Технология производства спирта. Требования, которые предъявляются к качеству зерна

Пишет блогер Сергей Анашкевич:

Помните анекдот, как Василий Иванович попросил Петьку спрятать от солдат цистерну спирта, и тот закрасил надпись «СПИРТ», написав вместо нее «C2H5OH»? А солдаты на утро были в стельку. Как же - написано ОН. Оказалось, и вправду, он!

Удивительно, но в сети практически нет подробных репортажей о том, как делают ЕГО - главное сырье для водки.

Как делают саму водку - полно. От сивухи до элитных марок. А спирт - нет!

Придется восполнить этот пробел, благо на прошлой неделе я побывал на Усадском спиртзаводе неподалеку от Казани, входящем в концерн «Татспиртпром».

Здесь делают спирт самой высокой категории «Альфа», который постепенно вытесняет некогда топовый «Люкс» из производства качественных марок водки. Все тем же древним методом, изобретенным еще до нашей эры, реализованным в промышленных масштабах в XIV веке и широко практикуемым в сараях и гаражах во время перестройки. Старой доброй перегонкой…

На входе - зерно из мешка, на выходе - чистейшая 96-градусная жидкость…

Как известно, веселящее действие алкогольных напитков и способы их получения известны человечеству еще с библейских времен: помните, Ной случайно выпил перебродивший фруктовый сок и опьянел. Вообще, ученые предполагают, что идея химической дистилляции жидкостей возникла еще в I тысячелетии до н.э. Впервые процесс дистилляции описал Аристотель (384–320 гг. до н.э.). Многие алхимики того времени занимались совершенствованием техники перегонки, считая, что путем дистилляции им удается выделить душу вина. Благодаря этому продукт дистилляции и был назван «духом вина» (от латинского «spiritus vini»).

Процесс получения спирта был открыт в различных регионах земного шара практически одновременно. В 1334 году врач-алхимик из Прованса Арно де Вилльгер (Франция) впервые получил винный спирт из виноградного вина, считая его целительным средством. В середине XIV века некоторые французские и итальянские монастыри производили винный спирт под названием «Aquavitae» - «вода жизни», а в 1386 году, благодаря генуэзским купцам, спирт добрался и до Москвы.

Производство этилового спирта было начато в Европе после изобретения в Италии в XI веке дистилляционного аппарата. Несколько веков этиловый спирт почти не применяли в чистом виде, разве что в лабораториях алхимиков. Но в 1525 году знаменитый Парацельс заметил, что эфир, получающийся при нагревании спирта с серной кислотой, обладает снотворным действием. Он описал свой опыт с домашними птицами. А 17 октября 1846 года хирург Уоррен усыпил эфиром первого пациента.

Постепенно спирт разделился на пищевой и технический, получаемый путем расщепления древесных отходов. В Англии технический спирт был освобожден от повышенных налогов на продажу, так как рыночная стоимость спиртных напитков окупала государственные сборы, а вот врачам и промышленникам такая цена была не под силу. Для предотвращения пищевого употребления токсичного промышленного спирта его смешивали с метанолом и другими неприятными на запах добавками.

Впоследствии спирт получил мгновенное распространение в медицине в связи с постоянными войнами. В 1913 году на территории Российской империи было зафиксировано около 2400 заводов, производивших в основном водку и вино. Позже произошло обособление производства спирта и водки.

С началом Первой мировой войны производство водки фактически прекратилось, выработка спирта также снизилась. Производство начало восстанавливаться лишь в 1925-1926 годах, а грандиозное восстановление спиртовой промышленности было начато лишь в 1947 году, начали интенсивно применять новые научно-технические технологии и достижения. В 1965 году в СССР работало 428 заводов с годовым выпуском 127,8 млн дал спирта, а к 1975 году выпуск спирта возрос до 188,1 млн дал. В последующие годы это производство постепенно снижалось из-за увеличивающегося выпуска напитков с меньшей крепостью.

В зависимости от сырья спирт бывает пищевой и технический.

Пищевой производится только из пищевого сырья. Наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта является картофель. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме картофеля для производства спирта используются зерновые - пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса.

Технический спирт получают из древесины или нефтепродуктов, подвергаемых кислотному гидролизу.

Теперь о категориях спирта и о том, почему «Альфа» вытесняет «Люкс». Все дело в том, что спирт «Альфа» должен вырабатываться из пшеницы, ржи или из их смеси, то есть исключительно из зернового сырья, в отличие от других спиртов, которые могут вырабатываться также и из смеси зерна с картофелем.

Второе важное отличие «Альфы» от «Люкса» - пониженное содержание ядовитого метилового спирта: норма его содержания составляет всего 0,003% в пересчете на безводный спирт, тогда как для спирта «Люкс» - 0,02%. Это существенно!

На Усладском спиртзаводе спирт производят исключительно из пшеницы и только одной категории - «Альфа».

Пшеницу привозят в специальных зерновозах и помещают в высокие бочки-элеваторы, откуда она далее поступает на производство.

Зерно для производства спирта должно быть хорошего качества и влажностью не более 17%, иначе есть высокий риск прелости, что скажется на качестве конечного продукта.

Из емкостей-хранилищ при помощи огромного и мощного насоса-турбины зерно «перекачивается» через высокие колонки на первичную переработку.

Насос для «перекачки» зерна из хранилища на очистку:

Первая задача - очистить зерно от всех примесей, как твердых, так и обычного сора, шелухи и т.д.

Так что в самом начале оно попадает на сепаратор.

Сначала пшеницу просеивают через сито, на котором остаются все крупные предметы.

Этот щебень накопился около сепаратора всего за полдня!

Вот что остается после того, как зерно «ушло» по трубам дальше на дробление:

Дробилка превращает зерно в грубую муку. Это необходимо для дальнейшего разваривания зерна и высвобождения из него крахмала.

Разваривание зерна происходит с целью разрушения его клеточных стенок. В результате этого крахмал высвобождается и переходит в растворимую форму. В таком состоянии он намного легче осахаривается ферментами. Зерно обрабатывается паром при избыточном давлении 500 кПа. Когда разваренная масса выходит из варочного аппарата, сниженное давление приводит к образованию пара (из содержащейся в клетках воды).

Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки - около 4 минут.

Измельченное зерно смешивают с водой в пропорции 3 литра на 1 кг зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.

В процессе осахаривания в охлажденную массу добавляют солодовое молоко для расщепления крахмала. Активное химическое взаимодействие приводит к тому, что продукт становится абсолютно пригодным для дальнейшего процесса сбраживания. В результате получается сусло, которое содержит 18% сухого сахара.

Когда из массы делается проба на йод, окрас сусла должен оставаться неизменным.

Сбраживание сусла начинается при введении в осахаренную массу производственных дрожжей. Мальтоза расщепляется до глюкозы, которая в свою очередь сбраживается в спирт и углекислый газ. Также начинают образовываться вторичные продукты брожения (эфирные кислоты и т.д.).

Процесс сбраживания проходит в огромных закрытых бродильных установках, которые предотвращают потери спирта и выделение диоксида углерода в производственный цех.

Установки настолько большие, что верхняя и нижняя их части находятся на разных этажах!

Вот так выглядит брага в установке. Заглядывать следует очень осторожно, чтобы не вдохнуть пары углекислого газа.

Выделяющиеся в процессе брожения диоксид углерода и пары спирта из бродильной установки поступают в специальные отсеки, где происходит отделение водно-спиртовой жидкости и диоксида углерода. Содержание этилового спирта в бражке должно равняться до 9,5 об.%.

Кстати, на заводе нам предложили попробовать бражку.

Повсюду в цехах можно заметить вот такие фонтанчики. Они предназначены для промывки глаз в случае попадания в них опасных продуктов производства, которых здесь хватает.

Далее приступают к отгонке спирта из бражки и его ректификации. Спирт начинает выделяться из бражки в результате кипения при разных температурах. Сам механизм перегонки основан на следующей закономерности: спирту и воде свойственны разные температуры кипения (вода - 100 градусов, спирт - 78°С). Выделенный пар начинает конденсироваться и собираться в отдельную емкость. Очистку спирта от примесей производят на ректификационной установке.

Над нами расположен этаж с ректификационными установками. Здесь, под ними, проходит целая сеть трубопроводов - какие-то для спирта, какие-то для воды, какие-то для пара, какие-то для побочных продуктов.

А в ректификационном зале жарко!!!

Сырой спирт (спирт-сырец), получаемый на основном этапе производства, не может быть использован для пищевых целей, так как содержит много вредных примесей (сивушные масла, метиловый спирт, сложные эфиры). Многие примеси ядовиты и придают спирту неприятный запах, именно поэтому сырой спирт подвергают очистке - ректификации.

Этот процесс основан на разной температуре кипения этилового, метилового и высших спиртов, сложных эфиров. При этом все примеси условно делят на головные, хвостовые и промежуточные.

Головные примеси имеют более низкую температуру кипения, чем этиловый спирт. К ним относятся уксусный альдегид и отдельные сложные эфиры (этилацетат, этилформиат и др.), образующиеся при перегонке.

Хвостовые примеси отличаются повышенной температурой кипения по сравнению с этиловым спиртом. В их состав входят в основном сивушные масла и метиловый спирт.

Наиболее трудноотделяемой фракцией являются промежуточные примеси (этиловый эфир изомасляной кислоты и другие сложные эфиры).

При очистке спирта-сырца на ректификационных аппаратах производится отделение вредных примесей и повышается концентрация спирта в готовом продукте (с 88 % в спирте-сырце до 96-96,5 % в ректификате).

Готовый спирт крепостью 96% перекачивается в накопительные емкости.

Заглядывать в эти емкости следует еще более осторожно, чем в емкости с брагой. Здесь можно и опьянеть в миг…

Готовый спирт отправляется на контрольные замеры и, если все в порядке, ему присваивается категория «Альфа», а дальше он пойдет на производство водки или другие цели…

Все большее развитие получает синтез жидкого искусственного топлива, приближающегося по качеству к топливам нефтяного происхождения. Из угля, природного газа, известняка, отходов лесного хозяйства получают метиловый спирт - метанол, а из сахарного тростника, свеклы, зерновых культур вырабатывают эти­ловый спирт - этанол. Выпуск в нашей стране синтетического спирта метанола достиг в 1998 г. 44 млн т.

Наиболее перспективным сырьем для расширения производ­ства метанола являются природный газ, нефтяные остатки и осо­бенно уголь.

Для производства 1 т синтетического топлива необходимо боль­шое количество угля - от 3 до 6 т, поэтому оно пока еще дороже бензина в 1,5…2 раза.

Метанол и этанол, используемые в качестве топлива для ав­томобильных двигателей, характеризуются высоким октановым числом, меньшей по сравнению с бензином теплотворной спо­собностью, высокой скрытой теплотой испарения, низкими уп­ругостью паров и температурой кипения. Кроме того, метанол как автомобильное топливо обусловливает рост мощности и КПД двигателя, снижение теплонапряженности деталей цилиндропорш­невой группы, закоксовывания и нагарообразования. Также при использовании метанола (при том же уровне концентрации окси­да углерода, что и при работе двигателя на бензине) наблюдается уменьшение в 1,5…2 раза содержания оксида азота и в 1,3… 1,7 раза - углеводородов в отработавших газах.

Однако для повседневного использования метанола в качестве автомобильного топлива необходимы конструктивные изменения топливной аппаратуры двигателя и в какой-то мере самого авто­мобиля. Поэтому в настоящее время метанол лучше использовать в качестве добавки к бензину. Установлено, что добавка 3…5 % ме­танола обеспечивает экономию 2,5 % бензина при сохранении мощ­ности двигателя, его динамических и экономических показателей, а также уровня токсичности выхлопных газов. При этом допустимо использовать бензин с несколько меньшим октановым числом или заменять этилированный бензин на неэтилированный.

Применение бензометанольной смеси (с добавкой 15 % мета­нола и 7 % стабилизатора - изобутилового спирта) позволяет по­высить на 6 % динамические качества автомобиля и на 3… 5 % его мощность, одновременно уменьшить выброс оксида азота на 30…35% и углеводородов на 20%, а также получить экономию бензина до 14 %.

При использовании бензометанольной смеси М15 устойчивый пуск холодного двигателя обеспечивается при температуре воздуха -26 °С.

Предельно допустимая концентрация паров метанола в возду­хе рабочей зоны двигателя значительно выше, чем при исполь­зовании таких антидетонаторов, как ТЭС и ТМС, и составляет 5 мг/м 3 .

В целом применение метанола как добавки к бензину, улуч­шающей ряд его эксплуатационных свойств, рассматривается как реальный фактор увеличения ресурсов автомобильного топлива.

