Даниловцева А.Б., Макаров С.Ю., Славская И.Л. Технология отрасли: Часть 2 Технология водки и ликероводочных изделий. Учебно-практическое пособие - файл n1.doc

Даниловцева А.Б., Макаров С.Ю., Славская И.Л. Технология отрасли: Часть 2 Технология водки и ликероводочных изделий. Учебно-практическое пособие
скачать (10280 kb.)
Доступные файлы (1):
n1.doc10280kb.21.10.2012 16:44скачать

n1.doc

  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14





http://www.mgutm.ru/

Министерство образования и науки РФ

ГОУ ВПО Московский государственный

университет

технологий и управления (МГУТУ)


Кафедра "Технология бродильных производств и виноделие"




Даниловцева А.Б., Макаров С.Ю., Славская И.Л.


Технология отрасли
Часть 2 Технология водки и ликероводочных изделий


Учебно-практическое пособие



Специальность:

260204.65 - «Технология бродильных производств и виноделие»

Специализация:

2705.03 - «Технология спирта, ликероводочных изделий и хлебопекарных дрожжей»













Курс:

6 зфо п




4 зфо с











Москва 2010 г.
УДК 663.5:663.12

И

© Даниловцева А.Б., Макаров С.Ю., Славская И.Л. Технология отрасли: Часть 2 Технология водки и ликероводочных напитков. Учебно-практическое пособие. - М.: МГУТУ, 2010. - 79 с.
Обсуждено и одобрено на заседании кафедры «Технология бродильных производств и виноделие» Московского государственного университета технологий и управления (протокол № _ от «___» _________ 20__ г.).

В настоящем учебно-практическом пособии изложены основы практического применения в учебном процессе дисциплины «Технология спирта, ликероводочных изделий и хлебопекарных дрожжей». Даны технологические схемы производств, нормы технологического проектирования предприятий и тесты, позволяющие контролировать степень усваивания материала.

Учебно-практическое пособие предназначено для студентов заочной формы обучения специальности 2705.03


Авторы: к.т.н., проф. Даниловцева Алла Борисовна,

к.т.н., доц. Макаров Сергей Юрьевич,

к.т.н., доц. Славская Ирина Леонидовна


Рецензенты: Кожевников Б.Е., к.т.н.,начальник опытного

производства ФГУП ГНИИХТЭОС,

Полякова И.В., к.т.н., начальник исследовательской

производственно-технической лаборатории

ОАО «Московский завод Кристалл»
Редактор:


© Московский государственный университет технологий и управления, 2010. 109004, Москва, Земляной вал, 73

СОДЕРЖАНИЕ

Введение 4

Раздел 1 Подготовка воды для ликероводочного производства 4

Раздел 2 Технология водок 15

Раздел 3 Технология ликероводочных изделий 39

Раздел 4 Технология органических кислот и других продуктов брожения 64

Тесты по дисциплине 76

Лабораторные работы 77

Практические занятия 77

Список рекомендуемой литературы 77

Ответы на тестовые задания 78

Введение


Теоретические основы дисциплины «Технология спирта, ликероводочных изделий и хлебопекарных дрожжей» изложены в ряде учебников и учебных пособий, в частности в классической работе П.Я. Бачурина и В.А. Смирнова. Студенты, на протяжении двух лет изучавших эту дисциплину, обычно хорошо ориентируются в основных положениях технологии. Вместе с тем опыт преподавания показал, что учащиеся не достаточно владеют навыками практического применения этих знаний. Настоящее учебно-практическое пособие призвано восполнить этот недостаток. В пособии используются материалы ВНИИПБТ, Гипропищепрома, инструкции и др. документы специализированных учреждений. Эти материалы окажут значительную помощь при выполнении курсовых и дипломных проектов. Полученные знания имеют большое значение в практической деятельности на заводах ликероводочной отрасли.

Раздел 1 Подготовка воды для ликероводочного производства

1.1 Требование к воде


Если в технологии получения ректификованного спирта особых требований к технологической воде не предъявляют (кроме предусмотренных требованиями СанПиН 2.1.4.1074-01), то производстве водки и ликероводочных изделий применяется только вода, прошедшая определенные этапы подготовки (кондиционирования), что связано как с органолептическими свойствами получаемых напитков, так и их стойкостью в период гарантийного срока хранения. Исправленная вода это вода с определенным содержанием минеральных и органических веществ, приготовляемая способом умягчения, обессоливания, обезжелезивания или фильтрования питьевой воды.

1.1.1 Физико-химические требования к воде


Органолептические свойства. Вода, прежде всего, должна быть прозрачной, бесцветной, приятной на вкус, не иметь посторонних запахов и привкусов, не содержать патогенных микроорганизмов.

