Приготовление водок

Согласно принципиальной схеме, процесс приготовления водок подразделя­ется на следующие основные стадии:

• приемка и хранение этилового ректификованного спирта;

• приемка, хранение и подработка тары;

• подготовка воды;

• приготовление водно-спиртового раствора (сортировки );

• обработка вводно-спиртового раствора активным углем (адсорбентом);

• регенерация активного угля, кварцевого песка;

• розлив, маркировка и учет готовой продукции;

• укладка бутылок в ящики и транспортирование их на участок готовой продукции;

-сбор исправимого и неисправимого брака и утилизация.

Периодический способ приготовления сортировок. По этому способу сортировку приготавливают в сортировочном чане, который представляет собой герметически закрытый стальной цилиндрический резервуар со сферическим днищем и крышкой. Перемешивание спирта с водой осуществляется пропеллерной мешалкой, сжатым воздухом или гидродинамическим способом.

Водно-спиртовую смесь приготавливают следующим образом: в сортировочный чан подают рассчитанное количество сначала спирта, а затем умягченной воды; спирт с водой перемешивают до получения однородной смеси; берут пробу и в ней определяют крепость.

Данный способ приготовления сортировок целесообразнее применять на заводах с небольшой производительностью, так как при применении его на высокопроизводительных заводах требуется установка большого количества сортировочных емкостей.

На заводах с высокой производительностью (в нашем проекте 2300000 дал), с экономической и технологической точки зрения более выгодным является непрерывный способ приготовления сортировок. Так как установка для непрерывного приготовления сортировок полностью герметизирована, что снижает потери спирта по сравнению с периодическим способом. Благодаря компактности она размещается на значительно меньших производственных площадях. Автоматическое регулирование процесса обеспечивает стабильность крепости сортировок.

Непрерывный способ приготовления сортировки. Спирт и умягченная вода из емкостей поступают в напорные бачки, снабженные поплавковыми регуляторами уровня. Потоки спирта и воды смешиваются в смесителе, состоящем из двух частей. Нижняя часть представляет собой кольцеобразный коллектор, предназначенный для предварительного смешивания спирта и воды. Верхняя часть имеет цилиндрическую форму, снабженную разделительной диафрагмой и служит для окончательного перемешивания. Вода и спирт, поступающие одновременно в смеситель, проходят диафрагму и сетки, смешиваются и выходят через патрубок.

Соотношение потоков спирта и воды принимают таким, чтобы крепость сортировки после смесителя была на 0,5-1,5% об. выше требуемой. Регулирование крепости водно-спиртового раствора в смесителе осуществляется за счет изменения подачи потока исправленной воды. Скорость подачи этилового ректификованного спирта и исправленной воды контролируется расходомерами, объемная доля этилового спирта - проточным ареометром.

Обработка сортировки активным углем. Сортировка, приготовленная смешиванием спирта и воды, является полупродуктом производства. Только после обработки активным углем она приобретает вкус и аромат, характерные для водки.

Активные угли представляют собою пористые сорбенты с сильно развитой удельной поверхностью. В водочном производстве применяют березовый активный уголь марки БАУ.

Обработка сортировки сорбентом предназначена для улучшения органолептических характеристик готовой продукции. Улучшение органолептических характеристик происходит в основном за счет физической адсорбции сорбентом примесей этилового ректификованного спирта, придающих ему неприятные вкус и запах.

Периодический способ. Этот способ заключается в смешивании угля с водно-спиртовым раствором в напорном чане или прокачивании раствора через патроны с активным углем, вставляемые в напорные чаны. Основные недостатки этих методов - прерывистость процесса, низкая производительность, трудоемкость операций. Кроме того, действие малых доз угля на большие объемы водно-спиртовых растворов даже при интенсивном перемешивании не обеспечивает получения однородной по качеству водки.

В настоящее время обработку сортировки углем осуществляют непрерывно двумя способами: динамическим и во взвешенном слое угля.

