Улучшение производства коньячного спирта
Усовершенствование процесса получения коньячного спирта
Классическая технология получения коньячного спирта, предусматривает двойную перегонку виноматериала на простых кубовых аппаратах шарантского типа, сконструированных еще в средние века.
Как известно, недостатками этих аппаратов являются низкая производительность, сравнительно большие потери спирта с головными и хвостовыми фракциями, а также высокие энергозатраты. Для устранения указанных недостатков, а также для повышения качества получаемого коньячного спирта было проведено множество исследований и предложен ряд технических решений.
Для увеличения производительности установок и снижения энергозатрат рядом авторов предлагается увеличивать емкость куба перегонного аппарата по сравнению с существующими конструкциями.
Сачаво был предложен способ двойной перегонки и установка для его осуществления, при котором одновременно проводится перегонка виноматериала и спирта-сырца.
Сачаво М. С., Малтабар В. М., Налимова А. А. считают, что головные фракции, полученные при перегонке виноматериалов на аппаратах периодического действия, необходимо направлять на ректификацию только после максимального их концентрирования путем перегонки или многократного возврата в спирт-сырец. Это увеличивает выход коньячных спиртов, повышает их химические и органолептические показатели. При перегонке спирта-сырца невысокой крепости, когда концентрация летучих компонентов в головном погоне будет достаточно высокой, целесообразно проводить фракционную перегонку головного погона, а при перегонке спирта-сырца повышенной крепости – многократный возврат в спирт-сырец.
Сачаво и Малтабар перед фракционной перегонкой головную фракцию предлагают смешивать с виноматериалом в пропорции 1:3, после чего вновь выделяемые хвостовые погоны направляются в перегоняемый спирт-сырец, а головные – на ректификацию
Для более рационального использования головных и хвостовых погонов предложено добавлять дрожжи в количестве 3-4 % масс. в смесь головной и хвостовой фракций с последующей перегонкой смеси. Предварительно дрожжи разбавляют коньячным виноматериалом в количестве 8-10 % от общего объема смеси.
Некоторыми авторами предлагается головную фракцию, для более полного использования в коньячном производстве, подвергать обработке УФ-лучами или наполовину разбавлять водой и проводить обработку углем с последующим возвратом в спирт-сырец.
Вильямс и Страус, учитывая наличие в головных погонах большого количества полезных примесей, предложили использовать головную фракцию, предварительно удалив из нее содержащиеся в избытке ацетальдегид и этилацетат током инертного газа. По их данным, использование в коньячном производстве головных погонов не только увеличивает выход коньячных спиртов, но и повышает их качество.
Сачаво, испытав различные схемы использования головных и хвостовых фракций при получении коньячных спиртов на аппаратах шарантского типа, установил, что наиболее рациональным является 5-кратный возврат головных и хвостовых фракций в перегоняемый спирт-сырец. Дополнительное введение в перегоняемый спирт-сырец от 2 до 10 % винных дрожжей способствует улучшению качества получаемых спиртов благодаря обогащению компонентами энантового эфира.
Для ускорения процесса перегонки, снижения потерь спирта и энергозатрат Сачаво и Корниенко предлагают возврат хвостовой фракции в перегоняемое сырье осуществлять в момент ее выделения путем барботажа в подогреваемое сырье 80-100 % водно-спиртовых паров.
Эти же авторы установили, что повышение крепости спирта-сырца на 1% об. позволяет увеличить выход коньячного спирта на 2,5 %. Наиболее эффективным способом повышения крепости спирта-сырца является перегонка виноматериала до крепости дистиллята 10 % об. с последующим отбором концевой фракции. При этом происходит снижение объема спирта-сырца на 5 % и выход коньячного спирта увеличивается на 17,9 % за счет сокращения хвостовой фракции. В итоге выход коньячного спирта за один цикл двукратной перегонки увеличивается на 12,9 %, а при 5-кратном использовании концевой и хвостовой фракции путем возврата в перегоняемую среду увеличение выхода коньячного спирта составит 2,4 %. На основе этих исследований, был предложен способ получения коньячного спирта .
При перегонке слабоградусных виноматериалов для повышения объемной доли этилового спирта в спирте-сырце предложено повышать содержание этилового спирта в виноматериале путем добавления в него спирта-сырца, полученного при перегонке винных дрожжей после предварительной десульфитации до содержания сернистого ангидрида менее 35 мг/л.
