 |
Внесение в сортировку ингредиентов
|
|
|
|
Курсовой проект
По дисциплине «Технология отрасли»
На тему «Разработка технологической линии получения водки производительностью 2000 л/сутки»
2009
Содержание
Введение. Влияние микропримесей на органолептическую оценку водок
1. Характеристика составных частей сырья
2. Внесение в сортировку ингредиентов. Обработка водно-спиртовой смеси активированным углем
2.1. Внесение в сортировку ингредиентов
2.2. Обработка водно-спиртовой смеси активированным углем
2.3. Регенерация отработавшего активного угля
3. Описание технологической схемы производства водки «Золотой родник»
4. Расчет материального баланса водки «Золотой родник»
4.1. Расчет основного сырья
4.1.1. Расчет спирта
4.1.2. Расход исправленной воды
4.1.3. Расчет количества сортировки
4.1.4. Расход сахара
4.1.5. Расход экстракта
4.1.6. Расход винной кислоты
4.1.7. Расход пищевой добавки «GS»
4.2. Расчет необходимого количества тары и вспомогательных материалов
4.2.1. Потребность в бутылках
4.2.2. Потребность в ящиках
4.2.3. Расход пробки для укупорки бутылок
4.2.4. Расход этикеток и клея
5. Описание и расчет сортировочного чана
Заключение
Список литературы
Введение. Влияние микропримесей на органолептическую оценку водок [1]
Одной из основных стадий при производстве водок является процесс обработки водно-спиртовых растворов активным углем. Только после этого сортировка приобретает характерные вкус и аромат, присущие водке.
При обработке активным углем из водно-спиртовой смеси адсорбируются и окисляются примеси, такие как альдегиды, сивушные масла, непредельные соединения, влияющие на дегустационную оценку водок. К примеру, метиловый спирт по запаху напоминает этиловый спирт, и его присутствие не отражается на результатах дегустации, а вот спирты сивушного масла имеют острый запах, напоминающий запах серного эфира (пропиловый и изобутиловый спирты) или сивушный (бутиловый и изоамиловые спирты). Уксусный альдегид и ацетон обладают очень жгучим вкусом и острым неприятным запахом. Еще значительнее отрицательное влияние непредельных альдегидов, существенно снижающих органолептическую оценку спиртов и водок. Это акролеин и кротоновый альдегид, обладающие жгучим вкусом и резким запахом.
|
|
|
Эфиры же, содержащиеся в спирте и образующиеся в водке в процессе обработки активным углем, наоборот, характеризуются тонким фруктовым ароматом и положительно влияют на дегустационную оценку, «маскируя» отрицательное влияние альдегидов и сивушных масел. Опыты, проведенные во ВНИИПБТ, показали, что наличие пропилового спирта в количестве 4 мг/дм3 уже отрицательно сказывается на органолептических показателях водки, в то время как наличие изоамилового спирта в таком же количестве оценено положительно. Авторами установлено, что большинство эфиров в небольших концентрациях улучшают вкус, придавая некоторую сладость, смягчающую жгучий вкус. С увеличением концентрации эфиров напитки приобретают специфические, но в большей части неприятные оттенки вкуса, гамма которых широка: горькоминдальные, прело- и маслянисто-горькие, гнилостно-сладкие, перечно-горькие и пр. Эфиры по влиянию на органолептическую оценку водно-спиртовых примесей можно условно разделить на три группы:
1. улучшающие запах и вкус: метилацетат, метилпропионат, этилацетат и пропилизобутират, изобутилбутират;
2. влияющие на органолептические показатели нейтрально. При этом смягчается резкость аромата как самого этилового спирта, так и других примесей: пропилпропионат, этиллактат, этилизобутират;
|
|
|
3. ухудшающие органолептические показатели: этилпропионат, пропилацетат, изобутилацетат, изобутилпропионат, метилизобутират, изобутилбутират, изоамилбутират, этилизовалериат, изоамилизовалериат и диэтиловый эфир.
Из эфиров первой группы интересны метилацетат, метилпропионат и этилацетат. Они придают спирту сладость, а его аромату – фруктовые оттенки. При этом запах спирта улучшается при концентрации эфира до 10 мг/дм3. За этим пределом оттенок не гармонирует со спиртом и «слышна» его индивидуальность. В концентрациях до 5 мг/дм3 этилацетат сообщает спирту приятный вино-фруктовый аромат. Запах метилацетата и метилпропионата – фруктовый с «кислинкой», приятный и при концентрации примеси 20 мг/дм3.
