2.2 Получение водок

Технология водок состоит из следующих стадий: подготовки воды, приготовления, фильтрования и обработки водно-спиртовой смеси, фильтрования водки, внесения добавок, улучшающих вкус продукта, контрольного фильтрования водки перед розливом, подготовки посуды, розлива и оформления готовой продукции.

Исходная питьевая вода повышенной жесткости поступает из напорного сборника и умягчается на ионообменном реакторе (катионитовом или анионитовом). Этиловый ректификованный спирт, пройдя мерники, поступает в смеситель, куда направляется также и умягченная вода. Перемешивание смеси и подача ее в напорный сборник осуществляются насосом.

Подготовка воды. На ликеро-водочных заводах применяют воду питьевого назначения из городских водоканалов и артезианских скважин. В ликеро-водочных изделиях содержится до 70 % воды, поэтому их качество в значительной степени определяется органолептическими свойствами и составом воды. Наибольшее значение имеют жесткость, величина сухого остатка, активная кислотность и щелочность, окисляемость воды, содержание в ней ионов железа. В воде контролируют также содержание фосфатов, силикатов, сульфатов, хлоридов, гидрокарбонатов и других солей.

Жесткость воды как мера содержания в ней растворенных солей кальция и магния выражается в мг*экв. Са²⁺ и М§²⁺, содержащихся в 1 дм³ воды; 1 мг экв. жесткости соответствует 20,04 мг-экв. Са²⁺ или 12,16 мг-экв. Мв²⁺ в 1 дм³ воды. Различают общую жесткость воды, которая представляет сумму карбонатной (временной) и некарбонатной (постоянной) жесткости. При смешивании спирта с водой растворимость солей кальция и магния понижается тем больше, чем выше крепость раствора. В водках, приготовленных на воде с различной степенью жесткости, выпадает осадок, состоящий из карбонатов, бикарбонатов и сульфатов кальция и магния. В этом осадке преобладает СаСО₃.

Образование осадка на стенках бутылок приводит к потере товарного вида водок и значительно удорожает подготовку возвратной стеклянной тары к розливу продукции.

Поэтому исходную питьевую воду подвергают осветлению, обесцвечиванию, дезодорированию и умягчению.

Осветлением называют процесс выделения из воды различных твердых частиц. Грубодисперсные взвеси (песок, глина) обычно удаляют фильтрованием через фильтры, заполненные слоем кварцевого песка. Тонкодисперсные взвеси (гумми-вещества и Др.) удаляют коагуляцией с последующим фильтрованием воды через песочные фильтры.

Коагуляция — процесс укрупнения частиц дисперсной системы вследствие их взаимного слипания. Для укрупнения частиц, несущих отрицательный заряд, в воду добавляют специальные вещества — коагулянты, нейтрализующие заряд взвесей или понижающие его до критического значения. При этом укрупненные частицы оседают в виде хлопьев, а вода осветляется.

В качестве коагулянта используют неочищенный сульфат алюминия (глинозем) A1₂(SO₄)3" 18H₂O, сульфат железа Fe₂(SO₄)3 Для улучшения воды с повышенной цветностью и неприятными запахом и вкусом применяют специальные дополнительные методы обработки. Эти методы обработки применяют как на ликеро-водочных заводах, так и на заводах безалкогольных напитков. К ним относят аэрирование воды для удаления закисных солей железа и обесцвечивание воды на анионитовых установках и др.

Цель дезодорации — устранить из воды неприятные запахи и привкусы, обусловленные небольшим количеством примесей ор­ганического происхождения. Для этого используют химические и физико-химические методы обработки воды: окисление органи­ческих загрязнений перманганатом калия, обработка воды в ре­акторах, заполненных активированным углем.

Умягчение — процесс удаления из воды катионов кальция и магния, обусловливающих ее жесткость. В зависимости от состава исходной воды и требований, предъявляемых к умягченной воде, воду умягчают различными способами. Среди них наибольшее распространение получили три способа: термический, химический (реагентный) и ионообменный. В последние годы получил распространение обратноосмотический способ подготовки воды, представляющий собой физико-химический процесс деми­нерализации и тонкой очистки технологической воды с исполь­зованием мембран.

Термический метод умягчения воды основан на снижении растворимости диоксида углерода при повышении температуры, что приводит к сдвигу углекислотного равновесия и образованию карбоната кальция, который выпадает в осадок. Этот способ в странах СНГ распространения не получил.

