Вплив домішок спирту на аналітичні та органолептичні показники та смак горілки

На спиртових заводах, що переробляють харчову сировину, перегонці (тобто дистиляції) піддаються зернові, картопляні, бурякові та мелясні бражки, а також змішані - меласно-зерно-картопляні, меласно-бурякові, буряково-зерно-картопляні, цукрово-зерно-картопляні бражки.

Крім того, на перегонку надходять різні слабоградусні спиртові рідини - промою з дріжджових сепараторів, рідини зі спиртоловушек і сивухопромивателей та ін. На більшості спиртових заводів ці рідини змішуються з бражкою. На спиртових заводах, де є цехи із сепарації хлібопекарських дріжджів із бражки, практикують перегонку таких рідин на окремих, так званих нульових колонах.

У таблиці 1 наведено характеристику компаній з різних видів сировини.

Основні властивості компаній, отриманих з харчової сировини

Як видно з таблиці, фортеця компаній коливається. Перегонка бражки зі зниженою міцністю (менше 7,5%) взагалі небажана, оскільки зменшується продуктивність апарату, підвищується витрата пари та зростають втрати спирту та сивушної олії як на бражній, так і на колонах ректифікації.

Знижена міцність компаній спостерігається при переробці низькокрохмалистої, малоцукрової (буряк) і дефектної сировини, а також при різних відступах від режимів, рекомендованих технологічною інструкцією.

Відомо, що спирт добре поєднується з водою. При цьому обсяг одержаної суміші зменшується, а температура її підвищується, що свідчить про утворення своєрідних сполук спирту з водою. Ця властивість води та спирту впливає на поведінку домішок у процесі ректифікації та дозволяє «ефективнішеорганізувати очищення спирту від небажаних сполук методом ректифікації

Спирт-сирець, який отримується при перегонці бражки, містить у вигляді домішок близько сімдесяти різних речовин. За своєю хімічною природою це спирти, альдегіди, у тому числі ненасичені складні ефіри, органічні кислоти, а також сполуки, що містять азот і сірку.

У таблиці 2 наведено груповий склад домішок бражного дистиляту

Груповий склад домішок бражного дистиляту

Бражний дистилят, отриманий під час переробки

У таблиці 3 - властивості сполук, що входять до складу спирту-сирцю.

Властивості сполук, що входять до складу спирту-сирцю

Примітка. Прийнято такі скорочення: р - розчинно, к.р. - Легко розчинно, т.р. - Тяжко розчинно, н.р. - нерозчинно, прочерк - відсутні дані

Коефіцієнт ректифікації: К = Кпр / Ксп, де Кпр, Ксп - коефіцієнт випаровування суміші та спирту.

У таблицях нижче мною наведені коефіцієнти випаровування та ректифікації основних домішок у розчинах етилового спирту різної міцності.

Як видно з таблиць, при концентраціях спирту понад 55% коефіцієнт випаровування майже всіх домішок більший, ніж у етилового спирту. Однак зі збільшенням міцності водно-спиртового розчину коефіцієнти випаровування домішок стосовно коефіцієнту випаровування етилового спирту змінюються неоднаково. У хвостових домішок, до яких належать насамперед вищі спирти, що утворюють сивушне масло, у міцних водно-спиртових розчинах коефіцієнт випаровування менше, ніж у етилового спирту. У головних домішок, оцтового, пропіонового та масляного альдегіду, акролеїну та нижчих складних ефірів коефіцієнт випаровування постійно вищий, у тому числі щодо міцних розчинів спирту, що мають відносноменшою температурою кипіння, ніж у етилового спирту. Саме цих відмінностях у поведінці домішок спирту заснована диференційована очищення етилового спирту на ректифікаційних апаратах, які з кількох колон, кожна з яких виконує певні функції.

При визначенні режимів роботи колон із концентрування спирту та відділення домішок одним із вирішальних факторів є флегмове число колони.

Флегма являє собою рідину - конденсат парів, що піднімаються по колоні - стікає вниз по колоні через контактні пристрої (ректифікаційні тарілки). Відношення кількості флегми в колоні до кількості дистиляту, що відбирається з неї, називаєтьсяфлегмовим числом, яке знаходиться за рівнянням

де v - флегмове число,

де f - кількість флегми, що відбирається з нижньої частини колони в одиницю часу,

де D - кількість пари, що надходить в колону за той же проміжок часу,

Чим більше флегмове число, тим краще умови для зміцнення та очищення спирту, концентрування та відбору домішок і тим інтенсивніше відбувається масообмін у колоні. З цього випливає, що ефективний переріз колони, розмір і стан поверхні теплообміну дефлегматорів обмежують межі завантаження апаратів в одному випадку через бризкоунос знижується ККД контактних пристроїв (ректифікаційних тарілок), а в іншому - неприпустимо зросте тиск у колонію