Пропилизобутират и изобутилбутират в концентрациях до 5 мг/дм3 сообщают спирту своеобразные оттенки: первый – вишнево-винный, а второй – молочно-кислый.
Из второй группы характерной добавкой может быть этиллактат, который улучшает вкус спирта и в концентрациях до 2 мг/дм3 придает исходному спирту слабый фруктовый оттенок. Запах примеси не закрывает, а лишь смягчает данные исходного спирта, аромат и вкус которого становятся гармоничными.
Примечательны свойства этилизобутирата. В концентрации 30-90 мг/дм3 он имеет запах прогорклого масла. В концентрации 15 мг/дм3 в аромате спирта «слышен» оттенок квашеных яблок, в концентрации до 5мг/дм3 спирту придается приятный винный запах.
Пропилпропионат в концентрации до 2.5 мг/дм3 придает исходному спирту фруктовый аромат, в больших концентрациях – резкий запах фруктовой эссенции, затем прогорклого масла, а при содержании 30 мг/дм3 и более – гнилостный запах.
Наиболее многочисленна группа эфиров, ухудшающих запах исходного спирта. Пропилацетат и этилпропионат в малых концентрациях придают оттенок прогорклости и затхлости, изобутилацетат – резкий фруктовый аромат, изобутилпропионат и бутилпропионат – запах лежалой зелени, прелого зерна. Изобутираты изобутилового и изоамилового спирта «слышны» в спирте цветочными оттенками. Этилизовалериат придает характерные оттенки валерианы – приятные, но не свойственные спирту. Наиболее неприятен диэтиловый эфир, который «слышен» даже в малых количествах в виде постороннего запаха.
|
|
|
Качественный и количественный составы микропримесей, содержащихся в водках, зависят от качества сырья, из которого получен спирт, идущий для приготовления водок, а также от технологических режимов в производстве спирта и водок.
Цель исследований – определение влияния микропримесей на органолептическую оценку водок. Согласно газохроматографическому разделению в водках Белебеевского спиртоводочного комбината содержится уксусный альдегид, 2-пропанол, этилацетат и метанол, но, учитывая, что метилового спирта в водке содержится небольшое количество (не более 0.0018%), а также, что у него характерные запах и вкус, сходный с этанолом, пришли к выводу, что значительного влияния на органолептические показатели водки данная микропримесь не оказывает.
Для определения влияния микропримесей на органолептическую оценку водок нами были обработаны водно-спиртовые смеси различными марками активного угля (БАУ-А, АГ-ОВ, СКД-515) и получено 33 образца водок с разным содержанием примесей. Так, например, количество уксусного альдегида варьировалось в пределах 0.7-7.4 мг/дм3, сложных эфиров – 5-20, 2-пропанола – 1.9-3.5 мг/дм3. Количественное содержание примесей определяли параллельно на газовых хроматографах НР 5890 и «Кристалл 2000М», после чего была проведена рабочая дегустация экспериментальных образцов водок.
Полученные данные подвергли математической обработке с помощью прикладной программы Statgrafics 5.1. За фактор варьирования было принято содержание альдегидов, эфиров и сивушных масел, откликом послужила органолептическая оценка водок.
При увеличении содержания альдегидов органолептическая оценка водок снижается, при этом водки приобретают жгучесть и резкий запах. Присутствие в водках сложных эфиров положительно влияет на их органолептическую оценку, которая имеет максимальное значение при минимальных концентрациях альдегидов и содержании сложных эфиров 10-12.5 мг/дм3. При дальнейшем увеличении концентрации сложных эфиров дегустационная оценка снижается и водка приобретает эфирный тон.
|
|
|
При дегустации водок с содержанием 2-пропаноа более 2.3-2.5 мг/дм3 практически все члены дегустационной комиссии отмечали неприятный сивушный тон и низко оценивали представленные образцы, но образцы с наибольшим содержанием сложных эфиров при одинаковой концентрации 2-пропанола получили на 0.05-0.1 балла выше. Очевидно, сложные эфиры сглаживают негативное влияние сивушных масел на органолептические показатели водок.
1. Характеристика составных частей сырья [2]
Эфиромасличное растительное сырье имеет сложный химический состав. Все вещества, входящие в состав сырья, применяемого в ликероводочной промышленности, по их растворимости и водно-спиртовой жидкости можно разделить на растворимые и нерастворимые.
