Введение

Водкой называется спиртовой напиток, полученный путем обработки водно-спиртовой смеси активным углем с последующим фильтрованием.

Ликеро-водочными изделиями называются спиртные напитки крепостью 12-65% об, приготовленные смешиванием полуфабрикатов с ректификованным этиловым спиртом.

В древней Руси из алкогольных напитков были известны брага, пиво, «мед» и водка. Название «водка от русского слова вода».

Водку приготавливали из ржи, пшеницы и ячменя. В зависимости от качества ее разделяли на простое вино, доброе вино (улучшенное) и боярское вино (более высокого качества). Для улучшения вкуса и запаха водку настаивали на различных душистых растениях - корице, мяте, горчице, на лимонных корках, на можжевеловой и других ягодах, т.е. получали горькие настойки. Для придания лучшего вкуса выдерживали в дубовых бочках.

За годы, прошедшие после революции тысяча девятьсот семнадцатого года, была создана пищевая промышленность, применение в которой новых машин, автоматов и технологий позволило значительно повысить производительность труда, улучшить качество продукции.

В настоящее время в ликеро-водочной промышленности освоены аппаратура и автоматические линии для непрерывного производства водки – от приготовления водно-спиртового раствора до заворачивания бутылок с готовыми изделиями в бумагу и укладки их в ящики.

Значительно повысился уровень механизации и автоматизации технологических процессов и вспомогательных операций.

Для приготовления соков, морсов, настоев и ароматных спиртов, которые являются полуфабрикатами для получения ликеро-наливочных изделий применяются высокопроизводительные дробильные машины, гидравлические прессы, новые экстракционные установки, выпарные и перегонные установки и другие виды нового оборудования. Наряду с освоением производства новых сортов водки, а также новых ликеров, наливок, настоек, бальзамов стал осваивать выпуск изделий с пониженной крепостью, к которым применяются десертные напитки и аперитивы, т.е. увеличивается ассортимент выпускаемой продукции крепостью 30%об и сокращается выпуск водки.

В последнее время рецептуры ликеро-водочных изделий несколько раз пересматривались с целью повышения их качества. Отечественные ликеры и наливки приготавливаются на основе натурального плодово-ягодного и ароматического сырья, что повышает их качество. Заводы, выпускающие ликеро-водочные изде-

лия улучшили внешнее оформление напитков. Бутылки изготавливаются из белого или зеленого стекла. Многие этикетки выполняются на хорошей бумаге в несколько красок. Часть бутылок имеют несмываемые этикетки.

2 Выбор, обоснование и описание технологической схемы

2.1 Выбор и обоснование технологической схемы

Водоподготовка. Вода, также как и спирт, является главной составной частью водок и ликеро-водочных изделий, поэтому ее качество в значительной степени определяет прозрачность, вкус, запах, а также стойкость этих напитков при хранении. В связи с этим качеству воды в ликеро-водочном производстве уделяют большое внимание.

Однако питьевая вода не по всем показателям качества удовлетворяет ликеро-водочное производство, кроме того, важное значение имеет вкус воды.

Важным показателем является жесткость воды, которая обуславливается наличием солей кальция и магния. При использовании воды с повышенной жесткостью возможно выпадение кальциевых солей при смешивании воды со спиртом. Также при изготовлении ликеров и наливок Са- и Mg- соли реагируют с пектиновыми и дубильными веществами соков, образуя нерастворимые соединения. Эти процессы протекают медленно и последствия их иногда обнаруживаются лишь в готовой продукции при хранении. Вкус воды зависит от растворенных в ней газов и солей. Он улучшается с увеличением содержания кислорода. Свободный углекислый газ положительно влияет на органолептику некоторых спиртных напитков.

Азот, как инертный газ, на вкус воды не влияет. Аммиак и сероводород вызывают неприятные вкус и запах.

Особенно большое влияние на вкус воды оказывают минеральные вещества. Присутствие в значительных количествах хлористого натрия придает ей солоноватый привкус, сульфатов натрия и магния - горьковатый, сульфата кальция и солей цинка - вяжущий, квасцов - кисловатый, солей двухвалентного железа - железистый и так далее. В то же время, гидрокарбонаты натрия и калия и в небольшом количестве гидрокарбонаты кальция и хлориды натрия и калия играют положительную роль.

