Производство спирта: основные стадии, применяемые технологии, секреты и нюансы, влияющие на качество конечного продукта

Производство алкогольной продукции, в частности водки, неразрывно связано с получением высококачественного этилового спирта. От того, насколько чистым и соответствующим стандартам будет спирт, зависят вкусовые качества и безопасность готовой продукции.

В данной статье мы подробно рассмотрим процесс производства этилового ректификованного спирта, который в дальнейшем используется для изготовления водки и других крепких алкогольных напитков. Будут описаны основные стадии, применяемые технологии, секреты и нюансы, влияющие на качество конечного продукта.

Также мы коснемся некоторых аспектов хранения и фильтрации спирта перед использованием на ликеро-водочных заводах. Весь процесс довольно сложный и требует строжайшего соблюдения технологии на всех этапах.

Подготовка сырья

Первым этапом производства спирта является подготовка сырья. В качестве сырья для получения спирта чаще всего используются зерновые культуры, такие как пшеница, рожь, ячмень, кукуруза, а также картофель и свекло. Все они содержат крахмал, который в дальнейшем превращается в сахар.

Сырье измельчают для увеличения поверхности воздействия. Затем его смешивают с водой и нагревают до определенной температуры. Этот процесс называется развариванием. Он необходим для разрушения клеточных стенок сырья и высвобождения крахмала. Производство спирта на этом этапе требует точного соблюдения температурного режима и соотношения сырья и воды.

После разваривания сырье подвергают ферментативному гидролизу с помощью ферментов. В результате крахмал превращается в простые сахара - мальтозу и глюкозу. Этот процесс называется сахарификацией или осахариванием. Полученный сахаристый раствор - сусло - готов для дальнейшего производства этанола путем брожения.

Брожение сусла

Полученное после осахаривания сусло содержит сахара, которые необходимо превратить в спирт. Этот процесс называется спиртовым брожением. Он осуществляется с помощью дрожжей – одноклеточных грибов, которые питаются сахаром и выделяют спирт и углекислый газ. Производство спирта использует специальные штаммы дрожжей, устойчивые к высокому содержанию спирта.

Сусло с дрожжами заливают в специальные емкости – бродильные чаны, где при температуре 25-35°С начинается процесс брожения. Он длится от 2 до 7 дней в зависимости от вида сырья и штамма дрожжей. В результате получается алкогольсодержащий раствор – бражка, содержащая 8-12% спирта.

Существует несколько способов организации процесса брожения: периодический, полунепрерывный и непрерывный. При периодическом способе каждая порция сусла проходит весь цикл брожения в одном чане. При полунепрерывном сусло перетекает последовательно из чана в чан. Непрерывный способ подразумевает непрерывную подачу сусла и отбор бражки.

Для интенсификации процесса брожения применяется аэрация – подача стерильного воздуха в бродящее сусло. Это ускоряет размножение дрожжей и увеличивает скорость брожения. Также для повышения эффективности может проводиться термическая обработка бражки перед отгонкой спирта.

Правильная организация процесса брожения имеет большое значение для производства спирта. Это влияет на скорость получения спирта-сырца и его качественные характеристики, такие как содержание примесей.

Перегонка и ректификация

Полученная после брожения бражка содержит различные летучие соединения, в том числе этанол и воду. Для выделения чистого спирта из бражки используются процессы перегонки и ректификации.

При перегонке бражку нагревают до 78°C в специальном аппарате - перегонном кубе. Пары этанола и воды конденсируются в дефлегматоре и собираются в виде спирта-сырца с концентрацией около 70%.

Для получения более концентрированного спирта используют ректификацию - многократную перегонку с фракционированием. Ректификационная установка состоит из колонны с тарелками и дефлегматора. Благодаря многократному испарению и конденсации достигается высокая степень очистки спирта.

Тщательный контроль температур во время перегонки и ректификации имеет решающее значение для производства спирта высокого качества с минимальным содержанием примесей.

Фильтрация и очистка спирта перед использованием

Полученный в процессе ректификации спирт содержит ряд примесей, таких как альдегиды, эфиры, сивушные масла. Для удаления этих веществ и получения спирта нужного качества применяются различные методы очистки.

Одним из распространенных методов является фильтрование спирта через сорбенты - активированный уголь, силикагель или ионообменные смолы. Сорбенты задерживают примеси, но пропускают молекулы этанола.

Также может использоваться очистка с помощью перманганата калия. Перманганат окисляет примеси, после чего его удаляют фильтрованием. Для осветления спирта применяют обработку активированным углем.

В некоторых случаях проводят доведение спирта, когда к ректификованному спирту добавляют дополнительное количество воды для снижения крепости.

Тщательная очистка и контроль качества спирта имеют принципиальное значение для производства спирта премиального качества. От чистоты спирта напрямую зависят органолептические свойства конечной продукции.

Особенности хранения готового спирта

Полученный в результате многоступенчатой очистки готовый спирт требует правильных условий хранения для сохранения качества. На «производстве спирта» для этого используются специальные резервуары из нержавеющей или эмалированной стали.

Важным условием является герметичность резервуаров, чтобы исключить контакт спирта с воздухом. При взаимодействии с кислородом воздуха спирт окисляется с образованием уксусного альдегида и других примесей, ухудшающих качество.

Также важно поддерживать оптимальный температурный режим, как правило, около 15-20°С. Повышенные температуры ускоряют нежелательные окислительные процессы. Пониженные температуры могут привести к выпадению осадка примесей в спирте.

Некоторые производители для стабилизации спирта во время хранения используют добавление веществ-антиоксидантов, например, пиросульфита натрия. Это замедляет окисление и продлевает срок годности спирта.

Таким образом, правильное хранение готовой продукции является важной частью общего технологического процесса производства спирта, позволяющей сохранить качество спирта до момента его использования.