К первым относятся: ароматические, горькие, дубильные, красящие вещества, глюкозиды, растворимые углеводы, органические кислоты, жиры, ферменты и минеральные вещества, ко вторым – целлюлоза, гемицеллюлоза, лигнин и др.
Эфирные масла относятся к ароматическим вещества и являются наиболее ценной частью при переработке эфиромасличного сырья. Все другие растворимые вещества: горькие, дубильные, красящие и прочие – сопровождающие вещества, оказывающие влияние на вкусовые свойства полуфабрикатов.
Эфирные масла представляют собой летучие, маслянистые жидкости, обладающие более или менее приятным запахом. Эфирными они называются потому, что, улетучиваясь, подобно серному эфиру, не оставляют жирного пятна на бумаге; маслами – потому, что жирны на ощупь.
Очень редко эфирное масло состоит только из одного химического соединения, как это наблюдается при образовании ванилина в стручках ванили. В большинстве случаев в состав эфирных масел входит несколько химических компонентов, причем в некоторых преобладает один, как, например, в миндальном масле бензальдегид, составляющий около 99%, в анисовом анетол (около 90%) и т.д. Но нередко явного преобладания одного определенного соединения не имеется и эфирное масло состоит из многих соединений.
До начала XIX века эфирные масла рассматривались как однородные вещества, содержащее большее или меньшее количество примесей. В 90-х годах прошлого столетия были освоены рациональные методы перегонки эфирных масел с целью выделения из них химически чистых ароматических веществ, являющихся основой для каждого данного эфирного масла.
Главной составной частью эфирных масел являются углеводороды терпенового ряда и их кислотсодержащие производные: спирты, альдегиды, кетоны, сложные эфиры и окиси.
Терпены относятся к углеводородам, т.е. соединениям, состоящим из углерода и водорода. Терпены делятся по своему строению на: 1) моноциклические – с одним кольцом и двумя двойными связями; 2) бициклические – с двумя кольцами и без двойных связей; 3) трицикоические – с тремя кольцами и без двойных связей.
|
|
|
Наибольшее значение имеют циклические терпены с общей эмпирической формулой С15Н16.
Из моноциклических терпенов в сырье, применяемом в ликероводочном производстве, встречаются лимонен, терпинен и фелландрен.
Лимонен представляет собой жидкость с лимонным запахом; температура кипения его 175-176ºС при нормальном давлении.
d-Лимонен является главной составной частью померанцевого (90%), лимонного, мандаринового, тминного и других масел.
Под общим названием терпинена существует три углеводорода, из которых α- и γ-терпинены найдены в эфирных маслах кориандра, майорана, кардамона и лимона, а β-терпинен получен только синтетическим путем; α-терпинен представляет собой бесцветную маслянистую жидкость, обладающую запахом лимона. Температура кипения его 65.4-66ºС (13.5 мм давления рт.ст.). В эфирных маслах он находится не в чистом виде, а в смеси с γ-терпиненом (температура кипения 183ºС при нормальном давлении).
лимонен
α-терпинен
γ-терпинен
Фелландрены (α- и β-фелландрены) содержатся в эфирных маслах: дягиля (как главная составная часть), полыни обыкновенной, кориандра, бадьяна, имбиря, кудрявой мяты, корицы, перечной мяты, лимона и черного перца. Оба углеводорода имеют вид бесцветного масла с температурой кипения 171-172ºС и 175-176ºС при нормальном давлении. С трудом получаются в чистом виде, так как при перегонке они склонны разлагаться.
Фелландрен имеет приятный запах и жгучий вкус.
Из группы бициклических терпенов в растениях, применяемых в ликероводочном производстве, встречаются: сабинен – в можжевелевом и кардамоновом эфирных маслах, α-пинен – в лимонном, зверобойном, кориандровом, майорановом и неролиевом маслах, β-пинен – в иссопном, петигреновом и лимонном маслах и камфен – в лимонном, апельсиновом, петигреновом, перолиевом и иссопном.
α-фелландрен
β-фелландрен
Сабинен – жидкость с температурой кипения 162-166ºС, камфен – твердое парафинообразное вещество, плавящееся при 48-53ºС и кипящее при 158-168ºС.
α-Пинен – бесцветная жидкость, легко осмоляющаяся на воздухе, с температурой кипения 155-156ºС.
β-Пинен, или попинен, - жидкость, кипящая при 163-164ºС.