Следовательно, чтобы получить качественную продукцию важно правильно подобрать оптимальные для проектируемого предприятия способы водоподготовки.

Коагуляция. Коагуляции подвергается вода, имеющая стабильную муть или опалесценцию.

Коагулянты - вещества, обладающие способностью при растворении образовывать хлопья, которые, обволакивая мельчайшие частицы мути, увлекают их

за собой в осадок. В качестве коагулянтов используют глинозем или железный купорос. Процесс коагуляции протекает только в слабощелочной среде, поэтому при недостаточной щелочности воды следует добавлять кальцинированную соду или известь.

Так как на предприятия обычно поступает вода из центрального водоснабжения которая уже прошла некоторые ступени очистки, то применение данного метода обычно не требуется.

Обесцвечивание. Воду с повышенной цветностью и неприятным запахом и привкусом, которые не устраняются полностью при коагуляции, подвергают дополнительной обработке. Окраска в основном обусловливается присутствием соединений железа.

Для удаления гидрокарбоната железа воду подвергают аэрированию в открытых градирнях или закрытых цилиндрических резервуарах, в которые подается сжатый воздух. При этом железо окисляется, образуя гидроксид железа, выпадающий в осадок, а выделяющаяся углекислота уносится вместе с воздухом.

Рассмотренный способ требует установки большого количества емкостей и совершенно неприемлем на предприятиях с высокой производительностью.

Дезодорирование. Это процесс, в ходе которого удаляются органические примеси, присутствие которых даже в малой концентрации придает воде неприятный запах. Удаление этих примесей осуществляют окислением или адсорбированием органических примесей из воды активным углем. Одним из способов дезодорирования является обработка воды марганцовокислым калием. Сущность способа заключается в том, что при введении в воду, содержащую органические вещества, КМnО4 окисляет их, при этом в результате реакции образуется хлопьевидный осадок, имеющий развитую поверхность и обладающий способностью сорбировать на себе органические вещества и ионы железа. Оптимальной средой является слабощелочная.

Затем умягченную воду следует подавать на доочистку активным углем. Наиболее эффективным окислителем является озон, однако применение его в ликеро-водочном производстве, где используется вода с относительно небольшим количеством органических веществ, экономически невыгодно.

Снижение щелочности. Щелочность воды, используемой для приготовления ликеро-водочных изделий должна быть доведена до 1,1 мг-экв/дм3 или до нейтральной реакции во избежание нейтрализации естественных органических кислот, содержащихся в полуфабрикате. Если используемый метод водоподготовки не позволяет получить воду с необходимой щелочностью, то ее следует снизить добавлением соляной или уксусной кислоты.

Обезжелезивание. Метод заключается в фильтрации воды через фильтр с кварцевой загрузкой с добавлением реагентов.

Безреагентный способ основан на способности воды, содержащей соединения железа и растворенный кислород, при фильтрации через зернистый кварцевый слой выделять железо на поверхности зерен с образованием каталитической пленки из окислов двух- и трехвалентного железа. Каталитическая пленка активно интенсифицирует процесс окисления и выделения из воды трехвалентного железа, задерживаемого фильтром в виде гидрата окиси.

Если пробным обезжелезиванием определено, что безреагентный способ не дает необходимых результатов, то применяют дополнительную обработку кварцевого песка модифицирующими реагентами, сущность которой заключается в нанесении на поверхность кварцевого песка пленки из гидроокиси железа, двуокиси железа и двуокиси марганца, которая катализирует процесс обезжелезивания воды.

Деминерализация. Деминерализация воды осуществляется в процессе ее фильтрации через ионообменные смолы - катионит и анионит. При этом соли карбонатной жесткости разрушаются с образованием кислот, которые снижают щелочность воды.

В колонке, загруженной катионитом, через которую проходит фильтрация воды сверху вниз, происходит обмен всех катионов, присутствующих в воде, на ион водорода. Вода, прошедшая через фильтр, уже не содержит карбонатных солей, которые превращаются в свободную углекислоту. Из нижней части катионитовой колонны вода поступает на верхнюю часть анионитовой колонны, где происходит обмен анионов сильных кислот на гидроксильные ионы (ОН-) при регенерации анионита каустической содой или ионы СО при регенерации кальционированной содой.

