ПРОДОЛЖЕНИЕ ЛЕКЦИИ № 22

2. Производство спирта из мелассы

1. Подготовка мелассы к сбраживанию.

2. Сбраживание мелассного сусла.

3. Перегонка и ректификация спирта.

Отличительной особенностью получения спирта из мелассы в сравнении со схемой производства спирта из зерно-картофельного сырья является отсутствие стадий разваривания и осахаривания. Это связано с тем, что меласса уже содержит сахара (в основном сахарозу), которые могут сбраживаться без дополнительной подготовки. Технологическая схема (рис.22.4) получения спирта из мелассы включает следующие основные стадии:

• подготовку мелассы к сбраживанию;
• приготовление мелассного сусла;
• выращивание ЧК спиртовых дрожжей;
• сбраживание сусла;
• перегонку и ректификацию бражки.

Рис. 22.4. Принципиальная технологическая схема производства спирта из мелассы

2.1. Подготовка мелассы к сбраживанию

Эта стадия cостоит из следующих операций:

химическое антисептирование → тепловая обработка → подкисление → внесение питательных веществ → осветление → гомогенизация и выдержка.

Брожение мелассного сусла должно идти в условиях, исключающих развитие посторонней микрофлоры. Однако меласса всегда содержит определенное количество посторонних микроорганизмов, что приводит к потерям сухих веществ, нарушению процесса брожения, ухудшению качества спирта. Кроме того, брожение лучше всего протекает при рН около 5,0, в то время как рН доброкачественной мелассы лежит в слабощелочной области (6,9÷8,0). Исходя из этого, мелассу необходимо обеззараживать и подкислять.

Мелассу обеззараживают хлорной известью, формалином или сульфанолом, подкисляют серной или соляной кислотой. При этом рН доводят до 5,1÷5,3, если используется однопоточная схема сбраживания, и до 4,8÷5,1 при двухпоточной схеме сбраживания (подкисляют в этом случае только ту часть сусла, которая идет для выращивания дрожжей).

Если меласса сильно инфицирована и не исправляется кислотами и антисептиками, то ее подвергают тепловой обработке. При средней степени инфицирования используют пастеризацию (нагревают мелассу до температуры 85÷95 ºС, выдерживают 50÷60 мин, затем охлаждают до температуры 25÷30ºС). В случае высокой степени инфицирования проводят стерилизацию путем нагревания мелассы до 110ºС и выдержки в течение 2 мин. с последующим охлаждением. Во всех случаях мелассу предварительно разбавляют до содержания сухих веществ 45÷50%.

Для обеспечения активной жизнедеятельности дрожжей в процессе сбраживания мелассу обогащают питательными веществами. Источник фосфорного питания - 70%-я ортофосфорная кислота, суперфосфат; азотистого питания – карбамид (мочевина), сульфат аммония; комплексного фосфорно-азотистого питания - диаммонийфосфат. Питательные вещества вводят в мелассу в виде водных растворов одновременно с кислотами.

На спиртзаводах, работающих по однопоточной схеме (где одновременно со спиртом получают хлебопекарные дрожжи), мелассу дополнительно осветляют. Для этого используют сепараторы-кларификаторы. Перед осветлением мелассу разводят водой в соотношении 1:1.

Подготовленную таким образом мелассу выдерживают не менее 8-ми час. Для стабилизации режима сбраживания ее гомогенизируют (усредняют состав) путем перемешивания насосом «на себя». Особенно гомогенизация необходима при переработке дефектной мелассы или смеси тростниковой и свекловичной.

Для обеспечения нормальной жизнедеятельности дрожжей и создания оптимальных условий брожения мелассу разбавляют водой до содержания сухих веществ в сусле 20-22% при однопоточной схеме сбраживания, при двухпоточной схеме - сусло для выращивания дрожжей готовят концентрацией 12% сухих веществ, а сусло для основного брожения концентрацией 32-34 % сухих веществ. Соотношение потоков сусла для дрожжей и основного при такой схеме 1:1, поэтому средняя концентрация сусла равна 22% сухих веществ.

2.2. Сбраживание мелассного сусла

Для сбраживания мелассного сусла используют дрожжи рас В и гибридные Г. Чистую культуру дрожжей выращивают в лаборатории из пробирки до объема 3 дм³ при температуре 30 ºС в три стадии. Продолжительность каждой стадии 24 часа. На первой стадии используют солодовое сусло, на после-дующих – мелассно-солодовое сусло.

Затем выращивание проводят в аппаратах чистой культуры (АЧК) в дрожжевом отделении. На этих стадиях используют мелассное сусло, температура выращивания 28÷30ºС.