Реальное улучшение эксплуатационных свойств дизельного топ­лива при добавлении спирта сопоставимо с улучшением свойств бен­зина, т. е. низкая температура самовоспламенения (низкое цетановое число) не исключает использования метанола и этанола в качестве добавки к дизельному топливу (при условии конструктивного изме­нения двигателя) в количестве, не превышающем 15…20%.

studopedia.ru

Синтетические спирты получают в результате синтеза из различного сырья. Наибольшее практическое применение находят метанол-метиловый и этанол-этиловый спирты. В качестве сырья для метанола используют уголь, природный газ, известняк, бытовые отбросы, отходы лесного хозяйства. Этанол получают из сахарного тростника, свеклы, зерновых культур, различных сельскохозяйственных отходов.[ …]

Основным преимуществом спиртов является их высокая детонационная стойкость. Это позволяет повышать степень сжатия в двигателе и соответственно его КПД. При работе на метаноле имеет место снижение тепло-напряженности деталей цилиндропоршневой группы, коксовывание и нагарообразован ие.
оме того, двигатель может работать на очень обедненной смеси с большим избытком воздуха, что повышает его топливную экономичность. При этом отработавшие газы менее токсичны, чем при работе на бензине: содержание оксидов азота уменьшается в 1,5-2 раза, углеводородов — в 1,3-1,7 раза. Обладая высоким октановым числом, спирты имеют меньшую, чем бензин, удельную теплоту сгорания, низкую упругость паров и температуру кипения. При работе на спиртах вдвое снижается запас хода автомобиля, ухудшаются пусковые качества двигателя.[ …]

Метанол обладает, хотя и сравнительно невысокой, коррозионной активностью, ядовит, воздействует на нервно-сосудистую систему и зрение. Этанол не оказывает коррозионного действия на большинство конструкционных материалов, но реагирует со свинцом, цинком и меньше — с алюминием. Этанол также токсичен, и токсичность его повышается с увеличением концентрации.[ …]

Достоинства синтетических спиртов при использовании их в качестве топлива не позволяют, однако, рекомендовать их к повседневному применению в чистом виде в связи с тем, сто при этом появляется необходимость существенных изменений конструкции топливной аппаратуры, двигателя и в какой-то мере автомобиля: оснащение двигателя устройствами для облегчения пуска, особенно при низких температурах; увеличение вместимости топливных баков; замена материала некоторых деталей системы питания вследствие коррозионной агрессивности и этанола.[ …]

Реальным представляется применение спиртов и в дизельных двигателях. При этом имеют место сложности обусловленные высокой удельной теплотой испарения спиртов. У метанола она равна 1,102 МДж, у этанола 0,905, а у дизельного топлива только 0,226 МДж. Это приводит к тому, что при впрыске метанола или этанола температура воздушного заряда в цилиндре снижается на 198 или 1100 соответственно, в то время как при впрыске дизельного топлива снижение температуры составляет только 17 Такое значительное переохлаждение смеси приводит к задержке ее воспламенения и более резкому нарастанию давления в цилиндре (работа двигателя становится жесткой). Чтобы избежать этого, необходимо повышать и без того высокую степень сжатия, а это влечет за собой такие нежелательные явления, как увеличение массы двигателя, снижение механического КПД и т.д. Как выход здесь могут рассматриваться следующие варианты: организация впуска в цилиндр карбюрированной смеси со спиртом и впрыск дизельного топлива через форсунку; впрыск дизельного топлива и спирта через отдельные форсунки с подбором оптималкйиш углов опережения впрыска запальной и основной порций топлива; пуск дизельного двигателя на дизельном топливе с последующим введением во второй такт спиртовой эмульсии.[ …]

Одним из важных вопросов применения спиртов в качестве топлива для автомобилей является организация их крупномасштабного производства. Сырьевая база для производства метанола в разных странах разная: в Германии, например, это в основном уголь, в странах СНГ — природный газ. Но для производства метанола необходимо большое количество сырья (отЗ до 6 т угля, например, на 1 т спирта). Поэтому метанол пока в 1,5-2 раза дороже бензина. По мнению специалистов, метанол может рассматриваться как массовое автомобильное топливо только в отдаленной перспективе (не ранее чем через 30-50 лет).[ …]

Вернуться к оглавлению

ru-ecology.info

По существу и спирты брожения представляют собой продукты синтеза, но природного. Ведь картофель, различные злаки и древесина - все они получаются в результате фотохимического синтеза в растениях из простых. «веществ, находящихся в воздухе и почве. Этот процесс происходит кругом нас в природе в гигантских размерах, несравнимых с масштабами обычных производств. В зелёных частях растений, под влиянием хлорофилла-катализатора, вырабатываемого самими растениями, непрерывно синтезируется крахмал, сахара и другие вещества из угольного ангидрида и воды воздуха. Почти вся пища человека состоит из продуктов этого синтеза.

Следовательно, когда мы упомянули о синтетическом спирте, мы имели в виду искусственный химический синтез.

Синтетический этиловый спирт - это спирт из газов нефтепереработки. Нефть является третьим, важнейшим видом сырья для производства спирта. При нагревании нефти (это осуществляется на больших нефтеперегонных заводах) из неё последовательно выделяется ряд фракций - бензин, керосин, лигроин и т. д. Эти фракции - смесь лёгких углеводородов. В остатке получается тяжёлый мазут.

В прошлом столетии главным продуктом перегонки нефти служил керосин, использовавшийся для освещения. Любопытно, что такой ценнейший нефтепродукт, как бензин, в то время считался отходом и просто сжигался. В настоящее время бензин - главный вид моторного топлива. Вначале его выделяли из нефти только так называемой прямой гонкой, т. е. перегонкой с целью получения лёгких, светлых фракций. Однако со временем, с целью увеличения выработки бензина, который настоятельно требовали быстро развивавшиеся автомобильная промышленность и авиация, основанные на применении двигателей внутреннего сгорания, нефть стали подвергать специальной переработке. Эта переработка, связанная с применением высоких температур и давлений, называется пиролизом или крекингом, в зависимости от условий проведения процесса. Сущность таких процессов будет разобрана ниже, в главе о получении бутадиена из нефти.

При пиролизе и крекинге нефти за счёт расщепления сложных молекул углеводородов, образующих нефть, получаются в большом количестве газообразные углеводороды как предельные - метан СН4, этан С2Н6, пропан С3Н8, так и непредельные - этилен С2Н4, пропилен С3Н6 и др.

Газы нефтепереработки представляют ценнейшее химическое сырьё. Однако до последнего времени их использовали мало. Чаще всего эти газы просто сжигали, устраивая «факел» вблизи нефтеперегонного завода, или выбрасывали без всякой пользы в атмосферу. Лишь в последние годы найдены способы улавливания газов нефтепереработки, их разделения и разнообразной химической переработки.

Одним из наиболее ценных газов нефтепереработки является лёгкий горючий газ этилен СH 2 =СH 2 , который содержится в газах пиролиза до 21% по весу. Он имеет двойную связь. Это - простейшее непредельное соединение. Благодаря двойной связи этилен легко вступаете соединения с другими веществами и может полимеризоваться, давая твёрдый политэн. Этилен очень удобен для синтеза и применяется в промышленности в больших количествах для получения различных веществ.

Свойства этилена прекрасно знал. Александр Михайлович Бутлеров. В 1873 г. он произвёл интересный и важный по своим практическим последствиям опыт. Бутлеров пропускал газообразный этилен через серную кислоту. Этилен, взаимодействуя с кислотой, давал этилсерную кислоту:

Обрабатывая получившийся полупродукт водой (гидролизуя его, как сказал бы химик), учёный получил впервые синтетический этиловый спирт:

Так восемьдесят лет назад в Петербурге было сделано замечательное открытие, честь которого принадлежит русскому химику. Было впервые доказано, что столь важный для народного хозяйства продукт, как спирт, можно получать без брожения, чисто химическим путём. В наше время, когда крекинг и пиролиз нефти получили во многих странах большое развитие, реакция Бутлерова осуществлена в промышленном масштабе. Из этилена газов нефтепереработки получают сотни тысяч тонн спирта. Это - спирт из нефти. Для получения его не требуется затраты пищевого сырья и поэтому производство такого спирта имеет неограниченные перспективы развития.

Мысль учёных не остановилась на этом открытии. Производство спирта из этилена с помощью серной кислоты («сернокислотный метод» получения спирта) идёт в две стадии. Это двухступенчатый процесс, а химики всегда стремятся сократить число стадий: чем их меньше - тем больше выход целевого продукта. Реакции, которые мы только что прочитали, означают лишь главные направления процесса, в действительности образуется ряд побочных продуктов. Этилен заставляют взаимодействовать с высококонцентрированной (95-98%) серной кислотой при температуре 60-80° и небольшом избыточном давлении газа. Для получения 1 г 100-процентного этилового спирта нужно затратить около 0,7 т этилена Как видно из уравнения реакции, при получении спирта из этилена через этилсерную кислоту вновь образуется серная кислота, но уже разбавленная (40-60%), так как для гидролиза в процесс вводится вода.

Большой расход серной кислоты и образование слабой кислоты являются недостатками сернокислотного метода получения этилового спирта.

Очень заманчива мысль о получении этилового спирта прямо непосредственно из этилена, в одну стадию. Ведь на бумаге это самая простая реакция:

В действительности получить спирт в одну стадию не так-то просто. Химики призывают здесь на помощь всех своих верных помощников: катализатор, большое давление, высокую температуру. Лишь в этом случае этилен реагирует с водой с хорошим выходом.

В самые последние годы такой процесс осуществлён в производственных условиях. Он носит название прямой гидратации этилена, так как суть его состоит в непосредственном присоединении воды к этилену. Как и гидролиз этилсерной кислоты, реакция прямой гидратации этилена обратима. Процесс может протекать, в зависимости от условий, в том или ином направлении. При определённых условиях наступает момент химического равновесия: в единицу времени образуется столько молекул этилового спирта, сколько их распадается на этилен и воду.

В процесс прямой гидратации не нужно вводить больших количеств серной кислоты. Это является крупным преимуществом для производства.

Так на заводах получают спирт из этилена.

Это также спирт из непищевого сырья.

В ближайшие годы советская промышленность синтетического каучука целиком перейдёт на потребление для производственных нужд спирта из непищевого сырья - древесины и газов нефтепереработки. Пищевое сырьё, затрачиваемое сейчас для этой цели, пойдёт по прямому назначению.

На рисунке 9 наглядно представлен расход различного сырья для получения 1 т этилового спирта. Мы ознакомились со всеми промышленными методами производства этилового спирта, принятыми в настоящее время. Пойдём дальше: посмотрим, как из спирта получают бутадиен по методу С. В. Лебедева.

Рис. 9. Такое количество картофеля, древесины или этилена необходимо для получения 1 т этилового спирта.

Этиловый спирт-сырец, поступающий со спиртовых заводов, направляется на спиртовой склад для составления «шихты», т. е. смеси, идущей на химическое разложение («контактирование»). Для составления шихты берут в строго определённом соотношении свежий спирт-сырец и оборотный, или спирт-регенерат (спирт, не разложившийся при контактировании). Эту смесь центробежный насос непрерывно подаёт на разложение в контактный цех. Образующиеся здесь контактные газы, содержащие нужный нам бутадиен, поступают в цех конденсации. В нём происходит частичная конденсация (сжижение) контактного газа. Составные части шихты, имеющие высокие температуры кипения, превращаются в жидкость, а низкокипящие, в том числе и бутадиен, кипящий при 4°,5 °С, идут дальше в виде паров. Смысл этой технологической операции понятен: отделить бутадиен от тяжёлых примесей, в первую очередь от воды и этилового (неразложившегося) спирта (рис. 10).

Рис. 10. Общая схема производства каучука из спирта по методу С. В. Лебедева.

Неконденсирующийся газ поступает на абсорбцию , т. е. поглощение жидкостью. В высоких аппаратах - скрубберах бутадиен и некоторые его примеси улавливаются стекающим вниз жидким спиртом. Насыщенный абсорбент (спирт) поступает на отгонку, на колонны, обогреваемые паром. Легко кипящий бутадиен отгоняется от абсорбента, конденсируется и в виде бутадиена-сырца поступает на отмывку , заключающуюся в том, что сопутствующий бутадиену ацетальдегид, мешающий полимеризации, отмывается водой и таким образом отделяется от бутадиена. Отмытый бутадиен-сырец подвергается ректификации (очистке путём многократной перегонки), после чего, в виде крепкого чистого бутадиена-ректификата направляется на полимеризацию - превращение в полимер. Отмывка и ректификация составляют в совокупности процесс очистки бутадиена. Полимер подвергается обработке , давая товарный натрий-бутадиеновый каучук.

Такова в самых общих чертах схема получения синтетического каучука по методу С. В. Лебедева. Мы умышленно подчеркнули слова: разложение - конденсация - абсорбция - отгонка - отмывка - ректификация - полимеризация - обработка. Именно эта цепь основных процессов и приводит на заводах к получению синтетического каучука, отправляемого затем на резиновые заводы для переработки в изделия. Совершим экскурсию по заводу синтетического каучука. Когда подходишь к такому заводу, поражает тишина: хорошо налаженные химические заводы работают почти бесшумно.

В этом отношении они сильно отличаются от механических или металлургических заводов, где большинство рабочих процессов сопровождается шумом и лязгом. Издали завод СК (так обычно в практике сокращённо называют синтетический каучук) представляет собой большое промышленное предприятие со многими зданиями и высокими аппаратами, стоящими вне зданий.

www.stroitelstvo-new.ru

В одной известной песне поется «Бывают разные мужья, но вот такого — не встречали». Живу на свете более 65 лет, из них более 50 занимаюсь химией (нефтехимией) , но такого названия не встречал. Наверное Вы хотели узнать об этиловом спирте, «полученном из нефти»?
Непосредственно в нефти спирта нет. Но при различных процессах переработки нефти, в качестве отхода (побочного продукта) получается газ — этилен. Чаще, этилен получают целенаправленно, на специально созданных для этого установках из различных углеводородов, выделяемых из нефти или природного газа, или, на худой конец, из бензинов.
Так вот, гидратацией этилена получают этиловый спирт. Официальное название — синтетический этиловый спирт, неофициальные (народные) названия: «синтик», «шадым».
Это же вещество — этиловый спирт получается при сбраживании различных глюкозо- или сахаро-содержащих растворов (виноградного или фруктовых соков, солода и т. п.) — получение вина, пива, и сотен других напитков. Можно получать этиловый спирт и сбраживанием чистой глюкозы, выделенной из этих растворов. Но чаще всего, глюкозу для производства спирта получают гидролизом крахмала, добываемого из пшеницы или других злаков, картофеля и т. п. , (часто в совмещенном со сбраживанием процессе) . Это так называемый пищевой спирт.
Есть еще один способ. Древесину (опилки) варят в присутствии кислоты. При этом целлюлоза, входящая в состав древесины, гидролизуется до глюкозы. Полученный из такой глюкозы этиловый спирт называют «гидролизным», в народе — «сучок». Не путать с «древесным спиртом». Древесный спирт — МЕТИЛОВЫЙ СПИРТ или МЕТАНОЛ — ЯД, образуется наряду с десятками других продуктов при пиролизе древесины (нагревании без доступа воздуха) .
Так вот, каким бы образом, и из чего бы ни был получен этиловый спирт, он обязательно содержит массу примесей придающих ему тот или иной привкус и запах («сивуха», «самогон»). Одни из этих примесей специально не убирают (так называемый букет» вина, коньяков, виски и т. п. Другие примеси более или менее полностью удаляются. Такие, высокоочищенные сорта спирта («Люкс», «Экстра». и т. п.) используют при изготовлении различных сортов водки.
Так вот, очистить можно любой (этиловый) спирт, т. е полученный хоть из хлеба, хоть из винограда, хоть из опилок, хоть из «нефти» или «газа», ЛЮБОЙ. Но, я например знаю, что в советское время одному из заводов, производящих этиловый спирт из «нефти» (вернее из отходов нефтепереработки) В ПРИКАЗНОМ ПОРЯДКЕ ЗАПРЕТИЛИ производить высококачественный спирт, чтобы не подорвать экономику заводов, производящих спирт из пищевого сырья.
Так что Ваш «нефтеспирт» — это обыкновенный этиловый спирт.
Правда есть еще так называемый «уайт-спирит». Хотя в его названии есть тот же латинский корень «спирит» (спирт это тоже «спирит», «спирит» — вообще-то означает «дух», сущность, spiritus vini — «винный дух» или «сущность вина»), но к спиртам Уайт-спирит не имеет никакого отношения. Это просто какая-то бензиновая фракция, образующаяся при перегонке нефти. Название (на мой взгляд) может быть связано с тем, что в самых первых экспериментах по перегонке нефти большинство фракций получались окрашенными в цвета от слегка желтоватого до коричневого и даже черного. Так вот Уайт — означает белый (неокрашенный) , так что, это просто светлая фракция нефти. Не знаю почему, но это название сохранилось до сих пор. В настоящее время уайт-спиритом называют часть бензиновой фракции, используемой в качестве растворителя масляных красок.

otvet.mail.ru

Пиролиз нефтяного и газового сырья относится к термическим процессам. Целевое назначение его - получение газообразных олефинов, в первую очередь этилена, а также пропилена, бутадиена и бутиленов, являющихся сырьем для производства полиэтилена и полипропилена, этилового спирта, синтетического каучука и ряда других продуктов. Наряду с газом при пиролизе образуется смола, выход которой тем больше, чем тяжелее сырье пироли- 

Этиловый спирт синтетический, ГОСТ 11547-65. 

