Спосіб обробки високоспиртуозного розчину

Изобретение относится к пищевой промышленности, в частности к спиртовой и ликеро-водочной отраслям и может быть использовано для обработки ректификованного спирта и водно-спиртовых растворов при получении питьевою спирта, концентратов водок и водок. Наиболее близким техническим решением является способ обработки высокоспиртуозного раствора, в частности сортировки водки, предусматривающий обработку его активированным углем и фильтрацию через песочный материал в динамическом режиме (ТР 18 Україна 4179-93. Технологічний регламент на виробництво горілок і лікеро-горілчаних напоїв. К.: Концерн "Укрспирт", 1993. - 330с.). Причиной, препятствующей повышению эффективности известного способа является то, что при обработке высокоспиртуозного раствора содержание вредных примесей в нем снижается незначительно. Это обусловлено операционными особенностями способа, в основу которого положена обработка водно-спиртового раствора березовым активированным углем. Раствор пропускают через песочный фильтр для предварительной чистки от механических примесей. Затем через угольную колонку, где происходит сорбционные и каталитические процессы на поверхности микропор, следствием чего является уменьшение вредных примесей. Каталитические процессы проходят недостаточно эффективно и не полностью, что объясняется самой природой такого рабочего реагента, как активированный уголь - его ограниченными каталитическими возможностями. Поэтому часть вредных примесей переходят в готовый продукт. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования способа обработки высокоспиртуозного раствора путем включения в способ технологического приема дополнительной обработки порошком меди. Техническим результатом изобретения является усиление контакта обрабатываемого расі вора с рабочим реагентом - медью, а затем и активированным углем, то есть максимальный каталитический эффект процесса, приводящий к болев полному удалению из целевого продукта вредных примесей, повышению качества готового продукта. Достигается технический результат тем, что в известном способе обработки (высокоспиртуозного раствора, включающем обработку его активированным углем и фильтрацию через песочный материал в динамическом режиме, согласно изобретению, перед обработкой активированным углем высокоспиртуоаный раствор обрабатывают порошком меди размером частиц 200 - 800мкм в турбулентном режиме при температуре 15 - 25°C о течение 1 - 5мин при расходе порошка меди 0,6 - 1,2кг на 1000 для высокоспиртуозного раствора, с последующим отделением порошка меди па фильтре. Порошок меди перед использованием промывают водноспиртовой смесью до массовой концентрации ионов меди не более 4,0мг/л в готовом продукте. В водно-спиртовых растворах, используемых для производства ликерно-водочных изделий, присутствуют примеси, которые в той или иной степени- влияют на органолептические показатели готового продукта. Одни примеси в определенных пределах (ацетали, сложные эфиры) положительно влияют на органолептические готового продукта, другие примеси (высшие спирты, альдегиды) отрицательно. Металлическая медь является катализатором в образовании ацеталей и высокоспиртуозных растворах. Ацетали - простые эфиры альдегидратов образуются при взаимодействии альдегидов со спиртами. Основное количество их составляет диэтилацеталь, обладающий приятным плодовым ароматом. Для образования ацеталей и уменьшения содержания альдегидов и некоторых высших спиртов предложена обработка высокоспиртуозного раствора металлической медью. Более полное перераспределение примесей в растворе происходит при обработке его порошком меди, т.к. увеличивается поверхность контакта меди с жидкостью при оптимальном размере частиц порошка - 200 - 800мкм. Использование порошка меди с размером частиц менее 200мкм не позволяет полностью отделить его на применяемых фильтрах. При использовании порошка меди с размером частиц более 800мкм, увеличивается удельный расход порошка и энергозатраты на турбулизацию смеси. Обработка высокоспиртуозного раствора при температуре ниже 15°C и времени менее 1мин не эффективно, из-за низкого каталитического действия меди. Повышение температуры более 25°C нецелесообразно, так как происходит испарение и потери спирта. Обработка более 5мин не способствует увеличению содержания ацеталей в растворе. Расход порошка меди 0,6 1,2кг на 1000дал высокоспиртуозного раствора является оптимальным для получения качественного готового продукта. Удельный расход порошка меди менее 0,6кг недостаточен для эффективного каталитического действия. Удельный расход порошка меди более 1,2кг экономически нецелесообразен. "Медикобиологическими требованиями и санитарными нормами качества продовольственного сырья и пищевых продуктов" №5061 - 89 установлена предельно допустимая концентрация ионов меди в алкогольных напитках, которая не должна превышать 5,0мг/л. Поэтому порошок меди промывают для удаления растворимых соединений меди, чтобы в готовом продукте массовая концентрация ионов меди не превышала 4,0мг/л. При этом порошок меди можно использовать многократно для обработки высокоспиртуозных растворов. Совокупное влияние указанных приемов позволяет получить технический результат обработки высокоспиртуозного раствора и возникающие при этом потребительские свойства объекта изобретения. Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В непрерывном потоке обрабатывают высокоспиртуозный раствор (сортировку водки, концентрат водки, питьевой спирт или ректификованный спирт) порошком меди. Порошок меди перед использованием промывают водно-спиртовой смесью для удаления растворимых соединений меди. В турбулентном режиме порошок меди с размером частиц 200 800мкм смешивают с высокоспиртуозным раствором. Обработку осуществляют при температуре 15 - 25°C в течение 1 - 5мин при расходе порош камеди 0,6 - 1,2кг на 1000дал раствора. Порошок меди отделяют на фильтре. Далее высокоспиртуозный раствор обрабатывают в динамическом режиме на колоннах с активированным углем. После колонок раствор фильтруют через песочный материал для тонкой очистки от механических примесей. Предлагаемый способ обработки высокоспиртуозного раствора иллюстрируется следующими примерами. Пример 1. Обработка высокоспиртуозного раствора - сортировки с получением водки крепостью 40%. Для получения 1000дал сортировки водки необходимо 415,8дал спирта этилового ректификованного высшей очистки с объемной долей этанола 96,2% и 613,7дал подготовленной умягченной воды. В непрерывном потоке, например в устройстве труба в трубе, осуществляют смешивание спирта и воды и обработку сортировки порошком меди со средним размером частиц 200мкм в течение 1мин при температуре 20°C. Порошок меди в количестве 0,6кг предварительно промывают одно-спиртовой смесью для удаления растворимых соединений меди и равномерно подают в перфорированную трубу устройства. Обработку высокоспиртуозного раствора порошком меди ведут в турбулентном потоке. Порошок меди отделяют на фильтре. Далее сортировку водки обрабатывают в динамическом режиме на угольных колонках высотой 4м и диаметром 0,7м с активированным углем массой 300кг в одной колонне при расходе сортировки через колонну 30дал/час. После колонок сортировку фильтруют через песочный материал для тонкой очистки водки от механических примесей. После обработки водку направляют в сборник, откуда через мерник ее перекачивают на розлив. Каталитическое действие порошкообразной меди способствует увеличению ацеталей в сортировке и качества водки. Водка по органолептическим и физико-химическим показателям соответствует требованиям ГОСТ 12712 - 80 "Водки и водки особые. Технические условия". Пример 2. Обработка высокоспиртуозного раствора с получением питьевого спирта крепостью 70%. Для получения 1000дал питьевого спирта крепостью 70%об. необходимо 727,6дал спирта этилового ректификованного высшей очистки с объемной долей этанола 96,3% и 299,1дал подготовленной умягченной воды при температуре 20°C. В непрерывном потоке, например в инжекторе, смешивают спирт с водой при температуре 25°C. При этом устанавливают необходимый расход спирта и воды, чтобы получить водно-спиртовый раствор необходимой крепости, соответствующим положением регулирующего вентиля для подачи спирта. В вакуумную полость инжектора вводят порошок меди с размером частиц 350мкм в количестве 1кг на 1000дал водно-спиртового раствора. Порошок меди предварительно промывают водноспиртовой смесью для удаления растворимых соединений меди. В турбулентном потоке обрабатывают водно-спиртовый раствор в течение 3мин при температуре 25°C. Порошок меди отделяют от водно-спиртового раствора на фильтре. Водно-спиртовую смесь перекачивают в напорный чан, откуда самотеком подают на фильтрационную батарею, состоящую из двух форфильтров, двух последовательно соединенных угольных колонок и двух песочных фильтров. Скорость фильтрации в доводной чан 40дал/час через две последовательно соединенных колонки на свежем угле, 30дал/час на регенерированном угле. После обработки спирт поступает в сборник, откуда его направляют на розлив. Спирт по органолептическим и физикохимическим показателям соответствует требованиям ТУ 18 Україна 136 - 93 "Спирт этиловый питний 70% - ний". Пример 3. Обработка высокоспиртуозного раствора с получением