Дистилляция при производстве яблочного спирта

При получении яблочного спирта применяются два способа дистилляции — периодический и непрерывный. Во Франции для производства яблочного спирта высокого качества дистилляцию проводят дважды: первоначально получают спирт-сырец 25—27% об.; перегонку прекращают при показаниях спиртомеров 15% об. Дальнейшая отгонка считается невыгодной, так как она не оправдывает расходов на извлечение остающегося в сидре спирта. При второй перегонке получают яблочный спирт крепостью 62—72% об.

Спирт-сырец перед повторной дистилляцией в течение длительного времени выдерживается в новых дубовых или каштановых бочках и только после тщательной органолептической проверки дегустационная комиссия определяет направление его использования. Это связано с тем, что в молодых яблочных спиртах-сырцах создаются благоприятные условия для образования непредельного альдегида акролеина, неприятный запах которого не удаляется повторной перегонкой, что приводит к необходимости использовать такие спирты- сырцы только для ректификации.

Сложившийся в течение длительной практики метод контроля спиртов-сырцов дает хорошие результаты, но он длителен, отличается повышенными потерями и требует большого количества тары и производственных помещений.

Водку из сидра (кальвадос) по французской технологии в настоящее время могут вырабатывать и на непрерывнодействующих аппаратах или на аппаратах однократной сгонки, позволяющих производить фракционирование погона. При этом в любом случае спирт, используемый для выработки кальвадоса, должен содержать не менее 4 г/л примесей, в том числе эфиров— не менее 1 г/л.

При перегонке яблочных виноматериалов происходят сложные физико-химические процессы, в которых участвуют все компоненты, входящие в их состав. Помимо концентрации спирта, перегонка позволяет добиться перехода в дистиллят компонентов, положительно влияющих на формирование кальвадоса.

На Бельцком производственном объединении для производства крепких яблочных напитков применяют аппараты непрерывного действия. Однако спирты, получаемые в этих аппаратах, не равноценны по своему качеству и химическому составу.

Н. С. Тохмахчи, изучая влияние типа перегонного аппарата на химический состав получаемых спиртов, установил, что в аппарате непрерывного действия К-5, ввиду его конструктивных особенностей, нельзя получить яблочный спирт традиционного состава.

В условиях концентрированного производства крепких яблочных напитков необходимо применять непрерывнодействующие аппараты. Поэтому представляется целесообразным определение технологических приемов, которые позволили бы восполнить состав ценных компонентов напитка. Это возможно путем использования качественных яблок, а также изыскания приемов для снижения потерь ароматических веществ на различных этапах технологии.

Накопление летучих ароматических веществ в яблочных спиртах, приготовленных из одного и того же исходного материала на аппаратах шарантском и непрерывного действия, протекает неодинаково.

Яблочный спирт, перекуренный на болгарских аппаратах, содержит альдегидов и эфиров меньше, чем спирты, полученные перегонкой шарантским методом.

При перегонке яблочных виноматериалов необходимо учитывать некоторые их специфические свойства — низкую спиртуозность яблочного киноматериала и особенность перехода в дистиллят летучих веществ, которые легко разрушаются в процессе длительного кипячения при высокой температуре.

В связи с этим в 1970 году начались поиски способов получения спирта при перегонке в потоке и, следовательно, разработка с этой целью новой конструкции аппаратов непрерывного действия, которые успешно применялись бы и для перекурки яблочных виноматериалов, предназначенных для приготовления кальвадоса. В этой связи большой теоретический и практический интерес представляет новый аппарат непрерывного действия К-5М (рис. 14), созданный в МНИИПП совместно со специалистами . Бельцкого объединения.

Авторы аппарата поставили задачу разработать технологическую схему и конструкцию дистилляционной установки, в которой высокая производительность и экономичность аппарата непрерывного действия сочетаются с качеством продукции, характерным для классического способа перегонки. Эта задача успешно решена. В отличие от своих предшественников, изучавших процесс, характерный для дистилляции в кубовом аппарате, авторы исследовали явления, протекающие в вине в широком диапазоне температур, в том числе и в условиях перегрева. Это обусловило новый подход к возможности интенсификации новообразований при перегонке виноградного и яблочного виноматериала.

В лабораторных и производственных условиях было изучено влияние теплового воздействия на интенсивность новообразования летучих компонентов в виноматериалах при различной температуре и продолжительности обработки. В результате установлены параметры проведения процесса дистилляции в потоке, выяснено, что время теплового воздействия на виноматериал должно быть не более 3 часов, а температура нагрева — 102— 110°С.

При этом выявилась возможность получения спирта, равного по качеству и составу спирту шарантского способа перегонки, в значительно более короткие сроки, чем по общепринятой технологии.

На основании проведенных исследований разработана аппаратурно-технологическая схема опытно-промышленной дистилляционной установки, выполнены расчеты ее главнейших элементов.