Колонные аппараты широко используют для разделения растворов и газовых смесей при помощи дистилляции, ректификации и абсорбции в производстве синтетических спиртов, синтетического каучука, пластических масс, коксохимии, лесохимии, гидролиза и т. п. 

Значительное расширение ассортимента нефтепродуктов и дальнейшее повышение требовании к их качеству в связи с интенсивным развитием техники обусловили необходимость использования широкой гаммы процессов химичесК(ЗЙ технологии при переработке нефти и газа имеются в виду такие процессы, как ректификация, абсорбция, экстракция, адсорбция, сушка, отстаивание, фильтрование, центрифугирование и др., а также различные химические и каталитические процессы пиролиз, каталитический крекинг, риформинг, гидроочистка и др. Это позволило ориентировать нефтегазопереработку на обеспечение народного хозяйства не только топливом, маслами и другими товарными продуктами, но и дешевым сырьем для химической и нефтехимической отраслей промышленности, производящих различные синте тические продукты пластические массы, синтетические каучуки, химические волокна, спирты, синтетические масла и др. 

На основе синтетических высших жирных спиртов можно изготовлять различные моющие средства в виде порошков, паст и жидких продуктов для бытовых и промышленных целей. Приготов- тенные на основе жирных спиртов синтетические моющие средства в шде порошков и паст показали высокие моющие свойства. При сравнении их моющих свойств с моющими свойствами жировых мыл определено, что синтетические моющие порошки, приготовленные из 1 т синтетических жирных спиртов, могут заменить свыше 

Производство жиров, масел, спиртов, синтетических жирных кислот 

Велика также экономия и по капитальным затратам при замене пищевого спирта синтетическим. Она составляет около 460 руб. на 1 7И годовой мощности. 

Гидрирование окиси углерода. Смесь СО и На (водной газ) широко применяют в самых различных целях как газообразное топливо, сырье для получения водорода и окиси углерода, метилового и высших спиртов, синтетического бензина и т. д. 

Тип производства с большим выпуском однородной продукции при однозначности характеристики производимой продукции, исходных материалов, технологических схем, параметров процесса, применяемого оборудования является массовым типом производства. Этот тип производства свойствен химическим предприятиям по производству минеральных удобрений, синтетического спирта, синтетического каучука, полиолефиновых пластмасс, шин, корда и т. п. Массовый тип производства обеспечивает наиболее высокий уровень специализации как предприятия в целом, так и его отдельных производств, например в системе химических комбинатов. 

Количественные ресурсы газов крекинга, ввиду грандиозных масштабов добычи и переработки нефти, весьма значительны. В США они составляют 14 млн. т. Конечно, не может быть и речи о переработке всех этих газов только в спирты, синтетический каучук и т. п. 

Переработкой нефтегазового сырья для получения целевых (конечных) продуктов или сырья для других химических производств занимается нефтехимическая промышленность. Она производит в больших количествах прежде всего углеводородное сырье простейшие парафиновые и этиленовые углеводороды, ацетилен (из метана), циклогексан, бензол. Из этого сырья получают синтетическое горючее, мономеры для пластиков, синтетических каучуков, фенол, ацетон, синтетические спирты, синтетический глицерин, кислоты, хлорпроизводные, нитропарафины. Многие из этих промышленных синтезов будут рассмотрены в дальнейшем. 

Газ, полученный при пиролизе, богат непредельными углеводородами, из которых наиболее цепным является этилен содер жание его в газе пиролиза достигает 18-28% в зависимости от состава перерабатываемого сырья и температуры процесса. Пиролизный газ является ценным сырьем для химической переработки из него могут быть получены этиловый спирт, синтетический каучук, высокооктановые компоненты авиационных топлив и многие другие химические продукты. 

Конверсию углеводородных газов проводят для получения технологических газов (синтез-газ, АВС), используемых в производстве метанола, аммиака, высших спиртов, синтетического бензина, водорода и других продуктов органического и неорганического синтеза восстановительного газа для прямого получения железа, ацетилена. Производство ацетилена методом конверсии метана (окислительный пиролиз) рассмотрено в главе XXI. Процесс конверсии газообразного топлива осуществляется в реакторах различного типа-конвертерах, а полученный методом конверсии газ называют конвертированным газом. 

В одиннадцатой пятилетке нефтехимическая промышленность будет развиваться ускоренными темпами. Производство этилена увеличится в 2-3 раза, синтетических моющих средств - в 1,4 раза. Производство синтетических смол и пластмасс должно достигнуть 6-6,25 млн. т, химических волокон и нитей- 1,6 млн. т. Увеличится производство стирола, фенола, спиртов, синтетических каучуков. При этом так же как и в десятой пятилетке, преимущественно будет увеличиваться производство каучуков стереорегуляр-ного строения - СКИ и СКД. 

В ряду спирт синтетический-ферментативный-гидролизный соотношение их себестоимости равно 1,0 3,5 4,2. 

Это позволило ориентировать нефтегазопереработку на обеспечение потребности хозяйств не только топливом, маслами и другими товарными продуктами, но и дешевым сырьем для химической и нефтехимической отраслей промышленности, производящих различные синтетические продукты пластмассы синтетические каучуки химические волокна спирты синтетические масла и др. 

Эта смесь газов применяется в органическом и неорганическом синтезе для получения метилового спирта, синтетического бензина, аммиака, мочевины и т. д. 

Оборудование и реактивы. Полярограф с ртутно-капельным электродом-анодом и донной ртутью - катодом. Мерная колба на 250 мл. Микробюретка на 10 мл с ценой деления 0,02 мл. Гидрохинон марки А. Ацетат натрия (0,1 н. раствор в метиловом спирте.) Метиловый спирт (синтетический). Свежеприготовленный стирол, не содержащий гидрохинона. Эталонный раствор гидрохинона, перекристаллизованного из метилового спирта и высушенного до постоянной массы (готовят его так в мерную колбу на 250 мл вносят 0,05 - 0,6 г гидрохинона, взвешенного с точностью до 0,0002 г, и добавляют метиловый спирт до метки). 

Нефтеперерабатывающая и нефтехимическая промышленность вырабатывает самые разнообразные продукты газообразное и жидкое топливо, смазочные и специальные масла, консистентные смазки, битумы, сажу, парафин, нефтяные кислоты, кокс, синтетические спирты, синтетические жирные кислоты, продукты полимеризации, ароматические углеводороды, ацетон, фенол и многие другие технические и химические продукты. 

Часть 2. Органические продукты основной химии, производство синтетического спирта, синтетического каучука, анилинокрасочные производства, производства химических реактивов, пластических масс, лакокрасочной промышленности и вспомогательные производства. 

I группа — производства о физико-химической переработкой оырья нефтепереработка, производство спиртов, синтетических жирозаменителей, синтетических каучуков. переработка сланцев  

Согласно ГОСТ 2222-54 (в- зависимости от способа получения) выпускается метиловый спирт синтетический и метиловый лесохимический (1 и И сорт). Кроме того, выпускают спирт метиловый сырец - синтетический и укрепленный. 

Метиловый спирт, синтетический, ч., ГОСТ 2222-65. 

Калий марганцевокислый, ГОСТ 4527-65, ч. Этиловый спирт синтетический, ГОСТ 11547-65. 

Метиловый спирт синтетический, ГОСТ 6995-67. 

В работе представлены данные о скорости массообмена при осушке спиртов синтетическими цеолитами. Процесс в этих системах протекал в промежуточной области, и скорость его в значительной степени определялась внешней диффузией. Наиболее приемлемым уравнением кинетики здесь оказалось уравнение (10.5). Коэффщиент его не зависел от исходной концентрации адсорбтива и по экспоненциальному закону убывал по мере увеличения заполнения. Авторы отмечают, что, по-видимому, не существует приближенного уравнения, пригодного для описания кинетики адсорбции во всех системах и ситуациях. 

Метиловый спирт, синтетический. Метиловый спирт, не содержащий альдегидов, готовится кипячением с обратным холодильником в течение 2 час. над гранулированным алюминием и едким кали и последующей отгонкой из реакционной колбы. На обработку I л спирта расходуется 5-10 г алюминия и 8-10 г едкого кали . 

Метиловый спирт синтетический, ГОСТ 6995-54. 

Этиловый спирт синтетический, ГОСТ 9674-61. 

Акролеин СН2 = СН-СНО (т. кип. 52,5 С) - жидкость с резким раздражающим запахом. Он хорошо растворим в воде и образует с ней азеотропную смесь. При длительном хранении или нагревании легко полимеризуется в циклические или линейные полимеры, что заставляет ири его переработке использовать добавки ингибиторов. Акролеин широко применяется для получения акриловой кислоты и ее эфиров, аллилового спирта, синтетического глицерина и других продуктов, в том числе метионина HiS H2 H2 H(NH2) OOH, являющегося ценной добавкой к KOipMy для птиц. 

Буршй рост производства жидких парафинов обусловлен большим потреблением их в нефтехимич1 кой и особенно в микробиологической промышленности. Жидкие парафины являются высококачественным сырьем для получения биологически разлагаеиух поверхностно-активных веществ (в том числе высших жирных спиртов, синтетических 

Конверсия метана природного газа с водяным паром - пока основной промышленный способ производства водорода. Первичный продукт конверсии метана - это синтез-газ (тСО + пИ.2), который помимо получения водорода применяется для производства метанола, высших спиртов, синтетического бензина и др. Предполагается применепне синтез-газа в качестве восстановительного агента для прямого восстановления металлов (железа) из руд. Метод конверсии состоит в окислении метана водным паром или кислородом по следующим основным уравнениям реакций  

Характеристики спиртов, получаемых гидрогенизацией различного сырья на разных катализаторах, сопоставлены в табл. 1.9. Состав технических спиртов определяется в основном составом исходных кислот и пределами отбора тех или иных фракций гидрогенизата. При одном и том же сырье, несмотря на технологические различия в процессах, товарные спирты имеют очень близкие характеристики. В отличие от спиртов, получаемых гидрогенизацией природных триглицеридов или эфиров природных жирных кислот, спирты синтетических жирных кислот содержат примеси кетонов, кетосяиртов и гликолей. 

Реакции Циглера открывают совершенно новые пути использования олефинов синтез полиэтиленов и димеров олефинов для превращения в синтетические каучуки и ароматические углеводороды, получение первичных спиртов, синтетического волокна и т. д. Полимеризация этилена в смазочные масла в Германии проводится с 95-99% этиленовой фракцией путем обработки ее, после очистки от кислорода и сернистых примесей, хлористым алюминием при 180-200° и 10-25 ат. Давление в автоклавах при этом процессе приходится регулировать, так как оно непрерывно растет из-за образования газов (метана, этана и других углеводородов). Сырой полимеризат после дегазации нейтрализуют при 80-90 взвесью извести в метаноле (разложение А1С1,-комплекса), фильтруют центрифугируют. Из остаточных газов выделяют этилен, который поступает обратно на полимеризацию. Для обеспечения низкой температуры застывания и пологой температурной кривой вязкости к таким смазочным маслам прибавляют эфиры адипиновой кислоты или другие добавки . 

Попутный газ - ценное сырье для нефтехимических производств. В нем содержится наряду с метаном большое количество этана, пропана, бутанов, пентанов и гексаиов. На основе попутных газов организовано производство важнейших мономеров этилена, пропилена, дивинила, изопрена, бензола, являющихся в свою очередь главным сырьем для производства спиртов, синтетических каучуков, пластмасс. 

Несмотря на технологические неудобства, связанные с транспортировкой, хранением и использоваггием, алюминийорганические соединения очень широко используются в промышленности для получения других метаяяоорганических соедашений, выспшх жирных спиртов, синтетического каучука и полиолефинов- 

Нефтехимическая промышленность производит прежде всего углеводородное сырье, служащее базой для дальнейшей переработки это простейшие алканы и алкены (от С, до Сг,), ацетилен, циклогексан, бензол. Из этого сырья получают синтетическое горючее, мономеры для синтетических каучуков, пластмасс, синтетических волокон, такие химические продукты, как фенол, ацетон, синтетические спирты, синтетический глицерин, кислоты, нитро-парафииы, галогенопроизводные. Со многими из этих промышленных синтезов мы познакомимся в следующих главах, пока же остановимся только на тех превращениях, которые не выходят за пределы класса углеводородов. 

Экономическую выгоду перехода к производству этилового спирта синтетическим путем трудно переоценить. Если на производство 1 т этилового спирта расходуется около 10 т картофеля с затратой 280 человеко-дней, то на это же количество этилового спирта потребуется лишь 0,7 т этилена или 3-3,5 т нефтяных газов с затратой всего около 10 человеко-дней. Себестоимость I г этанола, полученного из нефтяного сырья, в 3 раза дешевле, чем из пищевого. Чтобы оценить значение синтетического метода получения этанола, достаточно привести такой пример еще недавно на получение этагюла ежегодно расходовалось пищевого сырья, в пересчете на зерно, более 1 млн. 700 тыс. т. Этого зерна хватило бы на откорм такого количества скота, которое может дать 350 тыс. т мяса  

О масштабах использования химических реагентоз в нефтегазодобывающей промышленности можно судить по следующим данным. Неф-тегазодобываюшими управлениями (НГДУ) ПО Башнефть за годы одиннадцатой пятилетки использовались от 85 до 127 наименований различных соединений и реагентов (ингибиторов коррозии, деэмульгаторов, кислот, щелочей, синтетических жирных спиртов, синтетических жирных кислот, спиртов, бактерицидных препаратов, ароматических углеводородов и др.). Объем использованных препаратов составлял несколько десятков тысяч тонн в год. В целом по стране эти показатели выглядят еще более внушительными перечень применяемых химических реагентов различного функционального назначения по Министерству нефтяной промышленности СССР составляет более 250 наименований, в том числе около 200 отечественного производства. Общее количество используемых реагентов исчисляется сотнями тысяч тонн. 