АЧК-1 - объем 20 дм³, продолжительность сбраживания 24 часа.

АЧК-2 - объем 100 дм³, продолжительность сбраживания 44÷45 час.

АЧК-3 - объем 5000 дм³, продолжительность сбраживания 18 час.

Брожение в аппаратах чистой культуры ведут таким образом, чтобы при передаче дрожжей в следующий аппарат содержание спирта в бражке не превышало 3% об.

Брожение проводят непрерывным одно- или двухпоточным способом. Оборудование для приемки мелассы, подготовки сусла и брожения в обеих схемах одинаково. Разница заключается в том, что при однопоточной схеме выращивание дрожжей и сбраживание сусла идет в среде с одинаковым содержанием сухих веществ (20÷22%). По двухпоточной схеме размножение дрожжей осуществляют на менее концентрированном сусле (12% сухих веществ).

Во всех случаях сусло соответствующей концентрации поступает в дрожжегенератор, куда задают дрожжи из АЧК-3. Процесс накопления биомассы ведут до концентрации дрожжевых клеток 150-200 млн/см³ при температуре 28÷30ºС в течение 6÷10 час.

Из дрожжегенератора дрожжи одновременно с мелассным суслом (концентрацией 20÷22% сухих веществ по однопоточной схеме и 32% сухих веществ в соотношении 1:1 при двухпоточной схеме) непрерывно поступают в первый аппарат бродильной батареи. Продолжительность брожения 18÷20 час при температуре 28÷30 ºС. Крепость зрелой бражки 9,0÷9,5% об.

На перегонку бражка непрерывно отводится из последнего аппарата, который после мойки и стерилизации становится головным. При двухпоточном способе дрожжи из последнего бродильного аппарата сепарируют и направляют в головной аппарат. В результате такого многократного использования дрожжей снижаются затраты сахара на синтез новой биомассы и увеличивается выход спирта.

2.3. Перегонка и ректификация спирта

Перегонка и ректификация осуществляется на непрерывно действующих брагоректификационных установках. Спирт-сырец из мелассы отличается от зерно-картофельного отсутствием метанола и высоким (в 10÷50 раз больше) содержанием альдегидов и сложных эфиров. В связи с этим из мелассы спирт- ректификат вырабатывают только двух сортов: первого и высшей очистки.

Однопоточная схема рекомендуется для заводов, выпускающих одновременно спирт и хлебопекарные дрожжи, при этом стойкость дрожжей при хранении выше; выход спирта составляет 83,4%. Для заводов, которые получают только спирт, целесообразно использование  двухпоточной схемы, так как в этом случае сахара сбраживаются более глубоко, образуется меньше побочных продуктов, выход спирта выше (85,4%). В двухпоточной схеме используется меласса более высокого качества.

Чаще всего мелассу перерабатывают в смеси с зерном и картофелем.

          Контрольные вопросы

1. Нарисуйте принципиальную технологическую схему производства спирта из мелассы. Объясните отличия ее от схемы производства спирта из зерно-картофельного сырья.
2. Объясните особенности однопоточной и двухпоточной схемы производства спирта из мелассы.
3. Перечислите стадии производства спирта из мелассы.
4. Назовите способы подготовки мелассы и приготовления мелассного сусла.
5. Назовите стадии размножения ЧКД для сбраживания мелассного сусла.
6. Охарактеризуйте основные параметры процесса сбраживания мелассного сусла.
7. Назовите основные отличия спирта-сырца и спирта-ректификата из мелассы от зерно-картофельного.

3. Технология коньяка

1. Характеристика и классификация коньяков.

2. Принципиальная схема производства коньяков.

3. Требования к коньячным виноматериалам.

4. Получение коньячных спиртов.

5. Выдержка коньячного спирта.

6. Купажирование и обработка коньяков.

7. Напитки типа коньяка.

3.1. Характеристика и классификация коньяков

Коньяк - крепкий алкогольный напиток с характерным ароматом и вкусом, приготовленный из коньячного спирта, выдержанного в контакте с древесиной дуба не менее трех лет.

