Технология производства водки: дистилляция

Водка — крепкий алкогольный напиток, получаемый путем смешивания спирта-ректификата с водой в соответствующих пропорциях. Она может быть чистой, без добавок или ароматизированной. Содержание этилового спирта в водке не менее 37,5 об.%, обычно 40 об.%. Сырьем для производства водки служат продукты сельскохозяйственного происхождения, традиционно крупы или картофель.

Основные этапы производства водки

Производство водки обычно включает следующие этапы:

• получение сельскохозяйственного спирта-сырца (так называемого сельскохозяйственного дистиллята):
  • очистка сырья;
  • пропаривание при высокой температуре и давлении для высвобождения крахмала из сырья или измельчения сырья;
  • затирание - осахаривание ферментами выделившегося крахмала;
  • спиртовое брожение на дрожжах;
  • дистилляция, в результате которой получают сельскохозяйственный дистиллят и барду.
• исправление;
• смешивание водки:
  • смешивание спирта-ректификата с водой в соответствующих пропорциях;
  • очистка водки активированным углем;
  • фильтрация;
  • коррекция крепости;
  • разлив.

Типы аппаратов

Отделение спирта от браги происходит на стеллажах опарной и ректификации. Чем выше полка, тем больше крепость дистиллята на ней. Пары верхних полок поступают в дефлегматор в самогонном аппарате, где часть их конденсируется и возвращается на полки колонны. Это так называемый мокрота. Эта рециркуляция необходима для того, чтобы полки были залиты жидкостью, потому что тогда может произойти закрепление паров спирта. Количество возвращенной мокроты в несколько раз превышает количество собранного дистиллята. Отношение этих величин называется флегмовым числом и находится в пределах 2—3 в отпарных аппаратах и ​​4—5 в ректификационных аппаратах .

К основным частям одноколонного аппарата относятся:

• колонка пюре
• спиртовая колонна
• дефлегматор
• охладитель.

В одноколонном аппарате спиртовая колонна расположена непосредственно над колонной затора, а в большинстве случаев над спиртовой колонной находится дефлегматор. Затор сначала нагревается в дефлегматоре и поступает на верхнюю полку заторной колонны. Затор в колонне нагревается паром из барботера. Она перетекает на нижние полки, постепенно теряя спирт и другие летучие вещества. Достигнув нижней части, он уже не должен содержать спирта, и отвар удаляется сифоном или регулятором отвара. Пары спирта переходят в спиртовой столб и закрепляются там. Большая часть паров конденсируется в дефлегматоре и возвращается в спиртовой столб (мокрота); часть паров поступает в охладитель и перетекает оттуда в ресивер в виде спирта-сырца. Заторная колонна обычно имеет 12—16 полок, а спиртовая от нескольких до дюжины — чем больше, тем крепче продукт можно получить.

Двухколонный аппарат имеет те же устройства, что и одноколонный, но бражная и спиртовая колонны расположены не в одну линию, а рядом друг с другом. Дефлегматор в некоторых аппаратах этого типа, а также в одноколонных может располагаться непосредственно на спиртовой колонке. В двухколонных аппаратах можно получить более крепкий спирт, они ниже, поэтому требуют более низких корпусов, но и дороже как в строительстве, так и в эксплуатации.

Процесс дистилляции

Сброженная брага содержит, кроме этилового спирта, ряд других нежелательных химических соединений и остатки необработанных ингредиентов сырья. Чем хуже качество сырья, тем их больше. Содержание сухого вещества в смеси 4-11%. Дистилляция используется для отделения от него этанола. Дистилляция заключается в нагревании браги до температуры, при которой этанол начинает испаряться, а затем в сжижении этих паров в результате их охлаждения. В то же время другие химические соединения также в некоторой степени испаряются с этанолом, например вода.

При нагревании этанол с температурой кипения 78,32°C испаряется быстрее, чем вода с температурой кипения 100°C. Разница в летучести приводит к тому, что концентрация спирта в сжиженных парах смеси этанол-вода оказывается выше, чем в исходном растворе. Это явление зависит от концентрации этой смеси. По мере увеличения концентрации спирта в дистиллированном растворе степень концентрирования паров спирта уменьшается. Эта связь выражается коэффициентом летучести, который представляет собой отношение содержания спирта в паре к содержанию спирта в растворе. Кроме того, температура кипения водных растворов этанола ниже, чем это следует из расчетов, основанных на составе раствора и температуре кипения обоих компонентов.

Например, если содержание спирта в водном растворе составляет 10 % по объему, температура кипения раствора составляет 92,6 °С, содержание спирта в парах составляет 51 % по объему, а значение коэффициента летучести равно K a = 51:10 = _5,1. В случае 80%-ного спиртового раствора эти значения составляют соответственно 79,9°С, 86,5% об. спирта и K _a = 1,08. Для смеси, содержащей 97,2% об. Этиловый спирт имеет коэффициент летучести 1, поэтому повысить концентрацию спирта в растворе выше этого значения невозможно простой перегонкой или ректификацией. Это так называемый азеотропная смесь, а его температура кипения даже ниже, чем у чистого этанола, при 78,15 ° C.

Сельскохозяйственные спиртзаводы проводят простую, но многократную перегонку, в результате чего получается сельскохозяйственный дистиллят (спирт-сырец) с содержанием этанола 88% –94% об. Он также содержит примеси, такие как альдегиды, сложные эфиры, высшие спирты, кетоны, кислоты, которые придают ему неприятный вкус и запах. Чтобы удалить их, дух очищается позже в процессе ректификации.

Отпарные колонны, работающие в периодическом или непрерывном режиме, используются для дистилляции. Машины периодического действия являются старейшим типом десорберов спирта. Спиртосодержащую брагу сливали в котел, содержимое нагревали, а пары спирта с все меньшим содержанием этанола конденсировались в охладителе и собирались в отдельную емкость. Они были обычным явлением до середины девятнадцатого века; в настоящее время они используются только в производстве специальных спиртных напитков, например фруктовых водок. Они требуют больше труда и дороже в эксплуатации. Стрипперы непрерывного действия бывают двух типов: одноколонные и двухколонные.

Отвар представляет собой жидкость, оставшуюся после извлечения спирта из перебродившего сусла. Традиционно используется в качестве корма для жвачных животных. В районах, где нет животноводства, с ним обращаются как с отходами, утилизация которых может представлять значительную проблему. Свежий необработанный отвар имеет высокую пищевую ценность в качестве корма для скота, но не пригоден для длительного хранения. Чтобы продлить срок его службы, его можно уплотнить и высушить или протравить. Также ведется поиск альтернативных способов его использования, например, в качестве удобрения или в качестве питательной среды.для кормовых дрожжей.