Абсолютный метиловый спирт. Синтетический метанол отличается пысокой степенью чистоты, но может содержать до 

Основными жидкими исходными веществами являются алкилбен-золсульфонаты натрия, алкилсульфаты натрия, алкилбензолы. Жирные спирты, синтетические жирные кислоты, неионогенные ПАВ, жидкое стекло и др. Многие предприятия за рубежом и в нашей стране оборудованы установками по получению ПАВ иа месте потреблений методом сульфирования алкилбензолов и сульфатирования спиртов. 

Смотреть страницы где упоминается термин Спирт синтетический :                Химические товары Том 2 Издание 3 (1969) — [ c.306 , c.307 , c.310 ]

Общая технология синтетических каучуков Издание 2 (1954) — [ c.63 ]

Синтетические каучуки Изд 2 (1954) — [ c.52 , c.92 ]

chem21.info

Каким бывает этиловый спирт

Чтобы разобраться, как в России делают этиловый спирт, стоит узнать, что это такое вообще. Спирт этиловый (этанол) бывает двух видов: пищевой и технический. Технический получают путем гидратации этилена. Сырьем для такого продукта может послужить нефть и продукты ее переработки, древесные опилки и т. д. Техническое назначение он обрел потому, что в его состав входят неотделяемые ядовитые примеси и исходное сырье не может употребляться в пищу. К таким спиртам относят метиловый, изопропиловый, медицинский, муравьиную настойку. Пить такой «напиток» очень опасно.

Пищевой этанол определяется в химии по формуле: С2Н5ОН. Его получают исключительно из пищевых продуктов: картофеля, зерновых, фруктов, ягод. Появляется он в результате брожения и очистки от посторонних примесей. Этап ферментации (сбраживания) может происходить только при участии сахара и дрожжей. В этом процессе одна молекула сахара освобождает две молекулы этанола и столько же углекислого газа. Помимо этого образуются такие же ядовитые примеси, как у технического: метанол, уксус, сивушные масла и др.

Путем ректификации из спирта убирают эти вредные компоненты. В итоге получается тот самый спирт, из которого готовят водку. То есть в спиртных напитках должен быть исключительно пищевой этанол.

Как получают пищевой этиловый спирт

По данным Росстата на одного взрослого россиянина приходится примерно 18,5 литров чистого спирта в год. В счет идет не тот спирт, которым протирают стекла, а тот, который пьют – пищевой. По этим данным можно сделать вывод, что производство спирта работает в России буквально на износ. При этом производят и пьют спирты как высокого качества, так и не очень. Стоит отметить, что процесс получения чистого этанола в России ничем не отличается от его производства в других странах.

Качество этого продукта контролирует государство. В зависимости от исходного сырья и степени очистки, этиловый спирт разделяют на несколько видов. Согласно ГОСТ Р 51652-2000 выделяют:

1. «Альфа» – этанол, полученный из пшеницы или ржи высшего качества. Должен содержать наименьшее количество посторонних примесей. Может быть использован для дальнейшего производства водки класса супер-премиум.
2. «Люкс» – основа для водки сегмента премиум. Изготавливается из разных видов зерновых в произвольных соотношениях.
3. «Экстра» – производится из различных видов зерновых в любом соотношении. Для первичного сусла может применяться картофель, содержание которого не должно быть выше 60%. Проходит меньшую очистку, чем «Люкс», но лучше, чем «Базис». Применяется для производства среднеценовой водки.
4. «Базис» – может быть приготовлен из любого сельскохозяйственного сырья, за исключением фруктово-ягодного сусла. Используется для изготовления водки среднего качества.
5. Высшая очистка – считается самым низкокачественным спиртом, но пригоден для алкогольной промышленности. Может производиться из любого пищевого сырья в произвольном соотношении. Проходит базовую очистку от посторонних примесей и сивушных масел. Применим для производства настоек, водки, ликеров класса эконом.
6. Первый сорт – не годится для алкогольной промышленности и употребления внутрь.

При этом по ГОСТу у спирта не должно быть ярко выраженного вкуса. Не смотря на это у каждого вида спирта есть характерный запах и привкус, правда различить их могут только «гурманы». После разбавления и получения водки, продукт может приобретать индивидуальные черты, поскольку производители на свое усмотрение могут добавлять ароматизаторы и пищевые добавки.

Как видно из общей классификации питьевых спиртов, если на водке стоит знак «высшая очистка», это говорит о том, что для ее изготовления использовали спирт самого низкого качества. Среди российских марок самым распространенным считается этанол сегмента «Экстра», поскольку картофель считается самым выгодным сырьем: он богат крахмалом, который хорошо осахаривается и выделяет молекулы этанола. К тому же картофельное сусло обходится дешевле.

К сожалению, производитель может поставить такой значок даже, если использует спирт высшей очистки или «Базис». В этом деле полагаться стоит только на совесть самого производителя, так как даже в лаборатории невозможно установить, какое сырье использовалось. Определить исходные ингредиенты невозможно «благодаря» ректификации, в процессе которой у спирта из любого сырья одна и та же формула – С2Н5ОН. Ввиду этого, подпольное производство алкоголя может применять даже не пищевую базу для спирта.

Качественный пищевой этанол получается по такой технологии:

1. Производитель отбирает сырье: зерновые, свеклу, сахарный тростник или картофель. Перед использованием ингредиенты проходят очистку, зерно перемалывают в грубую муку.
2. Пищевую базу разваривают по особым технологиям. Этот этап необходим для освобождения крахмала, особенно, если используется пшеница или рожь.
3. Затем разваренную массу осахаривают и добавляют дрожжи или солод. С этого момента начинается сбраживание: высвобождаются молекулы этанола. В таком виде сусло бродит до полного окончания сбраживания.
4. После этого следует первая перегонка, во время которой спирт отделяют от воды. В получившейся жидкости еще есть масса примесей, от которых избавляются путем ректификации – ступенчатой очистки. На первом этапе получают спирт-сырец, который не пригоден для питья.
5. Сырец очищают от метанола, сивушных масел, изопропанола и других примесей. Основывается такая очистка на разной температуре кипения этих элементов. Одни из них кипят при меньшей температуре, чем этанол – головные фракции, они выделяются первыми, от них избавляются. Другие – хвостовые фракции, кипят при температуре выше, чем этанол, они выделяются последними и тоже подлежат утилизации. Промежуточная фракция – и есть этанол.

Для улучшения качества и лучшей очистки, производитель может ректифицировать спирт несколько раз, тогда получится продукт класса «Люкс» или «Альфа». Однако при такой многоразовой фильтрации конечного продукта будет намного меньше. Поэтому большинство производителей предпочитает «не заморачиваться» и ректифицировать спирт один раз. По окончанию процесса приготовления этанол должен пройти проверку. Затем его смешивают с дистиллированной водой так, чтобы получить примерно 95% крепости. Такой продукт называют питьевым только потому, что он используется дальше в алкогольной промышленности. Пить его в чистом виде нельзя, так как он разрушает слизистую оболочку внутренних органов.

Этиловый спирт присутствует также в виски, джине, текиле и других спиртных напитках. Однако разница между этанолом в водке и этанолом в других видах алкоголя есть. Зарубежные производители не используют ректификацию вообще, процесс очистки у них заменяет дистилляция. Такая фильтрация требует более качественной основы, в отличие от ректификата, который любую основу превращает в одинаковый спирт.

Синтетический «питьевой» спирт

Помимо питьевого есть еще технический этиловый спирт, который в пищевой промышленности не должен применяться ни по закону, ни по логике. Чтобы понять, почему нельзя пить технический спирт, достаточно разобраться в процессе его изготовления. В России его получают таким же способом, как и за границей. Технология получения технического аналога немного сложнее, чем у пищевого.

Для него используют:

• продукты нефтепереработки;
• любое сырье, содержащее целлюлозу;
• торф;
• древесину (опилки).

Также его могут получать способом гидратации углеводорода этилена в присутствии катализатора. Чтобы получить из основы этанол, как и в производстве пищевого спирта, базу нужно ферментировать. Для приготовления питьевого этанола применяют пророщенный солод или дрожжи, а в процессе создания технического продукта используют химические катализаторы.

Технический спирт также проходит этапы очистки, но без тщательной ректификации, так как его питьевые свойства производителя и потребителя волновать не должны. Из него не удаляют большинство ядовитых примесей: уксусный альдегид, эфир муравьиной кислоты, метанол, изопропанол, фурфурол, бутиловый спирт и др.

В отличие от пищевого аналога, технический продукт может отличаться по цвету, иногда он с желтоватым оттенком или синевой. Запах у такой жидкости более выраженный – спиртовой, иногда может быть с оттенком ацетона. Добросовестные производители добавляют в технический спирт красители и вещества с выраженным запахом, это делают для того, чтобы исключить возможность употребления такого продукта внутрь.

Технический спирт с такими добавками называется денатуратом. Денатурирующие элементы подбираются так, чтобы их отделение от этанола было невозможно или усложнено в подпольных условиях. Несмотря на это, некоторые сомнительные «компании» все же используют технический спирт как базу для водки и других спиртных напитков. Такая деятельность строго наказывается законом РФ, но продолжает существовать.

Использование технического спирта для производства алкоголя обусловлено тем, что такая основа стоит дешевле питьевого аналога. Для потребителя такая экономия обходится порой очень дорого.

Употребление технического спирта может повлечь:

• сильную тошноту и рвоту;
• нарушения кровяного давления;
• слепоту;
• обмороки и кому;
• смерть (в случае тяжелого отравления).

Техническим является не только этиловый спирт, но и изопропиловый, метиловый, бутанол и др. Они замечательно подходят в качестве растворителей, для автомобильной промышленности, для промывки плат и дисков, окон, но не для питья. Также популярной заменой пищевому этанолу служит медицинский спирт. Он тоже относится к ряду технических, но среди потребителей считается намного безопаснее остальных. Так, у многих сложилось мнение, что медицинский спирт готовят только из зерна высшего качества. Откуда этот миф появился, непонятно.

Скорее всего, такая путаница получилась благодаря ГОСТу, в котором говорится, что технический этиловый спирт должен производиться из пищевого сырья. По сути, спирт «Экстра» – медицинский. Однако в документе ни слова о стандартах медицинского спирта. А значит и готовят его любым доступным образом. Благонадежные производители используют очищенный этанол «Экстра», неблагонадежные – любой другой спирт. Опять же, синтетические аналоги обходятся производителю намного дешевле, поэтому и соблазн их применять намного выше.

Как отличить питьевой этанол от технического

К сожалению, высокая цена на бутылку водки еще не гарантирует ее качество. Алкоголь легко подделать, достаточно обзавестись похожими этикетками и тарой, и «элитная» выпивка из опилок (в лучшем случае) готова. Магазины тоже не брезгуют закупать более дешевый товар, поэтому риск отравиться не исключается, даже если мы покупаем спиртное в красивой «богатой» упаковке.

Для снижения этого риска подобные покупки лучше делать в гипермаркетах, сетевых или специализированных магазинах. Словом, это должна быть такая точка сбыта, которая дорожит своей репутацией, и к которой, в случае чего, можно будет предъявить претензии (главное, сохраняйте чеки). Избегать стоит ларьков, рыночных палаток, сомнительных частных точек. Такие пункты сбыта любят маскироваться под «конфискат», таким образом объясняя невысокую цену такого «хорошего продукта».

Купленный спиртной напиток стоит поджечь перед употреблением. Достаточно налить немного продукта в столовую ложку и зажечь. Если горит полупрозрачным синим пламенем – перед нами этанол (хотя из чего он сделан остается неизвестным). Если пламя отдает зеленоватым оттенком – это ядовитый технический спирт.

Если есть желание проверить на качество любимую марку водки или только что купленную, поможет долька картофеля. В стакан со спиртным нужно опустить кусочек очищенной картошки и оставить ее на пару часов. Если корнеплод не изменил свой цвет, в основе напитка хороший пищевой этанол. Розовый оттенок картофеля говорит о высоком содержании метанола.

Также проверить спирт на содержание посторонних примесей можно с помощью медной проволоки. Ее нужно раскалить на огне и опустить в емкость с тестируемым продуктом, при этом не должно выделяться неприятного запаха и паров. Если жидкость выделяет резкий запах, пить ее нельзя.

Лучшей профилактикой от отравления техническим спиртом будет отказ от тяжелого алкоголя вообще. Говорить о качестве этанола, даже питьевого, достаточно сложно, поскольку и он является ядом для организма. ГОСТ от 1972 года определял этанол как «сильнодействующий наркотик, вызывающий сначала возбуждение, а затем паралич нервной системы». Сегодня российский ГОСТ определяет его как «бесцветную жидкость с характерным запахом». При том, что стандарты его изготовления не изменялись. Не стоит забывать о том, что алкогольная промышленность приносила и приносит доход государственной казне. А казна заинтересована в продаже спиртного, а не в здоровье нации. Этиловый спирт в 72-ом был ядом и сегодня – яд.

stopalkogolizm.ru

Все рассмотренные способы получения этилового спирта являются аналитическими, так как они основаны на разложении более сложных веществ, т. е. на спиртовом брожении гексоз. В настоящее время широко используют и синтетический способ получения этилового спирта, исходя из более простых веществ, например этилена C 2 H 4 .

В 1872 г. А.М. Бутлеров совместно с В. Горяйновым впервые получили синтетический этиловый спирт, поглощая этилен серной кислотой, а затем действуя на образовавшееся соединение водой.

Сырьем для производства синтетического этилового спирта служат газы нефтеперерабатывающих заводов, которые содержат этилен. Кроме того, можно использовать и другие этиленсодержащие газы: коксовый газ, получаемый при коксовании угля, и попутные нефтяные газы.

В настоящее время синтетический этиловый спирт получают двумя способами: сернокислотной гидратацией и прямой гидратацией этилена.

Сернокислая гидратация этилена. Производство этилового спирта этим способом состоит из следующих процессов: взаимодействия этилена с серной кислотой, при котором образуются этилсерная кислота и диэтилсульфат; гидролиз полученных продуктов с образованием спирта; отделение спирта от серной кислоты и очистка его.

Сырьем для сернокислой гидратации служат газы, содержащие 47-50% вес. этилена, а также газы с меньшим содержанием этилена. Процесс осуществляется по схеме, приведенной ниже.