концентрата водки крепостью 75%. Для получения 1000дал концентрата водки крепостью 75%об. необходимо 779,6 для спирта этилового ректификованного высшей очистки с объемной долей этанола 96,2% и 244,3дал подготовленной умягченной воды. В непрерывном потоке смешивают спирт и воду и обрабатывают сортировку порошком меди с размером частиц 600мкм в течение 2мин при температуре 20°C. Порошок меди в количестве 0,8кг, предварительно промытый водно-спиртовой смесью для удаления растворимых соединений меди, вводят в турбулентный поток сортировки. После обработки порошок меди отделяют на фильтре. Далее сортировку обрабатывают в динамическом режиме на угольнофильтрационной батарее. Сортировку самотеком пропускают через форфильтры, угольные колонки и песочные фильтры. После обработки концентрат водки направляют в сборник и далее на розлив. Концентрат водки по органолептическим и физико-химическим показателям соответствует требованиям ТУ У 20014122 - 002 - 95 "Концентрат водок крепостью 75%.об." Пример 4. Обработка высокоспиртуозного раствора с получением питьевого спирта крепостью 95%. Для получения 1000дал питьевого спирта крепостью 95% необходимо 987,5дал спирта этилового ректификованного высшей очистки с объемной долей этанола 96,2% и 14,8дал подготовленной умягченной воды при температуре 20°C. В непрерывном потоке, например в инжекторе, смешивают спирт с водой при температуре 17°C. При этой температуре устанавливают необходимый уровень расхода спирта и воды, чтобы получить высокоспиртуозный раствор необходимой крепости, соответствующим положением регулирующего вентиля для подачи спирта. В вакуумную полость инжектора вводят порошок меди с размером частиц 400мкм в количестве 1,2кг на 1000дал раствора. Порошок меди предварительно промывают водноспиртовой смесью для удаления растворимых соединений меди. В турбулентном потоке осуществляют обработку раствора в течение 5мин при температуре 17°C. Порошок меди отделяют от раствора на фильтре. Далее высокоспиртуозный раствор обрабатывают в динамическом режиме на угольных колонках высотой 4м и диаметром 0,7м с активированным углем массой 300кг в одной колонне при расходе раствора через колонку 25дал/час. После колонок раствор фильтруют через песочный материал для тонкой очистки спирта от механических примесей. Готовый продукт соответствует ГОСТ 5963 - 67 "Спирт этиловый питьевой 95% - ный. Технические условия". Пример 5. Обработка высокоспиртуозного раствора - спирта этилового ректификованного. В непрерывном турбулентном потоке смешивают спирт этиловый ректификованный высшей очистки с объемной долей этанола 96,2% с порошком меди с размером частиц 800мкм. Порошок меди предварительно промывают водой, а затем спиртом для удаления растворимых соединений меди. Обработку спирта порошком меди осуществляют при температуре 15°C в течение 5мин при расходе порошка меди 0,9кг на 1000дал спирта. После обработки порошок меди отделяют на фильтре, а спирт подают в сборник. Далее спирт ректификованный обрабатывают в динамическом режиме на угольных колонках высотой 4м и диаметром 0,7м с активированным углем массой 300кг в одной колонке при расходе спирта через колонку 20дал/час. После колонок спирт фильтруют через песочный материал для тонкой очистки спирта от механических примесей. Каталитическое действие порошкообразной меди способствует снижению в спирте альдегидов, высших спиртов и увеличение ацеталей. Спирт по оргагнолептическим и физикохимическим показателям соответствует требованиям ГОСТ 5962 - 67 "Спирт этиловый ректификованный. Технические условия" и может быть использован для получения высококачественных ликеро-водочных изделий. Данные, характеризующие достижение технического результата по заявляемому способу в сравнении с известным способом приведены в табл.1. Как видно из данных табл.1 по приведенным показателям, как по известному способу, так и по заявляемому, высокоспиртуозный раствор соответствует нормативной документации, но содержание нежелательных примесей (альдегидов и высших спиртов) по заявляемому способу ниже, чем по известному. В то же время увеличилось содержание примесей (ацеталей) облагораживающих готовый продукт. Были проведены также экспериментальные исследования по обработке высокоспиртуозного раствора порошком меди при параметрах процесса, выходящих за пределы заявленных. Результаты этих экспериментов приведены в табл.2. По органолептическим и физико-химическим показателям высокоспиртуозные растворы по примерам 6 - 10 не соответствуют требованиям нормативной документации, приведенной в примерах 1 - 5 и не достигается технический результат по показателям, приведенным в табл.1.