Динамический способ. Это непрерывный способ обработки водно-спиртовых смесей активным углем, заключающийся в том, что смесь пропускают через одну, две или три последовательно соединенные между собой угольные колонки.

Фильтрационная батарея состоит из песочных фильтров, угольных колонок, соединенных последовательно, и песочных фильтров.

Предварительная фильтрация на песочных фильтрах предназначена для отделения механических примесей, содержащихся в сортировке. Фильтрация водки после угольных колонок через песочные фильтры обеспечивает задержание мелкодисперсных частиц угля, образующихся в результате истирания его в процессе эксплуатации, и создает прозрачность водки. Фильтрующим материалом в фильтрах-песочниках является кварцевый песок.

Для фильтрации водок применяется емкостной герметичный двухпоточный фильтр с уплотненным слоем мелкозернистого кварцевого песка (размер зерен от 0,2 до 0,5 мм.). Фильтр выполнен в виде цилиндрического корпуса с эллиптическим днищем и крышкой, в которых расположены штуцеры подачи фильтруемой жидкости.

Коллектор для отвода фильтрата установлен в центральной части корпуса и условно разделяет слой кварцевого песка на два фильтрующих слоя: нижний, высотой 250 мм. и верхний - высотой 200 мм. Рекомендуемые соотношения потоков-1,0:1,8.

Обработка активным углем осуществляется на угольных колонках. Высота колонок 4,2 м. диаметр 0,7 м. В одну колонку помещается от 250 до 300 кг угля. Уголь укладывают на решетку с отверстиями диаметром 8 мм, покрытую тканевой салфеткой. Высота слоя угля 4 м. Сверху уголь покрывают тканевой салфеткой, поверх которой накладывают разъемную металлическую решетку. Через 10-15 дней работы, когда уголь несколько осядет, колонку догружают. В центре крышки расположены три штуцера, предназначенные для выхода водки, для установки предохранительного клапана и подачи пара. На крышке установлен герметически закрывающийся лючок.

Сортировка самотеком из напорных чанов поступает в песочный фильтр. Первые мутные порции фильтрата направляются в сортировочное отделение на переработку. Когда фильтрат становится прозрачным, открывают кран на угольную колонку. Сортировка в колонку должна поступать медленно, проходя снизу вверх через слой активного угля. Затем сортировка подается в песочник для окончательной очистки. Первые мутные порции фильтрата направляются в сортировочное отделение на переработку, а когда в фонаре песочника появляется совершенно прозрачный фильтрат, его направляют в сборники готовой продукции (доводные чаны), постепенно увеличивая скорость потока сортировки.

Предельно-допустимая скорость фильтрации сортировок через одну угольную колонку должна составлять не более 30 дал/ч. Допускается при загрузке свежего угля увеличивать скорость фильтрации сортировок до 40 дал/ч до получения требуемых качественных показателей водки. Свежим считается уголь, через который осуществляется фильтрация в течение месяца.

Скорость обработки сортировок активным углем устанавливается с учетом обязательного получения положительного эффекта от обработки, и, прежде всего, повышения дегустационной оценки водки под воздействием активного угля.

Этот способ имеет и существенные недостатки, главные из которых- все еще низкая производительность угольных колонок и неравномерность обработки сортировок. Уголь в колонках находится в виде плотного вертикального слоя, и не вся эффективная поверхность угля участвует в процессе. Поток вводно-спиртовой смеси в плотном слое угля движется по каналам, образуя зоны, слабо участвующие или совсем не принимающие участия в процессе очистки. Неравномерность обработки и длительный контакт водно-спиртовой смеси с углем значительно ускоряют в ней окислительные процессы.

Более приемлемым для высокопроизводительного ликеро-водочного завода будет применение способа обработки сортировки во взвешенном слое угля.

Обработка сортировки во взвешенном слое угля. Сортировка центробежным насосом непрерывно подается на двухпоточный песочный фильтр. Затем сортировка последовательно проходит три-четыре контактора, направляясь в каждом из них снизу вверх. Обработанную углем сортировку направляют для выделения увлеченных мельчайших частичек угля на песочный фильтр.