Этилен взаимодействует с серной кислотой в реакционной колонне, представляющей собой вертикальный цилиндр. Внутри колонны находятся колпачковые тарелки с переливными стаканами. В нижнюю часть колонны компрессором подают этиленосодержащий газ, сверху в колонну подводят для орошения 97-98%-ная серная кислота. Газ, поднимаясь вверх, на каждой тарелке барботирует через слой жидкости. Этилен с серной кислотой взаимодействует по реакциям:

Из реакционной колонны непрерывно вытекает смесь этилсер- ной кислоты, диэтилсульфата и непрореагировавшей серной кислоты. Эту смесь охлаждают в холодильнике до 50°С и направляют на гидролиз, при котором протекают такие реакции:

C 2 H 5 HSO 4 + H 2 O = C 2 H 5 OH + H 2 SO 4

(C 2 H 5) 2 SO 4 + H 2 O = C 2 H 5 HSO 4 + C 2 H 5 OH

Моноэтилсульфат, полученный в результате второй реакции, подвергают дальнейшему разложению с образованием еще одной молекулы спирта.

Прямая гидратация этилена. Технологическая схема производства этилового спирта способом прямой гидратации этилена представлена ниже.

Сырьем для способа прямой гидратации служит газ с высоким содержанием этилена (94-96%). Этилен сжимают компрессором до 8-9 КПа. Сжатый этилен смешивают с водяным паром в определённых соотношениях. Взаимодействие этилена с водяным паром производят в контактном аппарате - гидрататоре, представляющим собой вертикальную стальную полую цилиндрическую колонну, в которой находится катализатор (фосфорная кислота, нанесенная на алюмосиликат).

Смесь этилена и водяного пара при 280-300°С под давлением около 8,0 КПа подают в гидрататор, в котором поддерживают такие же параметры. При взаимодействии этилена с водяным паром, кроме основной реакции образования этилового спирта, протекают побочные реакции, в результате которых получаются диэтиловый эфир, уксусный альдегид и продукты полимеризации этилена. Продукты синтеза уносят из гидрататора небольшое количество фосфорной кислоты, которая может в дальнейшем оказывать коррозийное действие на аппаратуру и трубопроводы. Чтобы избежать этого, кислоту, содержащуюся в продуктах синтеза, нейтрализуют щелочью. Продукты синтеза после нейтрализации пропускают через солеотделитель, а затем охлаждают в теплообменнике и производят конденсацию водно-спиртовых паров. Получают смесь водно-спиртовой жидкости и непрореагировавшего этилена. Непрореагировавший этилен отделяют от жидкости в сепараторе. Он представляет собой вертикальный цилиндр, в котором установлены перегородки, резко изменяющие скорость и направление газового потока. Этилен из сепаратора отводят во всасывающую линию циркуляционного компрессора и направляют на смешение со свежим этиленом. Водноспиртовой раствор, вытекающий из сепаратора, содержит 18,5-19% об. спирта. Его концентрируют в отпарной колонне и в виде паров направляют для очистки в ректификационную колонну. Спирт получают крепостью 90,5% об. На заводах синтетического спирта применяется способ прямой гидратации этилена.

Производство синтетического спирта, независимо от способа его получения, значительно более эффективно, чем производство спирта из пищевого сырья. Для получения 1 тэтилового спирта из картофеля или зерна необходимо затратить 160-200 чел-дней, из газов нефтепереработки только 10 чел-дней. Себестоимость синтетического спирта примерно в четыре раза меньше себестоимости спирта из пищевого сырья.

Литература

1. Иванов А.И. Оборудование спиртового производства. М.: Пищевая промышленность, 1972. - 216 с.

2. Климовский Д.H., Смирнов В.А., Стабников В.Н. Технология спирта. - М.: Пищевая промышлнность, 1967. - С. 278-300.

3. Слонимер Б.М. Монтаж предприятий пищевой промышленности. Краткое справочное пособие. - М.: Машгиз, 1960. - С. 275-278.

4. Фертман Г.И., Шойхет М.И., Чепелева А.С. Технология бродильных производств. - М.: Высшая школа, 1966. - С. 93 -112.

5. Фертман Г.И., Шойхет М.И. Технология спиртового и ликероводочного производства. - М.: Пищевая промышленность, 1973. - С. 6 -218.

6. Халаим А.Ф. Технология спирта. - М.: Пищевая промышленность, 1972. - С. 107-113.

ПРОИЗВОДСТВО ПИВА

Пиво - старинный народный напиток, содержащий небольшое количество алкоголя и обладающий характерным хмелевым ароматом. Вследствие насыщения углекислотой пиво хорошо утоляет жажду. В пиве содержится много ценных питательных веществ и витаминов.

Все сорта пива содержат от 1,8 до 7,0% об. спирта и от 0,3 до 0,5% углекислоты.

Экстрактивные несброженные вещества пива состоят из сахаров, белков, аминокислот и других органических веществ, минеральных солей и небольшого количества витаминов. Они придают пиву полноту вкуса.

Сырьем для приготовления пива служат: сухой ячменный солод и несоложенные материалы (ячменная мука, обезжиренная кукурузная мука и рисовая сечка), добавляемые при производстве некоторых сортов пива; хмель, вода. Применяют также сахар, глюкозу и другие сахаросодержащие продукты. Количество несоложенного сырья и сахаросодержащих продуктов может составлять до 50% от массы зерноприпасов, идущих на приготовление затора.

Своеобразное сочетание в пиве хмелевой горечи, специфического аромата и насыщенности растворенной углекислоты при небольшом содержании алкоголя обуславливает широкое распространение этого напитка и его популярность.

Технологическая схема производства пива из солода (рис.6.1) состоит из нескольких этапов: приготовление охмеленного пивного сусла; сбраживание его специальными расами дрожжей; длительная выдержка зеленого пива при низких плюсовых температурах для осветления и созревания; фильтрация и розлив готового пива; пастеризация пива.

Все эти процессы очень сложны, взаимосвязаны и нарушение технологических режимов на любой стадии неизбежно отражается на качестве готового пива.

На первом этапе приготовления пивного охмеленного сусла важно наилучшим образом использовать экстрактивные вещества солода, добиться максимального перевода их в раствор - главным образом крахмала, значительной части белков и продуктов их распада, являющихся основой для создания готового пива.

Последующие этапы производства пива также играют большую роль в его производстве. Это сбраживание охмеленного сусла, осветление его, стадии фильтрации и розлива.

Приготовление пивного сусла

Процесс приготовления пивного сусла состоит из очистки и дробления ячменного солода, приготовления затора, фильтрации затора и кипячения сусла с хмелем.

Очистка и дробление солода

Готовый солод хранится длительное время. При хранении и транспортировке солод может загрязняться различными примесями (пыль, песок, металлические предметы), на его поверхности могут быть остатки ростков, приставшие кусочки мякины и др. Эти примеси снижают выход экстракта, ухудшают качество пива, а металлические частицы могут повредить вальцы солододробилки. Солод очищают на полировочной машине и магнитном аппарате.

Полировочная машина состоит из вибрирующих сит, щеточного барабана, волнистой деки и центробежного вентилятора. На ситах задерживаются примеси солода, а при помощи щеточного барабана и волнистой деки очищается и полируется поверхность солода. При выходе из полировочной машины солод попадает в струю воздуха, создаваемую вентилятором, и освобождается от остатков пыли. После полировки солод приобретает чистый вкус, хороший внешний вид, его натура несколько повышается, а выход экстракта в варочном цехе увеличивается. Количество отходов при очистке на полировочной машине составляет 0,1-1% и зависит от степени загрязнения солода и работы машины. Перед дроблением солод очищают от случайных механических примесей, которые могут вызвать порчу вальцов, искрение, взрыв и загорание пыли.

Дробление солода. Солод дробят с целью улучшения растворения и ферментативного разложения содержимого в нем в процессе затирания. Качество дробления влияет на технологический процесс приготовления сусла и выход экстракта. При очень тонком дроблении частицы солода доступны ферментативному воздействию, процесс разложения белков и крахмала происходит быстрее. Однако мелкие частицы помола, обладая большой поглотительной способностью, удерживают много экстракта, а дробина в фильтрационном чане слеживается плотным слоем. Это затрудняет и замедляет процесс фильтрации затора и выщелачивания дробины, приводит к повышенному расходу воды. Следовательно, при фильтрации затора в фильтрационном чане очень тонкий помол может снизить производительность варочного цеха и увеличить потери экстракта с дробиной.

При фильтрации затора на фильтр-прессе эти факторы не влияют на ее скорость, так как последняя производится под давлением.

При крупном помоле затор фильтруется хорошо, но увеличиваются потери экстракта из-за плохого доступа ферментов к веществам, находящимся внутри частиц помола. Поэтому дробление нужно регулировать так, чтобы оболочка, которая служит фильтрующим материалом при фильтровании затора в фильтрационном чане, не сильно измельчалась, а мучнистое тело дробилось в муку и крупку. Средний помол (%): шелуха - 20, грубая и мелкая крупка - 50-55, мука 25-30.

При работе с фильтр-прессом содержание муки в дробленном солоде можно повысить до 45%. Дробление солода производится на вальцовых дробилках (двух-, трех-, четырех- и шестивальцовых).

Приготовление затора. Приготовление затора - это не только смешивание дробленного солода с водой, но и разложение составных частей солода при помощи ферментов.

Процесс приготовления затора обеспечивает:

1) разложение составных частей солода при помощи ферментов и перевод их в более простые растворимые (экстрактивные) вещества;

2) разложение при помощи ферментов составных частей несоложенных материалов, которые добавляют к солоду при приготовлении некоторых сортов пива;

3) получение максимального выхода экстракта из сухого солода и несоложенных материалов;

4) определенный состав экстракта, необходимый для получения различных сортов пива.

На стадии затирания ферментативный гидролиз протекает значительно быстрее, чем при выращивании солода. Основные ферментативные процессы при затирании и осахаривании: ферментативный гидролиз крахмала и ферментативный гидролиз белков.

Кроме ферментативных, при затирании протекают и неферментативные процессы, которые также влияют на качество и состав сусла.

Ферментативный гидролиз крахмала. Ферментативный гидролиз крахмала - процесс сложный. Он происходит под действием амилолитических ферментов, которые могут действовать на клейстеризованный и неклейстеризованный крахмал. Последний осахаривается очень медленно. Температура клейстеризации ячменного крахмала 60-80°С. Образовавшийся крахмальный клейстер под действием амилаз вначале превращается в растворимый крахмал, а затем в мальтозу и декстрины (амилодекстрины, эритродекстрины, ахроодекстрины, мальтодекстрины). Под действием амилазы амило- и эритродекстрины расщепляются и в заторе остаются ахроо- и мальтодекстрины. Присутствие в сусле этих декстринов придает пиву вкус и вязкость. Дрожжами декстрины не сбраживаются. Мальтоза легко и быстро сбраживается дрожжами. В результате осахаривания крахмала в заторе образуется сбраживаемый углевод-мальтоза и несбраживаемые углеводы - декстрины. Соотношение сбраживаемых и несбраживаемых углеводов (отношение сахара к несахару) является одним из показателей качества сусла. Это соотношение должно быть определенным для каждого сорта пива. Отношение сахара к несахару в сусле колеблется в таких пределах: для жигулевского пива 1: 0,33 -1: 0,43; для рижского и московского пива 1: 0,22-1: 0,33; для темных сортов пива 1:0,43 -1:0,54. Скорость ферментативного гидролиза крахмала и соотношение продуктов гидролиза зависит от температуры, кислотности и концентрации затора.

Оптимальная температурная зона для β-амилазы солода 45-51 °С, а для α-амилазы 51-60°С. Если осахаривание вести при оптимальной температуре, то в заторе образуется большое количество мальтозы, с повышением температуры количество образующегося сахара уменьшается, а количество несахара увеличивается.

Оптимальная pH для солодовой амилазы лежит около 4,7-5,1. Некоторые вещества, содержащиеся в заторе (пептоны, соли кальция, клейстеризо- ванный крахмал), оказывают защитное влияние на амилазу, поэтому оптимальная зона ее действия может сдвигаться. Например, оптимальная зона pH для α- и β-амилазы сдвигается с 4,7-5,1 до 5,5-5,8.

С повышением концентрации затора увеличивается его вязкость, затрудняются процессы диффузии между ферментами и молекулами крахмала, затрудняется и замедляется гидролиз крахмала. Поэтому при затирании соблюдают необходимое соотношение солода и воды.

Процесс осахаривания контролируется йодной пробой. Если капля затора после смешивания с каплей йода не дает синего или красно-бурого окрашивания, осахаривание считается законченным.

Ферментативный гидролиз белков. Вторым важным биохимическим процессом при затирании является гидролиз белковых веществ. Разлагаются белки под действием протеолитических ферментов. При этом образуются растворимые белки, пептиды и аминокислоты.

Продукты распада белков играют большую роль в пивоваренном производстве. Они влияют на цвет и вкус пива, способствуют лучшему образованию пены и ее стойкости. Простейшие продукты распада - аминокислоты - нужны для питания дрожжей.

Оптимальная температура для накопления в сусле общего азота 50-52°С, а для азота аминокислот 45-50°С. Поэтому распад белков для солода хорошего и среднего качества проводят при 50-52°С. Выдержку затора для расщепления белков называют белковой паузой. Длительность белковой паузы зависит от степени растворения солода и обычно продолжается 10-30 мин.

Для протеолитических ферментов оптимальное значение pH 5-5,2. Пивоваренный солод имеет небольшую естественную кислотность, которая позволяет получить заторы с pH 5,8-6,0. Чтобы создать более благоприятные условия для разложения белков и для других ферментативных процессов, затор иногда подкисляют молочной кислотой.

На качество пива, особенно на пенообразование и пеностойкость, влияет соотношение продуктов распада белков. Это соотношение регулируется температурой и длительностью белковой паузы. Кроме продуктов распада крахмала и белков, при затирании переходят в раствор пентозаны, гуммиобразные вещества солода, красящие вещества, которые большой роли в пивоварении не играют, но влияют на вкус и пеностойкость пива. При кипячении части затора (отварки) образуются меланоидины и карамели, в результате чего усиливается окраска сусла.

Влияние состава воды на ферментативные процессы при затирании. Химический состав воды значительно влияет на ферментативные процессы при затирании. Особенно большое действие оказывают карбонаты и бикарбонаты воды. При оценке качества воды, идущей на затирание, учитывают не общее количество солей, обуславливающих жесткость, а только то количество карбонатов, которое осталось после компенсирующего действия сульфатов и других солей сильных кислот. Эти карбонаты обуславливают так называемую остаточную щелочность воды. По остаточной щелочности и судят о пригодности воды для того или иного сорта пива. Если остаточная щелочность положительна, то это значит, что вода снижает кислотность затора, а если отрицательна, то вода повышает кислотность затора. При остаточной щелочности 5° умягчение воды не производят, при более высокой остаточной щелочности воду исправляют. Наиболее распространенные способы умягчения воды на пивоваренных заводах: кипячение, прибавление извести, прибавление гипса, подкисление молочной кислотой, катионирование. Кипячением устраняется временная жесткость. Химическая обработка воды позволяет устранить постоянную жесткость.