Сачаво и Лопатюк для увеличения выхода коньячного спирта при переработке некондиционного винограда предлагают вводить в сбраживаемое сусло этиловый спирт. Получая при этом коньячный спирт, содержащий количество примесей на 100 мл б. с., соответствующее ГОСТ 17136-71.
Группой авторов предлагается для повышения качества коньячного спирта виноматериал подвергать дополнительному подогреву до 88-90 0С и выдержке в подогревателе при этой температуре в течение отбора средней фракции. Образующиеся при этом пары спирта, обогащенные продуктами новообразований и легколетучими компонентами энантового эфира, вводят в среднюю фракцию.
Сирбиладзе отмечает, что настаивание коньячного виноматериала на дрожжах обогащает полученные из них спирты летучими компонентами. Оптимальная длительность выдержки 1-2 мес. При этом в спиртах увеличивается содержание кислот, эфиров, альдегидов, ацеталей, этилацетата, изобутиловых и изоамиловых спиртов.
Сачаво, Кишковская и Лопатюк для ограничения содержания в коньячных спиртах высших сивушных спиртов предлагают сбраживать коньячный виноматериал дрожжами рода Schizosaccharomyces.
Коротаев и Начева, а также эти же авторы совместно со Скурихиным предлагают вести перегонку виноматериала с добавкой 5-15 % барды от предыдущей перегонки, что способствует накоплению в коньячном спирте ряда ценных высококипящих соединений, повышающих качество коньяка. Душистые воды предлагается получать перегонкой винной барды или лютерной воды и использовать их взамен дистиллированной воды в купажах коньяков, что улучшает их качество. На основе проведенных исследований предложен способ получения коньячного спирта.
Для повышения качества коньячного спирта, а также при использовании виноматериалов с пороками предлагается способ, предусматривающий внесение в виноматериал перед перегонкой 1-5 г/л активированного угля и добавление в полученный спирт-сырец винных дрожжей в количестве 5-10 %, предварительно растворенных в хвостовом погоне крепостью 45 %об. (1:1) и обработанных 5-30 мин. УЗ-колебаниями.
При получении коньячного спирта вместо традиционных источников нагрева предлагается использовать СВЧ энергию, что, по мнению авторов, снижает энергозатраты и повышает качество коньячного спирта.
Для повышения кислотности виноматериала перед перегонкой рекомендуется проводить его электродиализную обработку, при этом в качестве промежуточного раствора при электродиализе используют коньячную барду. Под действием электрического поля через инертную мембрану из виноматериала в коньячную барду переходят катионы солей органических кислот, содержащихся в нем, и в то же время в виноматериал переходят анионы аналогичных кислот из барды, повышая кислотность виноматериала и снижая его рН.
Сачаво для увеличения выхода коньячного спирта, улучшения его качества и повышения производительности установки КУ-500 предлагает применять на данном аппарате метод двойной сгонки с регулированием состава и качества спиртов в процессе перегонки путем изменения направления образующейся в дефлегматоре флегмы.
Кроме этого, Сачаво и сотр. предложен комбинированный способ получения коньячного спирта на аппаратах непрерывного и периодического действия, согласно которому первую перегонку виноматериала производят без фракционирования на высокопроизводительных аппаратах непрерывного действия с получением спирта-сырца с содержанием летучих примесей в 8-10 раз выше, чем в исходном виноматериале. Полученный высококонцентрированный спирт-сырец смешивают с виноматериалом до кондиции спирта и летучих примесей в 2,5-3 раза выше, чем в исходном виноматериале и подвергают повторной перегонке на аппаратах шарантского типа с фракционированием. Указанный способ обеспечивает значительное повышение производительности, снижение энергозатрат, а также потерь спирта.
Таким образом, из приведенных работ видно, что усовершенствование технологии получения коньячных спиртов может проводится различными способами, основными из которых являются: разработка нового оборудования, а также изменение схемы перегонки на существующих аппаратах, применение нетрадиционных способов обработки исходных виноматериалов и конечных продуктов перегонки физическими и химическими методами, более рациональное использование промежуточных продуктов и отходов перегонки. При этом не всегда усовершенствования процесса получения коньячных спиртов являются эффективными с экономической точки зрения, поскольку эффект от улучшения качества или увеличения выхода может быть ниже затрат, пошедших на получение этого эффекта.