Кроме терпенов С10Н16 в эфирных маслах часто встречаются углеводороды, которые по составу представляют собой уплотненные (полимерные) терпены. Таков, например, сексвитерпены (то есть полуторные терпены С15Н24), дитерпены (удвоенные терпены С20Н42) и пр. Это густые жидкости или твердые вещества, которые в эфирных маслах содержатся в малых количествах.
Спирты образуются из углеводородов путем замещения одного из водородов гидроксилом. По числу гидроксильных групп спирты делятся на одноатомные, двухатомные, трехатомные и т.д. В зависимости от положения, занимаемого гидроксильной группой в структурной формуле молекулы, они могут быть первичными, вторичными и третичными.
К алифатическим терпеновым спиртам относятся спирты, являющиеся производными простейших ациклических или алифатических терпенов, т.е. терпенов с открытой цепью углеродных атомов.
Гераниол С10Н16О является главной составной частью (54-80%) розового масла. Кроме того, гераниол входит в свободном состоянии или в виде сложных эфиров в состав неролиевого масла, кориандрового, можжевелового, лаванды. Очищенный гераниол представляет собой бесцветную жидкость с приятным запахом розы и температурой кипения 230ºС. При открытом хранении у гераниола меняются цвет и запах в худшую сторону.
Линалоол С10Н18О – третичный ненаыщенный спирт, встречающийся во многих эфирных маслах в виде двух изомеров: d-линалоол является главной составной частью эфирного масла кориандра (60-70%); l-линалоол содержится в масле русской кудрявой мяты (50-60%). Кроме того, линалоол входит в состав лаванды, имбиря, корицы, базилика, тимьяна и неролиевого масла.
Линалоол – жидкость с запахом ландыша; температура кипения 197-199ºС.
К моноциклическим терпеновым спиртам относится ментол С10Н29О, главным действующим началом перечной мяты (l-ментол).
Ментол кристаллизуется в четырех формах, имеющих различные температуры плавления (от 31 до 43ºС). В чистом виде образует твердые игольчатые кристаллы. Имеет приятный характерный запах и холодящий жгучий вкус. Плохо растворим в воде, но в спирте растворяется хорошо. Температура кипения 212-215ºС.
Кроме ментола, к моноциклическим терпеновым спиртам относятся терпинеол С10Н18О – твердое вещество, встречающееся в померанцевом, неролиевом, бадьяновом и петигреновом маслах, - а также перилловый спирт С10Н16О – жидкость, содержащаяся в маслах кудрявой мяты и можжевельника.
К бициклическим терпеновым спиртам относится барнеол, найденный в эфирных маслах кориандра, кардамона, тимьяна и лаванды.
Борнеол представляет собой кристаллическое вещество, обладающее запахом камфары. Плавится при температуре 203-204ºС. Кипит при 212ºС.
Альдегидами называются продукты дальнейшего окисления углеводов, содержащие в своих молекулах карбонильные группы, в которых углерод одной валентностью соединен с водородом, а другой – с радикалом. Если углерод соединен, с одной стороны, с кислородом, а с другой, - с двумя углеродными радикалами, то это будет кетон.
К ненасыщенным алифатическим альдегидам относятся цитраль и цитронеллаль.
Цитраль С10Н16О встречается в виде смеси двух изомеров (α и β), представляющих собой бесцветные подвижные жидкости с характерными, но различными запахами. Под воздействием воздуха цитраль быстро окисляется и принимает желтый цвет. Температура кипения 228-229ºС. Цитраль является составной частью лимонного масла.
Цитронеллаль С10Н18О представляет собой неразделимую смесь двух изомеров. Входит в состав лимонного мандаринового масел. Жидкость кипит при температуре 205-208ºС.
Из ряда циклических альдегидов в химическом составе растений, примняемых в ликеро-водочном производстве, встречаются бензальдегид, анисовый альдегид и ванилин.
Анисовый альдегид С8Н8О2 содержится в анисовом, бадьяновом и фенхелевом маслах, ванилин найден в стручках ванили и в гвоздичном масле. Белок кристаллическое вещество с сильным приятным запахом и жгучим вкусом. Температура плавления 81-82ºС, кипения 263ºС.
Из алифатических альдегидов нетерпенового происхождения уксусный СН3СНО содержится в ирисовом, перечно-мятном и анисовом эфирных маслах, иониловый С8Н17СНО – в ирисовом, розовом, коричном, мандариновом и лимонном маслах и дециловый С9Н19СНО – в можжевеловом, померанцевом, неролиевом и каринадровом маслах.