Основным аппаратом установки является контактор, представляющий собой цилиндрический корпус диаметром 0,7 м. и высотой 4,5 м, оканчивающийся коническим днищем, а в верхней части - сепаратором.

Сепаратор состоит из трех частей: цилиндрической диаметром 1,2 м. и высотой 0,4 м, конической крышки и переходного конуса, с помощью которого он соединяется с корпусом колонки. На крышке имеются люк, предназначенный для загрузки реактора углем, штуцер для вывода обработанной сортировки и патрубок для удаления воздуха в спиртоловушку. Сепаратор служит для предотвращения уноса частичек угля из колонки. В сепараторе за счет увеличения сечения с 0,7 до 1,2 м. резко снижается скорость потока, отчего частички угля теряют скорость движения и возвращаются в цилиндрическую часть колонки. Внизу цилиндрической части реактора имеется люк для выгрузки угля.

Сортировку центробежным насосом непрерывно подают через фильтры в реакторы, предварительно заполненные (на 55-60% по объему) активным углем. Скорость потока постепенно увеличивают и доводят до критической, т. е. до величины, когда уголь переходит в состояние взвешенного слоя (турбулентный режим движения). Достигнув критической скорости, давление потока жидкости, подаваемой снизу, становится равным массе зернистого слоя угля. При дальнейшем увеличении скорости потока частички угля приобретают хаотическое движение (поступательное и вращательное). При этом уголь поднимается по центру колонн и опускается у стенок. Интенсивность потока в 5-8 л/(м7с) обеспечивает переход неподвижного слоя угля во взвешенное состояние; при этом объем его увеличивается на 140-160% от первоначального. Благодаря турбулентному режиму движения и небольшим размерам зерен угля обмен интенсифицируется.

Последовательность подключения контакторов может изменятся в зависимости от снижения активности угля и периодического отключения отдельных контакторов для регенерации угля с помощью пара. Установка имеет производительность 500 дал/ч и заменяет 10 обычных угольных колонок, работающих по динамическому способу.

Регенерация отработанного активного угля. Регенерацию осуществляют паром или химическим способом. Регенерация паром предусматривает отгонку примесей спирта, адсорбированных углем в процессе очистки прошедшей через него сортировки ( сивушные масла, эфиры, кислоты, альдегиды и др.).

Перед регенерацией производят спуск сортировки. Для отвода спиртовых паров из колонки на холодильник открывают кран и через колонку начинают пропускать пар (насыщенный или перегретый). При использовании перегретого пара его температура не должна быть выше 200 ⁰С во избежание плавления полуды стенок колонок (для титановых колонок - не выше 140 ⁰С). Давление в колонке не должно превышать 0,07 МПа.

Во избежание выброса спиртового дистиллята из фонаря холодильника пар вначале пускают медленно. Одновременно с пуском пара в колонку на змеевик холодильника открывают воду. Температура спиртового дистиллята не должна подниматься выше 18 ⁰С.

Крепость конденсата периодически проверяют. После того, как содержание спирта в нем будет равно нулю, конденсат направляют в канализацию и одновременно увеличивают подачу пара в колонку, продолжая ее пропаривание в течение 6-10 часов.

Химическую регенерацию проводят раствором марганцовокислого калия. Перед этим угольные колонки пропаривают до исчезновения в конденсате остатков спирта.

При достижении крепости конденсата, равной нулю, подачу пара прекращают, угольную колонку охлаждают до 30-40°С. После охлаждения активного угля его обрабатывают в угольных колонках 0,4-0,5%-ым раствором марганцовокислого калия. Уголь с регенерирующим раствором выдерживают 30 минут; после чего из колонки сливают в канализацию. Затем операцию повторяют.

После обработки активный уголь промывают умягченной водой в течение 10-15 минут до исчезновения розового окрашивания. После промывки вторично прогревают паром при температуре 105-110°С в течение 30 минут.

В результате регенерации угля из одной колонки получают 50-60 дал спиртового отгона крепостью 55-60% об.