Результаты, полученные на различных этапах исследований, подтвердили эффективность и практическую осуществимость нового способа интенсификации процесса новообразования летучих компонентов в виноматериалах при перегонке их на спирт. Этот способ обеспечивает получение равнозначных результатов в 5—6 раз быстрее, чем при известных ранее способах, конструкция перегонного аппарата становится более компактной, а следовательно, менее металлоемкой.

Создание этих аппаратов в значительной мере способствовало перевооружению яблочного производства МССР, повышению уровня его механизации и автоматизации, росту производительности труда.

Аппараты эксплуатируются также в Прибалтийских республиках, где их используют для получения яблочного спирта, предназначенного для выработки кальвадоса. Один такой аппарат заменяет 14 шарантских или 4 аппарата ПУ-500 (системы Зорабяна).

Внедрение аппаратов К.-5М дало возможность централизовать спиртокурение яблочного производства в одном месте — на Бричанском винзаводе. Экономический расчет от внедрения и эксплуатации одного аппарата равен 1100 руб. на 1 тыс. дал безводного яблочного спирта.

Рис. 1. Аппарат К-5М.

Модернизированный перегонный аппарат ПУ-500. Как было указано выше, паспортная производительность аппарата системы Зорабяна — 100 дал в сутки безводного спирта при средней крепости виноматериала 10% об. На таком аппарате коньячный спирт стандартной крепости 62—70% об. получают однократной перегонкой.

В настоящее время наряду с перегонкой коньячных виноматериалов на многих заводах страны производят перегонку яблочных виноматериалов на спирт для кальвадоса и для других крепких яблочных напитков. Яблочные виноматериалы отличаются от коньячных более низкой крепостью, которая обычно колеблется в пределах 4,5—6,5% об. Поэтому, чтобы получить стандартный яблочный спирт (62—70% об.) на" аппаратах ПУ-500, требуется двойная перегонка, как на шарантских аппаратах. Это значительно снижает экономические показатели аппарата.

Этот аппарат был усовершенствован (В. М. Малтабар, М. Г. Ульянкин), в результате чего из яблочных слабоградусных виноматериалов получается дистиллят крепостью 62—70% об. за однократную перегонку.

Сущность модернизации состоит в том, что в укрепляющую колонку аппарата ПУ-500 снизу дополнительно устанавливается царга с двумя дефлегмационными тарелками, что повышает укрепляющий эффект колонны.

На Бельцком винпункте из яблочного виноматериала крепостью 6,1% об. был получен яблочный спирт по прежней схеме, то есть двукратной перегонкой, и на модернизированном аппарате однократной перегонкой. Спирт, полученный на модернизированном аппарате, но своему составу и качеству превосходит спирт, произведенный по прежней схеме. В нем энантового эфира в 2 раза больше, высших спиртов — в 1,22 раза, средних эфиров и альдегидов —в 2,1 раза. Спирт однократной перегонки имеет более выраженные натуральные плодовые тона, то есть он лучшего качества.

Модернизация целесообразна и с экономической точки зрения, так как позволяет значительно сократить время перегонки, снизить потери спирта в два раза и улучшить его качество.

Расчет экономической эффективности от внедрения модернизированного перегонного аппарата показывает следующее:

производительность модернизированного аппарата— 300 дал безводного спирта в сутки, то есть он может заменить три аппарата ПУ-500; текущие расходы на 1000 дал безводного спирта на аппарате ПУ-500 составляют 1645 руб., на модернизированном — 153,9 рубля.

На аппарате ПУ-500 отбирается хвостовая фракция, которая составляет 16% безводного спирта, или 160 дал на каждую 1000 дал абсолютного алкоголя. Хвостовая фракция пускается в оборот 4 раза, а потом направляется на ректификацию. Таким образом, из общего количества хвостовой фракции на ректификацию идет 1/5 часть, то есть 20% (в расчете на один оборот), что на 100 дал составляет 160X0.20 = 32 дал.

Оценивая указанные потери в размере разности в пенах на спирт виноградный (хвостовая фракция приравнивается к спирту виноградному), получим: 32Х Х(50—10) =32X40=1280 (руб.), где 50 руб. — средняя себестоимость 1 дал коньячного спирта; 10 руб.— себестоимость 1 дал виноградного спирта.

Экономия в приведенном исчислении составляет 1598 руб. на 1000 дал абсолютного алкоголя.

Для изготовления яблочных спиртов применяют вакуум-перегонку. Как известно, понижение давления приводит к снижению рабочей температуры процесса. При этом в перегонном кубе не протекают многие химические и физико-химические процессы.

Вакуум-перегонные аппараты для получения яблочного спирта используются во Франции. Перегонка проводится под давлением 260—310 мм рт. ст. и температуре 40—45°С. Установлено, что полученные спирты содержат меньше альдегидов, эфиров и высших спиртов, а содержание летучих кислот увеличивается. Спирт богат ароматическими веществами.

Органолептическая оценка яблочных спиртов, полученных под вакуумом, значительно выше оценки спиртов, выработанных при нормальном давлении. Мягкий вкус и хорошо выраженный аромат яблок позволяют использовать такие спирты для приготовления напитка с меньшим сроком выдержки.