Из числа терпеновых моноциклических кетонов в эфирных маслах, применяемых в ликеро-водочном производсвте, встречается карвон, дигидрокарвон и ментон.
Карвон С10Н14О входит в состав тминного (50-60%) эфирного масла и масла кудрявой мяты (70%). Представляет собой бесцветную, вязкую жидкость с зпахом тмина. Температура кипения 230ºС.
Дигидрокарвон С10Н16О также находится в тминном масле. Бесцветная, маслянистая жидкость, обладающая запахом карвона и одновременно ментона. Температура кипения 221-222ºС.
Ментон С10Н18О найден в масле перечной мяты. Жидкость с мятным запахом. Температура кипения 207ºС. К бициклическим терпеновым кетонам относится ирон С13Н20О, содержащийся в эфирном масле корневищ ириса. Ирон – малоподвижная маслянистая жидкость. В разведенном спиртовом растворе имеет приятный запах фиалки, кипит при 144ºС (при давлении 10 мм.рт.ст.).
2. Технологическая сущность процесса [3]
Внесение в сортировку ингредиентов
В зависимости от наименования водки для придания соответствующего аромата в сортировку вносят небольшое количество ингредиентов – сахара, инвертированного сахара, меда, лимонной кислоты, гидрокарбоната натрия, уксуснокислого натрия, перманганата калия и др. Например, в 1000 дал сортировки водки «Экстра» добавляют 25 кг рафинированного сахара-песка и от 1 до 10 г КМnO4 (в зависимости от качества спирта); в 1000 дал «Водки» - 10 кг рафинированного сахара-песка (инвертированного), 1 кг гидрокарбоната натрия и 0.3 кг лимонной кислоты.
Сахар (сахароза) и инвертированный сахар добавляют в виде водных концентрированных растворов - сиропов, мед – в виде раствора в водке. Сахарный сироп смешивают с сортировкой при ее приготовлении, инвертированный сахарный сироп и раствор меда вводят после обработки сортировки активным углем. Последнее объясняется тем, что моносахариды и ароматические вещества меда частично адсорбируются активным углем, это приводит не только к перерасходу ингредиентов, но и к преждевременному истощению активного угля. Кроме того, при растворении меда в водке выделяются коллоидные вещества, забивающие поры активированного угля.
Дл приготовления раствора меда его смешивают с водкой в соотношении 1:10. Полученный раствор фильтруют на рамном фильтре через асбестоцеллюлозные пластины с намывным кизельгуровым слоем (3 кг кизельгура на 1 м2 поверхности фильтрующих пластин) или только через фильтрующий картон марки КТФ-2.
Марганцовокислый калий добавляют к сортировке в виде водного раствора до введения сахарного сиропа.
Гидрокарбонат натрия (питьевая сода) добавляют на каждые 1000 дал сортировки, определяя его количество (в кг) по формуле:
, (2.1)
где 0.84 – количество химически чистого гидрокарбоната натрия, необходимое для повышения щелочности 1000 дал сортировки на величину, эквивалентную 1 мл 0.1 М раствора HCl на 100 мл, кг;
А1 – начальная щелочность сортировки, мл 0.1 М раствора HCl на 100 мл;
А2 – требующаяся щелочность сортировки, мл 0.1 М раствора HCl на 100 мл.
Товарный гидрокарбонат натрия содержит 98.5% основного вещества, поэтому его дозировку соответственно увеличивают. Гидрокарбонат предварительно размешивают в бачке, вылуженном чистым оловом, с небольшим количеством сортировки до получения однородной суспензии, которую сливают в сортировочный чан, тщательно размешивают с сортировкой в течение 10 мин и затем отстаивают 15 мин.
Раствор уксуснокислого натрия приготовляют нейтрализацией уксусной кислоты гидрокарбонатом натрия в бачке, также вылуженном чистым оловом. Для этого 0.25 л 80%-ной уксусной кислоты разводят умягченной водой до 2 л и в полученный раствор при постоянном перемешивании добавляют небольшими порциями гидрокарбонат натрия до нейтральной реакции.
Вкусовые добавки повышают плотность водно-спиртового раствора, поэтому показания спиртометра будут ниже (видимая крепость). Истинную крепость определяют после перегонки пробы и разбавления отгона дистиллированной водой до первоначального объема или внесением поправки в видимую крепость, по Грацианову А.Н. (табл.1).
Таблица 1
|
|
|