Жесткость. Свойство природной воды, определяемое количеством растворенных в ней солей кальция и магния, называют жесткостью. Химическим показателем, характеризующим жесткость воды, является суммарное содержание миллиграмм-эквивалентов ионов кальция и магния в 1 л воды. Вода, содержащая в 1 л до 1,5 мг-экв ионов кальция и магния, считается очень мягкой; 1,5-3 мг-экв - мягкой; 3-6 мг-экв - средней жесткости; 6-10 мг-экв - жесткой; свыше 10 мг-экв - очень жесткой.

Жесткая вода непригодна для ряда производств и питания паровых котлов. Различными способами обработки жесткой воды из нее удаляют ионы кальция и магния и тем самым умягчают ее. Различают временную, постоянную и общую жесткость. Временная, или карбонатная, жесткость обусловливается присутствием гидрокарбонатов кальция и магния. При длительном кипячении воды, обладающей карбонатной жесткостью, выделяется диоксид углерода, а гидрокарбонаты переходят в нерастворимые карбонаты, появляется осадок, состоящий, главным образом, из СаСО3. Разложение гидрокарбоната кальция происходит по уравнению:

Са2++ 2НСО 3 = СаСО3 + СО2 + Н2О.

Вода при кипячении теряет часть солей и становится более мягкой, поэтому карбонатную жесткость называют также временной жесткостью. Количественно временную жесткость характеризуют содержанием гидрокарбонатов, удаляющихся из воды при ее кипячении в течение часа.

Под постоянной жесткостью понимают содержание в воде прочих солей кальция и магния, которые остаются в воде после часового кипячения.

Общая жесткость воды слагается из временной и постоянной жесткости и характеризует концентрацию в воде катионов кальция и магния:

Жо = Жв + Жи .

Щелочность. Этот показатель характеризует способность воды связывать кислоты и выражается количеством в 1 л воды миллиграмм-эквивалентов ионов ОН; СО3-2; НСО3 и некоторых других анионов слабых кислот, реагирующих с сильными кислотами по уравнениям:
OH- +H+=H2O; CO32- +H+ = НСО3- ; НСО3-+ = СО22О.
Экспериментально щелочность определяют титрованием пробы воды соляной кислотой в присутствии индикаторов - сначала фенолфталеина, потом метилоранжа. При титровании фенолфталеином окраска из розовой переходит в бесцветную при рН 8,2 - 8,4, а метилоранжем - при рН 4-4,3.

Общая щелочность является важным показателем качества природных вод, который учитывают при многих процессах их обработки.

Окисляемость. Окисляемостью воды называют количество окислителя (либо эквивалентное ему количество кислорода), израсходованного на окисление содержащихся в ней примесей (восстановителей). По окисляемости принято характеризовать загрязненность воды органическими примесями (гуминовыми веществами, органическими кислотами и другими легко окисляющимися соединениями). Различают общую и частичную окисляемость.

Общую окисляемость называют также химическим потреблением кислорода ХПК. Ее определяют йодатным методом, при котором учитываются все органические вещества, содержащиеся в воде. При окислении их, весь углерод сгорает до СО2 , азот превращается в азотную кислоту, сера - в серную, фосфор - в фосфорную кислоту. Так, процесс окисления метана йодатом калия в кислой среде протекает по следующему уравнению:

8КJO3 + 4H2SO4 + 5СН4 = 4K2SO4 + 4J2 + 14Н20 + 5СО2 .

Частичную окисляемость определяют по реакции с перманганатом калия КМпО4. Окисление перманганатом калия происходит по следующей схеме:

2КМnО4 + 3H2SO4 + 5K2SO3 = 6K2SO4 + 2MnSO4 + 3H2O.

По этой реакции окисляются только сравнительно легко окисляющиеся вещества, но определение по этой реакции гораздо проще, чем йодатным методом, и поэтому оно находит широкое применение на практике.

Окисляемость выражают в миллиграммах КМnО4, израсходованного при кипячении в течение 10 мин 1 л воды с избытком перманганата. Окисляемость питьевой и производственной воды не должна превышать 3 мг КМпО4 на 1 л воды. Из природных вод наименьшей окисляёмостью (около 2 мг О2 на 1 л) характеризуются артезианские воды. Грунтовые незагрязненные воды имеют окисляемость около 4 мг О2 на 1 л, озерные - от 5 до 8 мг/л; болотные - до 400 мг/л; речные - от 1 до 60 мг/л.