Способы затирания. Затиранием называется процесс смешивания дробленного солода с водой. Полученная при этом смесь называется затором. Количество одновременно затираемых зерноприпасов называется засыпью. Количество воды необходимое для затирания, называется главным наливом. Кроме затирания, вода также расходуется для промывания дробины. Количество воды на главный налив составляет примерно 1/3, а количество воды на выщелачивание дробины – 2/3 от общего объема воды, расходуемого на приготовление сусла. Обычно на главный налив расходуется трех- или четырехкратное количество воды от массы затираемых зерноприпасов.

Суслом называется жидкость, полученная после фильтрации и промывания дробины. Сусло, полученное после фильтрации затора, называется суслом первым. После промывания дробины получаются промывные воды, которые смешиваются с первым суслом в сусловарочном котле.

Основными аппаратами для приготовления затора служат заторный чан и заторный котел (рис. 6.2), они представляет собой цилиндрический аппарат со сферическим или плоским дном и сферической крышкой. Котел отличается отсутствием предзаторника. Внутри чана размещена мешалка для размешивания массы во время затирания и при перекачках. На крышке чана укреплен предзаторник, в котором поступающий на затирание солод предварительно смешивается с водой. В центре крышки чана находится вытяжная труба для отвода паров.

Сусловарочный котел (рис. 6.3) используется для кипячения сусла с хмелем и представляет собой цилиндрический аппарат со сферическим двойным дном, образующим паровую рубашку. Внутри котла находится мешалка для размешивания затора. В центре крышки расположена вытяжная труба с кольцевым желобком для отвода конденсата. Снаружи стенки и днище котла имеют тепловую изоляцию. В сусловарочном котле сусло должно кипеть и выпариваться с такой интенсивностью, чтобы за 1 ч выпаривалось 8-12% общего объема. Для этой цели котлы имеют большую поверхность нагрева и испарения и часто снабжаются специальными трубчатыми нагревателями перколяторами.

В состав оборудования варочного отделения входит фильтрационный чан, который служит для фильтрации затора, т.е. отделения дробины от солодового сусла (рис. 6.4). Фильтрованное сусло отводится от чана по сусловым трубам в фильтрационную батарею, снабженную приемником для сусла. На каждой сусловой трубе установлен кран с сифоном для регулирования скорости оттока сусла.

Приемник для сусла также соединен трубой с сусловарочным котлом, куда спускается отфильтрованное сусло, и с насосом для возврата мутного сусла в фильтрационный чан. Фильтрационный чан оборудован люками для удаления дробины, промывным аппаратом для выщелачивания дробины, который используется также и для выгрузки дробины из чана.

Способы приготовления затора делятся на настойные и отварные. Настойный способ заключается в том, что солод затирают с водой при определенной температуре, а затем температуру медленно поднимают до полного осахаривания крахмала. При этом способе затирание солода с водой производят при 45-50°С. При этой температуре затор выдерживают 2 ч для гидролиза белков. Затем затор нагревают до 62-63°С и выдерживают 30-45 мин для накопления мальтозы.

После этого температуру повышают до 70°С, и при этой температуре оставляют затор до полного осахаривания, которое продолжается 20-30 мин. Полноту осахаривания проверяют йодной пробой. Осахаренный затор нагревают до 75°С и при этой температуре перекачивают в фильтрационный чан.

Отварочные способы состоят в том, что после смешивания солода с водой затор по частям отбирают в заторный котел, где его подогревают, осахаривают, кипятят, а затем смешивают с остальным затором. После смешивания с каждой отваркой температура затора скачкообразно повышается.

В зависимости от количества отварок отличают одноотварочный, двухотварочный и трехотварочный способы затирания.

Трехотварочный способ затирания. Затирание начинают при 35-37°С. После смешивания дробленого солода с водой отбирают в заторный котел 1/3 часть затора (густую часть). Отварку медленно нагревают до температуры осахаривания, осахаривают 15 мин, нагревают до кипения, кипятят и возвращают в заторный чан. При этом температура в заторном чане поднимается до 63-65° С. После кипячения первой отварки ее перекачивают в заторный чан, где температура всего затора поднимается до 50-52° С. Затем из заторного чана снова отбирают 1/3 часть (густую) затора на вторую отварку. Отварку медленно нагревают до температуры осахаривания, осахаривают 15 мин, нагревают до кипения, кипятят и возвращают в заторный чан. При этом температура в заторном чане поднимается до 63-65°С.

Третья отварка - жидкая, так как требуется не только поднять температуру затора, но и разрушить ферменты. В заторе ферментативный распад в основном закончен, необходимо закрепить полученное соотношение между отдельными частями затора, а для этого ферменты нужно инактивировать. Жидкую отварку в заторном котле быстро доводят до кипения, кипятят 10-20 мин и перекачивают в заторный чан. Температура при этом поднимется до 75°С, и весь затор перекачивают на фильтрацию. Трехотварочный способ применяется в основном для приготовления темного пива и при переработке плохо растворенного солода.

Двухотварочный способ затирания. В заторном чане смешивают дробленый солод с водой, имеющей температуру 54-55°С. После этого весь затор оставляют при 50°С на 15-30 мин для разложения белков. Затем 1/3 затора (густую часть) отбирают в заторный котел, где подогревают до 63-67°С и производят мальтозную паузу. После мальтозной выдержки температуру в заторном котле поднимают до 100°С, кипятят отварку 15-30 мин и перекачивают обратно в заторный чан. После смешивания с отваркой температура в заторном чане поднимается до 63-65°С. Затор оставляют на 15 мин для осахаривания, после чего отбирают снова V 3 его в заторный котел (вторая отварка). Температуру в заторном котле поднимают до 70°С. При этой температуре осахаривают вторую отварку (20 мин), затем быстро нагревают до кипения, кипятят 15-20 мин и обратно перекачивают в заторный чан. Температура всего затора поднимается до 75°С. При этой температуре затор осахаривают 15-20 мин и после проверки полноты осахаривания перекачивают на фильтрацию.

Двухотварочный способ затирания является более рациональным. Он имеет много вариантов и может применяться при переработке солода различного качества.

Продолжительность процесса составляет примерно 4,5 ч, в том числе работа мешалки заторного чана - 1,5 ч, а заторного котла - 2 ч.

Одноотварочный способ затирания. Для затирания берут воду при 53-54°С с таким расчетом, чтобы после добавления солода температура затора была 48-50°С. В заторный чан набирают примерно половину воды, предназначенной на главный налив, пускают мешалку и спускают из бункера дробленный солод. Последний должен поступать в заторный чан через предзаторник или через трубу, доходящую почти до дна чана. Одновременно добавляют остальную часть воды. После тщательного перемешивания солода с водой 1/3 часть затора (густую часть) спускают в заторный котел на отварку. Чтобы усилить белковый распад, весь затор выдерживают в заторном чане при 50°С 15-30 мин (белковая выдержка) и только после этого спускают отварку в заторный котел. В заторном котле температуру постепенно повышают до 70°С, отварку осахаривают, затем подогревают до кипения, кипятят 20-30 мин и перекачивают в заторный чан, где смешивают с основным затором. После смешивания с отваркой температура в заторном чане поднимается до 70°С. При этой температуре затор осахаривают и проверяют полноту осахаривания йодной пробой. Если заторный чан имеет обогрев, тогда весь затор подогревают до 75°С и при этой температуре перекачивают на фильтрацию. Если же заторный чан обогрева не имеет, тогда в заторный котел отбирают большую часть затора, нагревают ее до кипения и возвращают в заторный чан для поднятия температуры до 75°С. Если заторный котел может вместить всю массу, тогда затор спускают в котел, нагревают до 75-77°С и перекачивают на фильтрацию.

Одноотварочный способ затирания дает положительные результаты при работе с хорошо растворенным солодом, который имеет также высокую осахаривающую способность. Этот способ чаще всего применяется на заводах, где установлен двухпосудный варочный агрегат.

Применение несоложенных материалов при затирании. При приготовлении некоторых сортов пива часть солода заменяют несоложенными материалами. Так, при варке жигулевского пива до 15% солода заменяют ячменной мукой или обезжиренной кукурузной мукой. При изготовлении московского пива применяется рисовая сечка в количестве 20% от расходуемых зерноприпасов, при варке ленинградского пива 10% солода заменяют рисовой сечкой. Перерабатывать несоложенные материалы значительно труднее, чем солод, так как они почти не содержат ферментов, а мучнистое тело не растворено. Поэтому их предварительно обрабатывают ферментами солода с последующим кипячением и только после этого смешивают с затором, приготовленным из солода.

В заторном котле затирают все несоложенное сырье среднего помола и 25% солода с трехкратным содержанием воды (35-45°С). При медленном перемешивании затор выдерживают 15-20 мин, затем температуру поднимают до 52°С. От всего затора отбирают V 3 часть в заторный котел на отварку, подогревают до 70-72°С и осахаривают 15- 20 мин. Затем отварку нагревают до температуры кипения, кипятят 20 мин и медленно перекачивают в заторный чан. При этом температура затора поднимается до 75°С, его выдерживают при этой температуре до исчезновения реакции на йод и перекачивают на фильтрацию. По этому режиму ведут затирание при замене 15% солода.

Разработан способ для замены до 50% солода несоложенными материалами, при котором используется для ферментации препарат плесневого гриба Aspergillus oryzae (Е.Я. Калашников и Д.Б. Лившиц).

Для приготовления затора берут 50% солода обычного дробления, и около 1% ферментного препарата (от массы всего сырья). Важно правильно измельчить ячмень. Состав частей помола при работе с фильтрационным чаном (%): шелухи - 12-22, грубой крупки - 20-40, мелкой крупки - 25-50, муки -12-20. Кроме ячменя применяют обезжиренную кукурузу, пшеницу и просо. Количество кукурузы и пшеницы не должно превышать 30-40%, а проса -15-20%. Остальное недостающее до 50% сырье должно восполняться ячменем.

Приготовление затора для жигулевского пива, согласно инструкции УкрНИИПП, производят в две стадии.

Первая стадия. Затирание несоложенной части сырья производится в заторном котле, в который набирают четырехкратное количество воды к массе несоложенного сырья, температура воды - 42-45°С. При работающей мешалке в воду засыпают 1/4 часть ферментного препарата и 10% солода, а затем все количество несоложенного ячменя.

Немедленно после затирания в заторный котел добавляют молочную кислоту до pH затора 5,5-5,7. Для этого требуется 0,2% молочной кислоты в пересчете на 100%-ную от массы всей засыпи (солод и ячмень). Затем температуру медленно (1 град/мин) повышают до 52°С, при этой температуре выдерживают 20 мин, после чего подогревают до 70°С (1 град/мин). После выдержки 15 мин при 70°С затор кипятят интенсивно 30 мин при постоянном перемешивании. На этом заканчивается первая стадия затирания.

Вторая стадия затирания. За 1-2 ч до окончания первой стадии в заторном чане при 30°С затирают остальную часть солода и ферментного препарата с четырехкратным количеством воды. По окончании кипячения несоложенной части затора ее соединяют с солодовой медленной перекачкой в заторный чан с таким расчетом, чтобы окончательная температура объединенного затора была 62-63°С. После перекачки весь затор спускают в заторный котел и начинают вторую стадию.

Затирание ведут по методу с одной отваркой. Затор при 62- 63°С выдерживают 20-30 мин, затем нагревают до 71-73°С. при этой температуре происходит полное осахаривание, на что требуется не более 30-40 мин. После осахаривания жидкую часть затора перекачивают в заторный чан. Температура всего затора при этом должна быть 75- 76°С. После 5-10 мин выдержки при этой температуре и проверки полноты осахаривания затор подогревают до 77-78°С и направляют на фильтрацию. Применение повышенного количества несоложенного сырья и ферментного препарата в пивоварении позволяет уменьшить потери углеводов при солодоращении, уменьшить затраты труда на приготовление солода, увеличить выпуск пива без расширения площади солодовни.

Фильтрация затора

Готовый осахаренный затор поступает на фильтрацию, где разделяется на жидкую часть - сусло и густую часть - дробину. Процесс фильтрации затора проходит в две стадии: фильтрация первого сусла и промывание дробины. В фильтрационном чане фильтрующим слоем служит дробина, осевшая на ситчатом дне чана. На фильтр-прессе фильтруют через плотную хлопчатобумажную ткань. Скорость прохождения сусла через фильтрующий слой дробины зависит от структуры осадка, качества и степени дробления солода, вязкости сусла, давления и температуры.

Слой дробины по своей структуре неоднородный. В состав густой массы входят частицы различной величины и плотности: крупные и мелкие кусочки шелухи, различные по величине остатки раздробленного зародыша и эндосперма, грубодисперсные и мелкодисперсные коллоидные частицы, скоагулировавшие белки. После отстаивания осадок располагается слоями в зависимости от плотности частиц. В первую очередь оседает шелуха, затем - более легкие частицы дробины, хлопья скоагулированных белков и мелкодисперсные частицы. Весь слой пропитан суслом и находится в набухшем, рыхлом состоянии. В слое при формировании образуется большое количество мелких извилистых капиллярных ходов, по которым стекает сусло. Вначале слой очень рыхлый, поэтому из фильтрационного чана стекает мутное сусло. После уплотнения слоя начинает вытекать светлое сусло. Толщина слоя дробины составляет 30-40 см. Для снижения вязкости температура затора, который направляется на фильтрацию, должна быть высокой. С повышением температуры вязкость сусла уменьшается. При температуре выше 75-78°С амилаза инактивирует, а крахмал, который не перешел в раствор после недостаточного осахаривания, клейстеризуется. Это вызывает помутнение пива. Иногда для ускорения фильтрации ее проводят при 95-100°С. В этом случае в сусловарочный котел к профильтрованному суслу добавляют 1-2% вытяжки от следующего затора и создают условия для дополнительного осахаривания.

Скорость фильтрации зависит также от давления. В фильтрационных чанах фильтрация идет при атмосферном давлении. Если давление в чане повысить, можно значительно увеличить скорость фильтрации, но для этого нужно фильтрационный чан герметизировать и создать в нем давление с помощью сжатого воздуха. В фильтр-пресс затор подается насосом под давлением.