Наибольшее распространение для умягчения воды не только в ликеро-водочном производстве, но и в производстве безалкогольных напитков получил способ ионного обмена. Снижение жесткости воды при использовании этого способа основано на способности некоторых природных или синтетических соединений, практически нерастворимых в воде, обменять находящиеся в их составе ионы Na⁺ или Н⁺ на ионы Са²⁺ и Mg²⁺, обусловливающие жесткость воды.

Катиониты — это высокомолекулярные органические соединения (твердые гели), содержащие ионогенные активные группы кислотного характера, способные к реакциям катионного обмена. Они нерастворимы не только в воде, но и в растворах минеральных кислот, щелочей и в органических растворителях; способны набухать в воде.

Приготовление водно-спиртовых растворов. Для приготовления водок спирт сначала смешивают с очищенной умягченной водой. Полученный водно-спиртовой раствор называют сортировкой. Особенность данного технологического процесса — это выделение теплоты (наибольшее тепловыделение наблюдают при содержании спирта в растворе 36,25 об. %) и сжатие (контракция) раствора. Выделение теплоты и сжатие раствора свидетельствуют о взаимодействии молекул воды и спирта, при котором образуются непрочные соединения — гидраты.

При расчете количества спирта и воды при приготовлении заданного объема сортировки учитывают эти особенности процесса.

В случае необходимости при приготовлении сортовых водок в смеситель подают расчетное количество ингредиентов в виде соответствующих растворов.

Фильтрование водно-спиртовых смесей. В приготовленной водно-спиртовой смеси всегда присутствует небольшое количество тонкодисперсных частиц, которые приносятся с умягченной водой и образуются из солей жесткости при смешивании спирта с водой. Эти частицы могут забивать поры активированного угля, предназначенного для обработки, и тем самым снижать его активность.

Активированный уголь получают обугливанием березовой древесины без доступа воздуха с последующей обработкой перегретым водяным паром при температуре 800 "С. Уголь содержит также небольшое количество пылевидной фракции. При обработке — сортировке водно-спиртовой смеси углем в результате гидродинамического воздействия смеси уголь постепенно частично разрушается с образованием тонкодисперсной системы с пониженной прозрачностью

Все это вызвало необходимость двухступенчатого фильтрования водно-спиртовых растворов до и после обработки их активированным углем.

В качестве фильтрующего материала обычно применяют чистый кварцевый песок, реже — пористые керамические плитки, причем только для фильтрования водки.

Обработка водно-спиртовых смесей активированным углем.

Для улучшения органолептических свойств водки сортировку обрабатывают активированным углем. В угле содержатся адсорбированный кислород и окислы некоторых металлов (примеси угля). Поэтому при обработке сортировки активированным углем кроме физической сорбции примесей спирта, придающих ему неприятные запах и вкус, происходят окислительные процессы и процессы этерификации (образования эфиров). В результате смесь становится мягче, вкус и запах — более тонкими, без резких запахов.

Технология обработки заключается в следующем. Профильтрованная водно-спиртовая смесь непрерывно поступает в реактор и проходит слой угля с различной скоростью в зависимости от сорта водки, степени использования угля и состава исходной сортировки. Смесь выводится из реактора и направляется для окончательного фильтрования в песочный фильтр.

В процессе эксплуатации реактора активность угля истощается, поэтому скорость прохождения смеси постепенно снижают, но не менее чем до 0,05 м³/ч.

Показателями эффективности действия угля служат разности в значениях органолептических оценок и окисляемости (проба с перманганатом калия) сортировки и водки, отобранных на входе и выходе из угольного реактора. В первом случае эта разность должна быть не менее 0,2 балла для высокосортных водок и не менее 0,1 балла для ординарных. Соответственно разность в окисляемости сортировки и водки должна быть не менее 2,5 и 2 мин, в противном случае уголь регенерируют.

Крепость водки корректируют, добавляя обработанную воду или спирт.

В очистных цехах ликеро-водочных заводов кроме водок готовят этиловый пищевой спирт крепостью 95 об. %.

Потери спирта в производстве водок зависят от их сорта и способа розлива в бутылки. Общие потери спирта при приготовлении всех видов водок с использованием спирта высшей очист­ки и налитых по объему составляют 0,93 %, в том числе в очистном цехе — примерно 0,45 % и при розливе — 0,48 %.

Общие потери спирта при изготовлении сортовых водок на спиртах «Экстра» и «Люкс», разлитых по уровню, под винт и предназначенных для внутреннего рынка, равны 1,87 %; в очист­ном цехе они составляют около 0,50 %, а в цехе розлива дости­гают 1,37 %.