Содержание сухого остатка. Одним из суммарных показателей качества воды является, так называемый, сухой остаток - количество веществ, получаемых в результате испарения воды и сушки остатка - при 105-110єС до постоянной массы, выраженное в миллиграммах на 1 л воды. Сухой остаток в воде, применяемой для хозяйственно-питьевого водоснабжения, не должен превышать 1000 мг/л.
Другие требования по качеству воды, применяемой в производстве водок и ликероводочных изделий (микробиологическая обсемененность, содержание токсичных металлов и радионуклидов), должно удовлетворять требованиям к воде питьевой (ГОСТ Р 51232-98), требованиями же типового регламента на производство водок предъявляются дополнительные требования, выполнение которых позволяет воспроизводимо получать напитки требуемого стандартами качества (таблица 1.3).
Таблица 1.3

Требования к воде исправленной для производства водок и ликероводочных изделий



Показатель



Значение показателя для производства водок и водок особых из спирта

«Экстра», «Люкс», «Пшеничная слеза»

Высшей очистки и высококачественного из мелассы

Органолептические показатели

Запах при температуре 20єС и при нагревании воды до температуры 60єС, балл

0

0

Вкус и привкус при температуре 20єС, балл

0

0

Цветность, градусы

Не более 2

Не более 5

Мутность, ед. оптической плотности

( -400 нм, S – 50,0 мм)

Не более 0,002

Не более 0,005

Физико-химические показатели

Жесткость общая, ммоль/дм3

Не более 0,1

Не более 0,1

Щелочность, ммоль/дм3







общая

1,0-2,0

2,0-4,0

свободная

Не допускается

Не допускается

Окисляемость перманганатная,

мг О2/дм3

Не более 2,0

Не более 2,0

Сухой остаток, мг/дм3

90-350

190-550

Водородный показатель, рН

6,0-8,0

6,0-8,0

Массовая концентрация, мг/дм3:







кальция

Не более 1,0

Не более 1,0

натрия + калия

40,0-150,0

90,0-250,0

марганца

Не более 0,05

Не более 0,05

карбонатов

Не допускается

Не допускается

гидрокарбонатов

60,0-122,0

122,0-244,0

силикатов

Не более 5,0

Не более 5,0

ортофосфатов

Не более 0,05

Не более 0,05

полифосфатов

Не более 0,05

Не более 0,05

нитратов

Не более 5,0

Не более 5,0

нитритов

Не более 0,5

Не более 0,5

аммиака

Не допускается

Не допускается


Таблица 1.4

Рекомендуемые способы водоподготовки для ликероводочных заводов в зависимости от состава исходной воды

Группы заводов

Способ обработки воды

Сухой остаток, мг/дм3

Окисляемость

мг О2/дм3

Щелочность, см3 0,1 моль/дм3 НСl на 100 см3

Содержание, мг/дм3

Fe общ.

Si-4

PO4-3

I

а) Фильтрация

?100

?6,0

?1,0

?0,15

?3,0

?0,1

б) Коагулирование

?100

>6,0

>1,0

>0,15

>3,0

>0,1

II

а) Na-катионирование

?500

?6,0

?4,0

?0,15

?7,0

?0,1

б) предочистка (удаление органических веществ) +Na-катионирование

?500

>6,0

?4,0

>0,15

>7,0

>0,1

в) обезжелезивание + Na-катионирование

?500

?6,0

?4,0

>0,15

>7,0

>0,1

г)Na-катионирование + подкисление кислотой

?500

?6,0

>4,0

?0,15

?7,0

?0,1

III

Деминерализация ионитами

>500

любые

IV

Обратный осмос

до 3000

любые


1.1.2 Основные способы водоподготовки в технологии водки и ликероводочных изделий


Естественные воды с жесткостью менее 1,0 мг экв/л (очень мягкие) и сухим остатком менее 250 мг/л могут использоваться без дополнительной обработки, остальную воду подвергают т.н. кондиционированию.

В зависимости от состава исходной воды процесс водоподготовки на ликероводочных заводах может включать одну или несколько технологических операций: коагуляцию, содо-известкование, умягчение на Na -катионитовых фильтрах, деминерализацию с использованием катионообменной и анионообменной смол, обессоливание методом обратного осмоса (рекомендуемые типовым регламентом способы водоподготовки представлены в таблице 1.4).

Современные способы водоподготовки могут быть разделены на два класса:

1) ионообменные - с применением большого количества реагентов;

2) мембранные - с минимальным использованием реагентов.
Предварительная фильтрация. Предварительная фильтрация на одно- или двухпоточных песочных фильтрах применяется для удаления попадания в обрабатываемую воду случайных частиц ржавчины, песка и пр. из источника водоснабжения.

Nа-катионитовый способ умягчения воды. Умягчение жесткой воды осуществляется в процессе ее фильтрации через слой катионита (сульфоугля), частицы которого содержат ион натрия, способный к обмену на другие ионы металла.

При фильтрации вода через слой катионита в Na-форме происходит обмен ионов кальция и магния на ионы натрия. В результате этого в профильтрованной умягченной воде содержатся, в основном, натриевые соли, обладающие большей растворимостью и не образующие в силу этого осадка в водках и других изделиях при определенных пределах щелочности и содержания микроэлементов.