Фильтрация затора в фильтрационном чане. Фильтрационный чан (рис. 6.4) представляет собой цилиндрический аппарат с плоским дном и сферической крышкой. На расстоянии 10-12 мм от основного дна установлено второе, ситчатое дно. От нижнего дна отходит ряд труб, по которым отводится сусло. Все отводные трубы подводятся к общему сборнику и заканчиваются кранами, образующими фильтрационную батарею. Внутри чана размещены промывной аппарат и рыхлитель, которые служат для лучшего промывания дробины. Чтобы избежать охлаждения затора при фильтрации, боковые стенки чана покрывают слоем изоляции.

Фильтрация затора состоит из двух основных операций: фильтрация первого сусла и промывание дробины водой. Прежде чем приступить к фильтрации затора, подготовляют заторный чан. Для этого его моют, укладывают плотно сита и заполняют подситовое пространство водой при 75-78°С для вытеснения воздуха и создания сплошного слоя жидкости под ситчатым дном. Вода должна покрыть ситчатое дно на 1 см. После этого весь затор перекачивают в фильтрационный чан и выдерживают 20-30 мин для того, чтобы осела дробина. Над осадком образуется слой прозрачного сусла.

При правильно проведенном затирании и нормальном отстаивании это сусло кажется черным. Когда дробина хорошо осядет, спускают мутное сусло. Для этого краны поочередно быстро открывают и закрывают. В подситовом пространстве создается вихревое движение жидкости, благодаря чему в трубы увлекается муть из подситового пространства и нижнего слоя дробины. Воду и мутное сусло перекачивают насосом обратно в фильтрационный чан. После этого начинают фильтрацию первого сусла, которое самотеком поступает в сусловарочный котел. Плотность первого сусла 16-18% (по сахарометру).

Температура затора во время фильтрации 75-78°С. Фильтрация первого сусла продолжается 1,5-2 ч. Чтобы извлечь остаток экстракта из дробины, ее промывают горячей водой (75-78°С). Для лучшего вымывания экстракта дробину разрыхляют (рыхлителем или вручную). Промывные воды поступают также в сусловарочный котел. Промывание дробины осуществляют непрерывно или периодически. При непрерывном промывании воду подают непрерывно, поддерживая уровень так, чтобы вода покрывала дробину на 1-2 см. Периодическое выщелачивание проводят путем залива водой фильтрационного чана с перемешиванием дробины и фильтрования. Эту операцию проводят несколько раз до тех пор, пока плотность промывных вод не будет 0,5% (по сахарометру). При дальнейшем выщелачивании вымываются вещества, входящие в состав шелухи и придающие пиву неприятный горький привкус. После спуска промывной воды дробину из фильтрационного чана выгружают в бункер, а чан тщательно моют. Один раз в месяц сита механически чистят или обрабатывают 10%-ным раствором каустической соды, а затем моют.

Продолжительность операций при фильтрации затора в фильтрационном чане 6 ч. Завод, производящий фильтрацию затора в фильтрационном чане, может приготовить 3,5-4 затора в сутки.

Фильтрация затора на фильтр-прессе. Заторный фильтрпресс состоит из чугунных рам и сплошных плит, имеющих рифленую поверхность. Рамы и плиты располагаются поочередно на двух параллельных стержнях станины. На плиты натягивается хлопчатобумажная ткань, которая является фильтрующей поверхностью. В верхней части каждой рамы имеется прилив с круглым отверстием, которое сообщено прорезью с внутренним пространством рамы. После сборки фильтрпресса отверстия р

Помните анекдот, как Василий Иванович попросил Петьку спрятать от солдат цистерну спирта, и тот закрасил надпись «спирт», написав вместо нее C2H5OH? А солдаты на утро были в стельку. Как же – написано ОН. Оказалось, и вправду, он!
Удивительно, но в сети практически нет подробных репортажей о том, как делают ЕГО – главное сырье для водки. Как делают саму водку – полно. От сивухи до элитных марок. А спирт – нет!
Придется восполнить этот пробел, благо на прошлой неделе я побывал на Усадском спиртзаводе неподалеку от Казани, входящем в концерн «Татспиртпром».

Здесь делают спирт самой высокой категории – «Альфа», который постепенно вытесняет некогда топовый «Люкс» из производства качественных марок водки. Все тем же древним методом, изобретенным еще до нашей эры, реализованным в промышленных масштабах в XIV веке и широко практикуемым в сараях и гаражах во время Перестройки. Старой доброй перегонкой…

На входе зерно из мешка, на выходе чистейшая 96-градусная жидкость…

Как известно, веселящее действие алкогольных напитков и способы их получения известны человечеству еще с библейских времен: помните, Ной случайно выпил перебродивший фруктовый сок и опьянел. Вообще, ученые предполагают, что идея химической дистилляции жидкостей возникла еще в I тысячелетии до н.э. Впервые процесс дистилляции описал Аристотель (384-320 гг. до н.э.). Многие алхимики того времени занимались совершенствованием техники перегонки, считая, что путем дистилляции им удается выделить душу вина. Благодаря этому продукт дистилляции и был назван «дух вина» (от латинского «spiritus vini»).
Процесс получения спирта был открыт в различных регионах земного шара практически одновременно. В 1334 году врач-алхимик из Прованса Арно де Вилльгер (Франция) впервые получил винный спирт из виноградного вина, считая его целительным средством. В середине XIV века некоторые французские и итальянские монастыри производили винный спирт под названием «aquavitae» – «вода жизни», а в 1386 году благодаря генуэзским купцам спирт добрался и до Москвы.
Производство этилового спирта было начато в Европе после изобретения в Италии, в XI веке дистилляционного аппарата. Несколько веков этиловый спирт почти не применяли в чистом виде, разве что в лабораториях алхимиков. Но в 1525 году знаменитый Парацельс заметил, что эфир, получающийся при нагревании спирта с серной кислотой, обладает снотворным действием. Он описал свой опыт с домашними птицами. А 17 октября 1846 года хирург Варрен усыпил эфиром первого пациента.

Постепенно спирт разделился на пищевой и технический, получаемый путем расщепления древесных отходов. В Англии технический спирт был освобожден от повышенных налогов на продажу, так как рыночная стоимость спиртных напитков окупала государственные сборы, а вот врачам и промышленникам такая стоимость была не под силу. Для предотвращения пищевого употребления токсичного промышленного спирта его смешивали с метанолом и другими неприятными на запах добавками.
Впоследствии спирт получил мгновенное распространение в медицине в связи с постоянными войнами. В 1913 году на территории Российской империи было зафиксировано около 2400 заводов, производивших в основном водку и вино. Позже произошло обособление производства спирта и водки.
С началом Первой мировой войны производство водки фактически прекратилось, выработка спирта так же снизилось. Производство начало восстанавливаться лишь в 1925-1926 годах, а грандиозное восстановление спиртовой промышленности было начато лишь в 1947 году, начали интенсивно применять новые научно-технические технологии и достижения. В 1965 году в СССР работало 428 заводов с годовым выпуском 127,8 млн. дал спирта, а к 1975 году выпуск спирта возрос до 188,1 млн. дал. В последующие годы это производство постепенно снижалось из-за увеличившегося выпуска напитков с меньшей крепостью.

В зависимости от сырья спирт бывает пищевой и технический.
Пищевой производится только из пищевого сырья. Наиболее распространенным и экономичным сырьем для получения спирта является картофель. Картофельный крахмал легко разваривается, клейстеризуется и осахаривается. Кроме картофеля для производства спирта используются зерновые - пшеница, рожь, ячмень, овес, кукуруза, просо, а также сахарная свекла, сахарная патока или меласса. Значительно реже используются плодово-ягодные, виноградные материалы, топинамбур и другое богатое углеводами сырье.

Технический спирт получают из древесины или нефтепродуктов, подвергаемых кислотному гидролизу. Технический спирт содержит повышенное количество вредных примесей, поэтому использование его для пищевых целей запрещено.
Теперь о категориях спирта и о том, почему «Альфа» вытесняет «Люкс». Все дело в том, что спирт «Альфа» должен вырабатываться из пшеницы, ржи или из их смеси, то есть исключительно из зернового сырья, в отличие от других спиртов, которые могут вырабатываться также и из смеси зерна с картофелем.

Второе важное отличие «Альфы» от «Люкс» - пониженное содержание ядовитого метилового спирта: норма его содержания составляет всего 0,003% в пересчете на безводный спирт, тогда как для спирта «Люкс» - 0,02%. Это существенно!
На Усладском спиртзаводе спирт производят исключительно из пшеницы и только одной категории – «Альфа».

Пшеницу привозят в специальных зерновозах и помещают в высокие бочки-элеваторы, откуда она далее поступает на производство.

Зерно для производства спирта должно быть хорошего качества и влажностью не более 17%, иначе есть высокий риск прелости, что скажется на итоговом качестве конечного продукта.

Из емкостей-хранилищ при помощи огромного и мощного насоса-турбины зерно «перекачивается» через высокие колонки на первичную переработку.

Насос для «перекачки» зерна с хранилища на очистку.

Первая задача – очистить зерно от всех примесей, как твердых, так и обычного сора, шелухи и т.д.

Так что в самом начале оно попадает на сепаратор.

Сначала пшеницу просеивают через сито, на котором остаются все крупные предметы.

Этот щебень накопился около сепаратора всего за полдня дня!

Вот что остается после того, как зерно «ушло» по трубам дальше на дробление.

Зернопровод от сепаратора на дробилку.

Дробилка превращает зерно в грубую муку. Это необходимо для дальнейшего разваривания зерна и высвобождения из него крахмала.

Разваривание зерна происходит с целью разрушения их клеточных стенок. В результате этого крахмал высвобождается и переходит в растворимую форму. В таком состоянии он намного легче осахаривается ферментами. Зерно обрабатывается паром при избыточном давлении 500 кПа. Когда разваренная масса выходит из варочного аппарата, сниженное давление приводит к образованию пара (из содержащейся в клетках воды).
Подобное увеличение в объеме разрывает клеточные стенки и превращает зерно в однородную массу. Температура разваривания составляет 172°С, а продолжительность варки около 4 минут.

За всеми процессами, происходящими на спиртзаводе, наблюдают операторы в аппаратном зале. Здесь они видят полностью все происходящее на каждом участке, т.к. процесс производства спирта непрерывен и осуществляется в режиме 24/7.

Сам процесс разваривания включает три операции: строгая дозировка зерна и воды, нагрев замеса до температуры варения, выдержка массы при заданной температуре.
Измельченное зерно смешивают с водой в пропорции 3 литра на 1 кг зерна. Зерновой замес нагревается паром (75°С) и подается насосом в контактное отверстие установки. Именно здесь происходит мгновенный нагрев кашицы до температуры 100°С. После этого подогретый замес помещается в варочный аппарат.

В процессе осахаривания в охлажденную массу добавляют солодовое молоко для расщепления крахмала. Активное химическое взаимодействие приводит к тому, что продукт становится абсолютно пригодным для дальнейшего процесса сбраживания. В результате получается сусло, которое содержит 18% сухого сахара.

Когда из массы делается проба на йод, то окрас сусла должен оставаться неизменным.

Сбраживание сусла начинается при введении в осахаренную массу производственных дрожжей. Мальтоза расщепляется до глюкозы, которая в свою очередь сбраживается в спирт и углекислый газ. Также начинают образовываться вторичные продукты брожения (эфирные кислоты и т.д.).

Процесс сбраживания проходит в огромных закрытых бродильных установках, которые предотвращают потери спирта и выделение диоксида углерода в производственный цех.

Установки настолько большие, что верхняя и нижняя их части находятся на разных этажах!

Вот так выглядит брага в установке. Заглядывать следует очень осторожно, чтобы не вдохнуть пары углекислого газа.

Выделяющийся в процессе брожения диоксид углерода и пары спирта из бродильной установки поступают в специальные отсеки, где происходит отделение водно-спиртовой жидкости и диоксида углерода. Содержание этилового спирта в бражке должно равняться до 9,5 об.%.

Кстати, на заводе нам предложили попробовать бражку.

Кстати, повсюду в цехах можно заметить вот такие фонтанчики. Они предназначены для промывки глаз в случае попадания в них опасных продуктов производства, которых здесь хватает.

Далее приступают к отгонке спирта из бражки и его ректификации. Спирт начинает выделяться из бражки в результате кипения при разных температурах. Сам механизм перегонки основан на следующей закономерности: спирту и воде свойственны разные температуры кипения (вода – 100 градусов, спирт – 78°С). Выделенный пар начинает конденсироваться и собираться в отдельную емкость. Очистку спирта от примесей производят на ректификационной установке.

Над нами расположен этаж с ректификационными установками. Здесь, под ними, проходит целая сеть трубопроводов – какие-то для спирта, какие-то для воды, какие-то для пара, какие-то для побочных продуктов.

А в ректификационном зале жарко!!!
Сырой спирт (спирт-сырец), получаемый на основном этапе производства, не может быть использован для пищевых целей, так как содержит много вредных примесей (сивушные масла, метиловый спирт, сложные эфиры). Многие примеси ядовиты и придают спирту неприятный запах, именно поэтому сырой спирт подвергают очистке - ректификации.

Удаление вредных примесей осуществляется в процессе ректификации, основанном на разной температуре кипения этилового, метилового и высших спиртов, сложных эфиров. При этом все примеси условно делят на головные, хвостовые и промежуточные.
Головные примеси имеют более низкую температуру кипения, чем этиловый спирт. К ним относятся уксусный альдегид и отдельные сложные эфиры (этилацетат, этилформиат и др.), образующиеся при перегонке.

Хвостовые примеси отличаются повышенной температурой кипения по сравнению с этиловым спиртом. В их состав входят в основном сивушные масла и метиловый спирт.

Наиболее трудноотделяемой фракцией являются промежуточные примеси (этиловый эфир изомасляной кислоты и другие сложные эфиры).

При очистке спирта-сырца на ректификационных аппаратах производится отделение вредных примесей и повышается концентрация спирта в готовом продукте (с 88 % в спирте-сырце до 96-96,5 % в ректификате).
Готовый спирт крепостью 96% перекачивается в накопительные емкости.

Заглядывать в эти емкости следует еще более осторожно, чем в емкости с брагой. Здесь можно и опьянеть вмиг…

Готовый спирт отправляется на контрольные замеры и, если все в порядке, ему присваивается категория «Альфа» и дальше он пойдет на производство водки или другие цели…

Не является секретом то, что в качестве основного сырья для производства водочных изделий служит спирт этиловый ректификованный. Это немалозначимый продукт в указанной сфере. Об этом подробнее далее.

