквивалентную 1 мл 0.1 М раствора HCl на 100 мл, кг;

А₁ – начальная щелочность сортировки, мл 0.1 М раствора HCl на 100 мл;

А₂ – требующаяся щелочность сортировки, мл 0.1 М раствора HCl на 100 мл.

Товарный гидрокарбонат натрия содержит 98.5% основного вещества, поэтому его дозировку соответственно увеличивают. Гидрокарбонат предварительно размешивают в бачке, вылуженном чистым оловом, с небольшим количеством сортировки до получения однородной суспензии, которую сливают в сортировочный чан, тщательно размешивают с сортировкой в течение 10 мин и затем отстаивают 15 мин.

Раствор уксуснокислого натрия приготовляют нейтрализацией уксусной кислоты гидрокарбонатом натрия в бачке, также вылуженном чистым оловом. Для этого 0.25 л 80%-ной уксусной кислоты разводят умягченной водой до 2 л и в полученный раствор при постоянном перемешивании добавляют небольшими порциями гидрокарбонат натрия до нейтральной реакции.

Вкусовые добавки повышают плотность водно-спиртового раствора, поэтому показания спиртометра будут ниже (видимая крепость). Истинную крепость определяют после перегонки пробы и разбавления отгона дистиллированной водой до первоначального объема или внесением поправки в видимую крепость, по Грацианову А.Н. (табл.1 ).

Таблица 1

Поправки в видимую крепость

Содержание сухого остатка, мг/л	Положительная поправка к показанию спиртометра, %об.	Содержание сухого остатка, мг/л	Положительная поправка к показанию спиртометра, %об.
75	0.05	600	0.35
150	0.10	650	0.40
260	0.15	725	0.45
375	0.20	800	0.50
460	0.25	900	0.55
550	0.30	1000	0.60

2.2. Обработка водно-спиртовой смеси активированным углем

Для удаления из сортировки примесей, придающих ей неприятный запах и вкус, производят обработку ее активным углем. В ликероводочном производстве применяют активный уголь марки БАУ. Его получают на лесохимических заводах путем обугливания без доступа воздуха березовой или буковой древесины и последующей обработки перегретым водяным паром. При обработке паром уголь активируется, так как поры его освобождаются от продуктов сухой перегонки и частично от минеральных примесей, а поверхность угля насыщается кислородом воздуха.

Активный уголь БАУ представляет собой зерна величиной от 1.0 до 3.5 мм. Предполагают, что активный уголь адсорбирует некоторые примеси, которые придают спирту неприятный вкус и аромат. Кроме того он катализирует реакции окисления спирта и его примесей с образованием карбоновых кислот и их последующую этерификацию, т.е. образование сложных эфиров (уксусноэтилового, уксусноизоамилового и др.), сообщающих водке приятный аромат и улучшающих ее вкус.

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

Скорость фильтрации водно-спиртовых смесей через угольную колонку (слой угля высотой 4 м) зависит от вида колонки и активности угля. Так, для водок «Столичная» 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.

2.3. Регенерация отработавшего активного угля

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 110-130ºС. Термическая регенерация угля основана на обратимости адсорбционного процесса. Процесс адсорбции протекает с выделением тепла; если нагревать отработавший уголь, происходит десорбция – освобождение его активной поверхности от поглощенных веществ. Примеси, содержащиеся в спирте, являются летучими веществами, и поэтому путем нагревания угля можно освободить его от всех поглощенных примесей спирта.