Катионитовый фильтр представляет собой вертикальный цилиндрический резервуар со сферическим днищем и крышкой. Днище фильтра выложено бетоном. В нижней части расположено дренажное устройство из материала, не подвергающегося коррозии, предназначенное для равномерного распределения воды при ее умягчении и при промывке катионита.

Для предотвращения уноса зерен катионита умягченной водой над дренажным устройством засыпается кварцевый песок трех фракций в следующей последовательности:


Фракции

I

II

III

высота слоя, мм

150

125

125


размер зерен песка, гальки, мм

5-10

2,5-5,0

1-2,5


На слой из кварцевого песка насылается катионит слоем не менее 1,5 м. Над поверхностью катионита оставляют свободное пространство высотой не менее половины высоты его слоя. Фильтр загружают через боковой люк.

Для регенерации катионита (отмывки от поглощенных солей жесткости) применяют обработку катионита поваренной солью (NaCl). Солерастворитель представляет собой закрытый цилиндрический резервуар с приваренным сферическим днищем и съемной крышкой.

Соль загружают через воронку со съемным стаканом. Воздух удаляется через воздушную трубку. На дренажное устройство солерастворителя засыпается такой же поддерживающий слой песка, как и при загрузке катионитового фильтра.

Большое сопротивление солерастворителя при пропуске через него воды указывает на засорение песчаной загрузки различными примесями, содержащимися в соли. Для удаления этих примесей песчаную загрузку промывают в восходящем потоке воды.

Солерастворитель промывают после каждой регенерации катионитового фильтра, т.е. после вымывания из него каждой загрузки соли. Длительность промывки составляет около 10 мин.

Полный цикл работы катионитовой установки складывается из нескольких операций.

1. Умягчение воды. Сырая вода поступает в фильтр из напорного бака и фильтруется сверху вниз. Умягченная вода отводится из дренажной системы в сборник умягченной воды.

2. Промывка и взрыхление катионита. Взрыхление слоя катионита перед регенерацией производится для устранения слеживания катионита и удаления из него мелких частиц, вносимых с водой и поваренной солью, а также образующихся в результате истирания катионита в процессе работы.

3. Регенерация катионита. Проводят 8-10 % раствором поваренной соли.

3.1. Из фильтра спускают воду в канализацию с таким расчетом, чтобы уровень воды оставался на 10 см выше слоя катионита. Уровень воды контролируется при помощи сигнальной трубки и спуск воды прекращают, когда из этой трубки перестает вытекать вода.

3.2. В солерастворитель, загруженный соответствующим количеством хлористого натрия, пускают воду с таким расчетом, чтобы концентрация солевого раствора составляла в среднем 10%. Растворение соли в зависимости от ее качества и крупности продолжается 10-12 мин и проверяется по вкусу раствора, вытекающего из солерастворителя.

3.3. Отмывка катионита после регенерации производится для удаления продуктов регенерации и остатка поваренной соли. Для отмывки пользуются сырой водой из напорного бака.

Снижение щелочности технологической воды. Щелочность технологической воды, используемой для приготовления водка, не должна быть выше 4 мл 0,14 моль/дм3 раствора соляной кислоты на 100 см3 воды.

Щелочность воды, используемой для приготовления ликероводочных изделий, особенно на плодово-ягодных полуфабрикатах, должна быть доведена до 0,1 см3 0,1 моль/дм3 HCI на 100 мл воды или лучше до нейтральной реакции во избежание нейтрализации естественных органических кислот, содержащихся в полуфабрикате.

Если используемый метод водоподготовки не позволяет получить технологическую воду с нужной щелочностью, то ее следует снизить добавлением соляной или уксусной кислоты (квалификации хч).

Расчет необходимого количества кислот или их растворов производится лабораторией.
Коагуляция. Коагуляции подвергается вода, имеющая стабильную муть или опалесценцию, не удаленные предварительной фильтрацией на песочных фильтрах. В качестве коагулянтов используют глинозем Al2(SO4)3∙18H2O или железный купорос FeSO4∙7H2O. Оптимальные дозировки коагулянтов определяются лабораторией путем пробной коагуляции.

Ориентировочно на 1 м3 воды расходуется 80 г глинозема или около 50 г железного купороса.




Рис. 1.1 Технологическая схема деминерализации воды:

1 - подогреватель, 2 –сборник раствора HCL; 3 - сборник умягченной воды; 4 - сборник раствора NaОН; 5 – катионитовая колонна; 6 - анионитовая колонна; 7 - угольная колонна, 8,11,16 - насосы; 9 - промежуточный сборник воды; 10 - сборник-нейтрализатор сточных вод; 12,15 -мерники концентрированных растворов НСL и NaOH, 13, 14 -резервуары HCL и NaOH
  1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   14


Учебный материал
© bib.convdocs.org
При копировании укажите ссылку.
обратиться к администрации