Описание материала

Ректификованный собой представляет бесцветную прозрачную жидкость, которая не обладает посторонними запахами и привкусами. данного продукта при 20 °С равняется 0,78927 г/см3. Этанол, или этиловый спирт, впервые был синтезирован в 1855 г. из этилена. Данное вещество является легковоспламеняющейся жидкостью. При его горении образуется вода и диоксид углерода. Пары спирта являются вредными для здоровья. Предельной допустимой нормой его концентрации в воздухе считается 1 мг/дм³. Температура его замерзания составляет -117 °С, а кипения: +78,2 °С.

Этиловый спирт - формула

Это немаловажно знать. Общая химическая формула этилового спирта: С 2 -Н 5 -ОН. Она выражает состав продукта и была установлена еще 1807 году. Но только после того, как удалось синтезировать этиловый спирт, формула была выведена структурная. Она пишется следующим образом: СН 3 СН 2 ОН.

Этанол является насыщенным спиртом и, так как он содержит лишь одну группу ОН, относится к категории одноатомных. Наличие гидроксильной группы определяет химические свойства вещества, а также реакционную слабость данного продукта.

При хранении в негерметичных емкостях происходит испарение этилового спирта, а также поглощается влага из воздуха. Это происходит в результате того, что этанол относится к гигроскопичным веществам. В связи с тем что указанный продукт обладает структурой, близкой к воде, он может смешиваться с ней в любых соотношениях.

Ректификованный, полученный в промышленных условиях, имеет слабокислую реакцию. Это достоверный факт. Он в незначительном количестве содержит органические кислоты. Реакция же химически чистого этилового спирта нейтральная. Это следует помнить.

Требования, которые предъявляются к качеству зерна

Главной задачей, стоящей перед изготовителями алкогольной продукции, является получение этилового спирта высшего качества. Государственными стандартам и другими нормативными документами к этому предъявляются высокие требования, которые затрагивают физико-химические и органолептические показатели. Этиловый спирт получают из различного природного сырья.

Изготовление указанного вещества из сельскохозяйственного сырья является биотехническим производством, которое использует микроорганизмы для превращения крахмала в сбраживаемые сахара, а затем в готовый материал - этанол. Все этапы от приемки зерна до ректификации содержат большое количество химических и механических процессов. Каждый из них сказывается на органолептических показателях этилового спирта. Об этом будет рассказано далее.

Факторы, влияющие на органолептические показатели

В данном случае это:

• Санитарное состояние оборудования на производстве (трубопроводов, испарительной камеры, теплообменников, передаточного чана).
• Качество сырья (вид зерна, условия его хранения, состояние, запах и др.).
• Используемая подготовки сырья (механико-ферментативная, традиционная).
• Способ обработки (степень помола, на складе, в производстве).
• Используемые виды дрожжей.
• Протекание процесса сбраживания (продолжительность, нарастание кислотности).
• Используемые вспомогательные материалы (антисептики и дезинфицирующие средства).

Одним из самых главных факторов является качество используемого сырья. Положение с ним достаточно сложное, так как государственных поставок зерна нет. Поэтому основная часть используемого сырья доставляется на предприятия по контрактам. Они заключаются с различными поставщиками по договорным ценам.

На сегодняшний день не существует государственного стандарта или иной нормативно-технической документации, которая бы четко определяла все требования к зерну, используемому для изготовления указанного продукта. Однако некоторые из них закреплены в «Регламенте на производство спирта из крахмалосодержащего сырья». Среди них - содержание различных токсичных примесей (семян, сорняков и т. д.), зараженность вредителями злаков, а также установление сорности.

Применение спиртов в изготовлении алкогольных напитков требует высокого качества получаемого продукта. От состояния используемого зерна напрямую зависят органолептические свойства получаемого из него указанного вещества. Наиболее существенным показателем сырья является его запах. Благодаря капиллярно-пористой структуре зерна и скважистости соответствующей массы оно способно сорбировать (поглощать) различные газы и пары из окружающей среды. То сырье, которое заражено амбарными вредителями, может содержать и продукты их жизнедеятельности. Если в зерне присутствуют клещи, то ухудшается его цвет и вкус, а также образуется специфический неприятный запах. Повреждение оболочки данного сырья создает благоприятные условия для развития микроорганизмов и накоплению микотоксинов. Использовать такое зерно для производства можно. Однако наличие значительного числа насекомых отрицательно сказывается на органолептических показателях полученного спирта.

Для изготовления указанного продукта часто используется некачественное и дефектное зерно, среди которого недозрелое и свежеубранное, поврежденное сушкой, подвергнутое самонагреванию, пораженное спорыньей и головней, а также фузариозом. Это достоверный факт. При переработке свежеубранного зерна без выдержки для дозревания происходит нарушение технологии, которое приводит к затруднению бражки и, как следствие, значительному снижению производительности соответствующего отделения.

Цвет данного сырья, поврежденного сушкой, может измениться от светло-коричневого до черного. Это важно знать. Зерно черного цвета относят к сорной примеси. В результате этого перерабатывают его, только смешивая со здоровым. При этом допустимая норма горелых зерен не должна быть более 10%. Применение спиртов для производства водочной продукции высокого качества при превышении этого показателя недопустимо.

Сырье, зараженное спорыньей и головней, становится токсичным, так как содержит различные алкалоиды (аргонин, эрготамин, кортунин и др). Вредные примеси являются весьма нежелательными, так как они влияют на органолептические показатели спирта и придают ему резкость, горечь и жгучесть. Однако данное сырье можно перерабатывать в смеси со здоровым зерном. При этом его содержание не должно быть более 8-10%.

Зерно, которое используется для производства спирта, состоит из крахмала (65 - 68% на абсолютно сухое вещество), а также белка, жиров, свободных сахаров, минеральных элементов, полисахаридов, декстрина. Все перечисленные соединения на разных стадиях осуществления технологического процесса участвуют в различных биохимических реакциях.

Еще одним фактором, который влияет на органолептические свойства готовой продукции, является солод и ферментные препараты микроорганизменных культур (осахаривающие материалы). Это следует также учесть. Достаточно часто на производстве могут использоваться инфицированные указанные препараты. Также бывает, что они поступают с недостаточной ферментативной активностью. В таком случае происходит инфицированный процесс сбраживания. В результате этого происходит накапливание нежелательных продуктов жизнедеятельности дрожжей. Поэтому окисляемость спирта снижается. Из-за этого ухудшается его запах и вкус.

Качество получаемого спирта непосредственно зависит от различных используемых типов дрожжей. Их правильный выбор, а также грамотное определение параметров их сбраживания позволяет получить указанный продукт, обладающий низким содержанием основных примесей.

Также важным компонентом при производстве спирта является вода. От ее чистоты (количества присутствующих микроорганизмов, а также различных растворенных в ней химических веществ) зависит качество производимого продукта. Лучше всего использовать воду, поступающую из артезианских источников.

Также следует учесть, что после очистки в указанном продукте остаются различные токсичные примеси. Высшие эфиры, иногда присутствующие в произведенном спирте, могут придавать легкий, едва заметный фруктовый запах. Это достоверный факт. А вот наличие диэтилового эфира придает указанному продукту горечь и гнилостный запах.

На качество данного вещества и его органолептические показатели также влияют различные нетипичные примеси, микробные и иные токсины, пестициды и др.

Технология получения спирта

Данный пункт рассмотрим подробнее. Спирт этиловый ректификованный можно изготовить тремя способами: химическим, синтетическим и биохимическим (ферментативным). Их выбор зависит от индивидуального подхода.

Пищевой спирт этиловый ректификованный получают исключительно из соответствующего сырья. В основном для этого служат зерно, патока и картофель. Спирт этиловый ректификованный технический получают из этого же сырья. Однако он может содержать различные примеси, которые непозволительны для пищевой промышленности.

Производство этилового спирта осуществляют в 3 этапа

Одним из лучших видов растительного сырья, которое используется для производства указанного продукта, является картофель. Для этого используются такие его сорта, которые обладают высокой крахмалистостью, а также весьма устойчивы при хранении. Это является важным условием при производстве.

Также следует знать, что зерно используют не только как сырье, но и для получения солода, который является источником ферментов, расщепляющих крахмал до сбраживающих сахаров. Это зависит от индивидуального желания. На некоторых заводах вместо солода используются ферментативные препараты микробного происхождения. Получают их из плесневых грибов. Препараты ферментные могут являться полной заменой солоду либо использоваться совместно с ним в различных соотношениях.

Свойства спиртов определяют технологию производства. В сырце содержится ряд примесей, которые различаются по температуре кипения. Они являются побочными продуктами при брожении. Их остаточное количество и состав влияют на качество получаемого спирта и производимых ликероводочных изделий. Это существенный факт.

Необходимое оборудование

Для получения указанного продукта из спирта-сырца используют многоколонные установки. Их применение является немаловажным. Каждая колонна указанной установки осуществляет конкретную функцию разделения соответствующей смеси при различных температурах и давлении. Реакции спиртов и их физико-химические свойства позволяют избавиться от различных примесей. Это имеет большое значение в данном случае. Они недопустимы при производстве пищевого спирта. В настоящее время существуют несколько новых запатентованных технологических схем очистки и производства сырья, которые позволяют значительно повысить аналитические и органолептические показатели указанного продукта. Производительность брагоректификации при этом повышается на 15%. Выход же окончательного продукта приближается к 98,5%. На сегодняшний день на производстве указанного вещества применяют брагоректификационные установки непрерывного действия, которые могут содержать до пяти колонн. Они бывают различными и, в соответствии со своим назначением, подразделяются на:

Глубокая очистка

Ректификация - это своеобразная многоступенчатая перегонка. Она осуществляется в колоннах при помощи пара и многоколпачковых тарелок. На этих установках получают указанное вещество, а также легколетучие компоненты и сивушное масло, которое является смесью высших спиртов. В соответствии с процессом ректификации эти примеси подразделяются на:

• Хвостовые. К ним принято относить те элементы, температура кипения которых выше, чем у этилового спирта. Это а также другие вещества. Например, фурфурол, ацетали и др.
• Головные. К ним относят примеси, которые кипят при температуре меньшей, чем этиловый спирт. В данном случае это эфиры и альдегиды.
• Промежуточные примеси и предельные спирты. Они являются наиболее трудноотделимыми группами соединений. В зависимости от различных условий осуществления перегонки они могут быть как хвостовыми, так и головными.

Разновидности

В зависимости от степени очистки указанный продукт подразделяется на:

• 1 сорт. Этот этиловый спирт применение нашел в медицине. Однако для производства алкогольных напитков он не используется.
• «Люкс».
• «Экстра».
• «Базис».
• «Альфа».

Для изготовления водочной продукции, которая по качеству будет соответствовать всем современным требованиям, нужно использовать спирт с отсутствием примесей токсичного характера. Он должен отвечать требованиям, указанным в ГОСТ Р 51652—2000.

Этиловый спирт - применение

В этом плане все довольно просто и понятно. Применение спиртов весьма разнообразно. Однако чаще всего их используют в медицинских целях, для производства алкогольной продукции, а также в промышленности.

Особенности изготовления

Разные виды указанного вещества получают из различного сырья. А именно:

• Спирт «Альфа» производят из пшеницы или ржи. Либо в данном случае применяют их смесь.
• Спирт «Люкс» и «Экстра» получают из разных видов зерновых культур, а также из их смеси или картофеля. Это зависит от индивидуального подбора сырья. Спирт «Экстра» получают исключительно из здорового зерна. Он предназначен для производства водки, которая идет на экспорт.
• Спирт 1-го сорта производят из смеси картофеля и зерна или просто по отдельности. Также в этом случае может быть использована сахарная свекла и меласса. Применение спиртов в промышленности способствует производству данного сорта спирта.

Расчеты указанного продукта осуществляются при помощи определения объема и температуры вещества в мернике. Специальным прибором (спиртометром) определяют плотность данного вещества. Она соответствует определенной крепости. При помощи специальных таблиц по полученным показаниям и температуре определяют крепость в % (оборот этилового спирта). Также здесь устанавливается соответствующий множитель. Он является немаловажным показателем. При умножении на него объема указанного вещества проводят вычисление количества безводного спирта, который в нем содержится.

В ГОСТе закреплены шесть основных физико-химических параметров безопасности. Установление предельных значений концентраций токсичных элементов изложено в СанПиНе. Наличие фурфурола не допускается вовсе. спирта неограничен. Однако при этом необходимо соблюдать все определенные условия.

Маркировка, упаковка и хранение

Указанный продукт разливается в специально оборудованные резервуары, канистры, бочки, бутылки или цистерны. Они должны герметично закрываться крышками или пробками. Тара опломбируется или опечатывается. Бутылки упаковываются в специализированные корзинки или ящики. Запрещено в данном случае использование стальной оцинкованной тары.

Этиловый спирт питьевой 95% разливается в стеклянные бутылки различного объема, которые герметично закрываются корковой или полиэтиленовой пробкой. Сверху надевается алюминиевый колпачок, на который наносится штамп предприятия-изготовителя. Также там указывается объемная доля спирта.

Непосредственно на бутылку наклеивается этикетка, на которой имеется название продукта, наименование и местонахождение производителя, торговая марка, страна происхождения товара, крепость, объем и дата розлива. Обязательно здесь же должна присутствовать информация о сертификации. Также на данную этикетку наносятся обозначения технической или нормативной документации, в соответствии с которой может быть идентифицирован продукт.

Затем бутылки укладывают в деревянные ящики. На них несмываемой краской в обязательном порядке должна быть нанесена следующая информация: название предприятия - изготовителя, наименование спирта, обозначение стандарта. Здесь же указывается масса брутто, количество бутылок и их вместимость. Также должны присутствовать надписи «Осторожно! Стекло!», «Огнеопасно», «Верх».

Этиловый спирт ректификованный, расфасованный в цистерны и резервуары, хранится вне производственных помещений предприятия. Данный продукт в бочках, канистрах и бутылях хранится в специализированном хранилище. Этиловый спирт представляет собой легковоспламеняющуюся летучую жидкость. Она по степени воздействия на человека относится к 4 классу. Поэтому к условиям его хранения предъявляются особые требования. В спиртохранилище бутыли и канистры должны быть размещены в один ряд, а вот бочки - не больше двух по высоте и ширине штабеля. Для того чтобы избежать взрыва, необходимо осуществлять защиту оборудования, резервуаров от статического электричества. Срок хранения в данном случае неограничен.

Итог

Ознакомившись с вышеуказанным, в полной мере можно узнать о том, как именно производится спирт этиловый, цена которого, в зависимости от вида продукции и литража тары, в которой он находится, составляет от 11 до 1500 руб.