Данный способ водоподготовки довольно трудоемок и применяется в основном на тех заводах, где вода характеризуется высокими жесткостью и щелочностью.

Водоумягчение. Умягчение- это процесс, в результате которого из воды удаляются соли жесткости.

Содово-известковый способ умягчения воды. Сущность этого способа заключается в последовательной обработке воды гидроксидом кальция и карбонатом натрия, которые, вступая в реакцию с растворимыми солями жесткости, переводят их в нерастворимые соли, выпадающие в осадок.

Соли карбонатной жесткости осаждаются гидроксидом кальция, а соли некарбонатной жесткости - карбонатом натрия. Способ этот сложный, требует больших производственных площадей и значительного расхода реагентов, поэтому в настоящее время он практически нигде не применяется.

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

При фильтрации воды через слой катионита в Na-форме происходит обмен ионов кальция и магния, соли которых могут образовывать осадки на внутренней поверхности бутылок с готовой продукцией, 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 ликеро-водочных изделиях при определенных пределах щелочности и содержания микроэлементов.

Катионитовая установка, предназначенная для умягчения воды, состоит из следующего оборудования: катионитового фильтра, солерастворителя, фильтра для очистки солевого раствора, бака для сбора оборотных солевых вод и сборников умягченной воды.

Сырая (необработанная) вода поступает в фильтр из напорного бака и фильтруется сверху вниз. Умягченная вода отводится из дренажной системы в сборник умягченной воды. Если средняя величина жесткости умягченной воды в сборнике достигает 0,1-0,2 ммоль/дм3, фильтр переключают на регенерацию.

Взрыхление слоя катионита перед регенерацией производится для устранения слеживания катионита и удаления из него мелких частиц, вносимых с водой и поваренной солью, а также частиц, образующихся в результате истирания катионита в процессе работы. Поток воды поступает в дренажную систему, проходит снизу вверх слой катионита и сбрасывается в канализацию.

Регенерацию катионита проводят 8-10%-ым раствором поваренной соли в следующей последовательности. В солерастворитель, загруженный соответствующим количеством поваренной соли, пускают воду с таким расчетом, чтобы концентрация солевого раствора составляла в среднем 10%.

Отмывка катионита после регенерации производится для удаления продуктов регенерации и остатка поваренной соли. Для отмывки пользуются сырой водой напорного бака. Первые порции промывных вод спускают в канализацию.

Когда в промывной воде не обнаруживается заметного помутнения при добавлении 5% -го раствора кальцинированной соды, ее направляют в сборник оборотных солевых вод для повторного использования. Помутнение проб промывной воды при прибавлении к ней раствора соды объясняется образованием труднорастворимых в воде углекислых солей кальция и магния, ионы которых присутствуют в отмывных продуктах регенерации катионита.

Отмывка заканчивается, когда промывная вода, направляемая в сборник оборотных солевых вод, становится прозрачной и когда ее жесткость находится в пределах 0,05-0,07 ммоль/дм^З.

Обратноосмотический способ водоподготовки. Осмос - самопроизвольный процесс прохождения жидкости через полупроницаемую мембрану. Это выборочный процесс, в том смысле, что прохождение через мембрану растворителя происходит быстрее, чем растворенного вещества. В результате разности скоростей прохождения происходит разделение растворителя и растворенного вещества. Направление потока растворителя определяется такими показателями как химический потенциал, который является функцией давления, температуры и концентрации растворенного вещества.

Суть способа заключается в том, что исходная вода нагнетается в межмембранный канал обратноосмотического аппарата под давлением, превышающим осмотическое. При этом часть потока, освобожденная от растворенных компонентов, проходит через мембрану и отводится в коллектор пермеата (фильтрата), а другая его часть, обогащенная растворенными компонентами, сбрасывается по коллектору концентрата. Соотношение потоков пермеата и концентрата (конверата) - величина регулируемая. Обычно оно поддерживается в диапазоне 70-80%.

Этот способ позволяет не только провести обессоливание воды до заданного солесодержания, но и удалить из нее коллоиды, растворенные органические примеси и микрофлору при высоких органолептических показателях воды. Способом обратного осмоса удаляется от 50 до 99% растворенных в воде компонентов.