В зависимости от качества, сроков и способов выдержки коньячных спиртов коньяки делят на следующие категории:

• трехлетние - готовят из коньячных спиртов, выдержанных не менее 3 лет;
• четырехлетние - из коньячных спиртов, выдержанных не менее 4 лет;
• пятилетние - из коньячных спиртов, выдержанных не менее 5 лет;
• «КВ» (коньяк выдержанный) готовят из коньячных спиртов среднего возраста не менее 6 лет;
• «КВВК» (коньяк выдержанный высшего качества) - из коньячных спиртов среднего возраста не менее 8 лет;
• «КС» (коньяк старый) - средний возраст коньячных спиртов не менее 10 лет;
• «ОС» (коньяк очень старый) - средний возраст коньячных спиртов не менее 20 лет;

Коллекционные - коньяки групп «КВ», «КВВК», «КС», «ОС», дополнительно выдержанные в дубовых бочках не менее 3-х лет без учета послекупажного отдыха.

Коньячные спирты для трех-, четырех-, пятилетних коньяков выдерживают в дубовых бочках или эмалированных резервуарах с размещенной в них древесиной дуба (клепкой или стружкой), для коньяков групп  «КВ», «КВВК», «КС», «ОС» - выдержку проводят только в дубовых бочках.

Коньяки трех-, четырех-, пятилетние могут иметь собственные наименования с указанием на этикетке срока выдержки спиртов (возраст может быть обозначен и звездочками). Остальные группы коньяков («КВ», «КВВК», «КС», «ОС») обязательно должны иметь собственные названия.

По органолептическим показателям коньяки должны быть прозрачными, с блеском, от светло-золотистого до темно-янтарного с золотистым оттенком цветом, с мягким вкусом и гармоничным букетом.

3.2. Принципиальная схема производства коньяков

Производство коньяка включает следующие основные стадии (рис. 22.5):

получение коньячных виноматериалов → получение коньячных спиртов → →выдержку коньячных спиртов → купажирование коньяков → обработку коньяков → розлив готовой продукции.

Рис.22.5. Принципиальная технологическая схема коньячного производства.

3.3. Требования к коньячным виноматериалам

Сырьем для производства коньячного спирта являются коньячные вино-материалы. Для их получения используют белые, розовые или красные сорта винограда с нейтральным или легким плодово-цветочным ароматом. Сахаристость винограда не менее 15 %, титруемая кислотность не ниже 5 г/дм³.

Перерабатывают виноград по схеме белых натуральных вин. Сульфитацию сусла не проводят, так как сернистые соединения в дальнейшем отрицательно могут повлиять на качество спирта. Брожение ведут при температуре 16¸25ºС. Полученное молодое вино-коньячный виноматериал - должен иметь следующие показатели качества:содержание спирта не менее 8% об.; сахара - не более 3 г/дм³, титруемых кислот - не менее 4,5 г/дм³; летучих кислот - не более 1,3 г/дм³.

3.4. Получение коньячных спиртов

Коньячный виноматериал поступает на перегонку. Для перегонки используют установки периодического и непрерывного действия. В первом случае получают спирт, очищенный в меньшей степени от примесей, но более ароматичный, что положительно влияет на качество коньячных спиртов. Во втором случае качество спирта хуже, т.к. он в большей степени освобожден от летучих примесей.

При использовании аппаратов периодического действия сначала в процессе простой перегонки виноматериала получают спирт-сырец крепостью 27-33% об. и коньячную барду. В конце перегонки выделяют фракцию - душистые воды.

Спирт-сырец подвергают фракционной перегонке, в результате которой получают три фракции. Головная фракция идет на ректификацию, средняя фракция - коньячный спирт 1 сорта (идет на изготовление коньяков групп «КВ», «КВВК», «КС», «ОС»).

Концевая фракция поступает на вторичную перегонку, в результате которой выделяют снова три фракции. Головная и концевая фракции идут на ректификацию. Средний погон - коньячный спирт 2-го сорта - используется для изготовления коньяков трех-, четырех-, пятилетних.

Если для перегонки используются непрерывно действующие установки, то выделяют четыре фракции:

• головная (эфиро-альдегидная) фракция идет на ректификацию;
• средняя - коньячный спирт (лучше очищен от примесей, но менее ароматичен). Его используют в производстве только после купажирования с душистыми водами или старыми коньячными спиртами;
• концевой погон (сивушное масло);
• душистые воды.

Молодые коньячные спирты имеют крепость 62÷70% об., бесцветны, малоароматичны, резки на вкус. Для приобретения необходимых органолептических качеств их выдерживают в дубовых бочках или эмалированных емкостях, заполненных древесиной дуба в виде брусков, стружки.

3.5. Выдержка коньячного спирта

Цель выдержки - приобретение спиртом цвета, тонкого аромата и мягкого вкуса.

Спирт извлекает из древесины дуба фенольные вещества, которые при доступе кислорода воздуха образуют окрашенные продукты.

В процессе выдержки спирты окисляются до альдегидов, которые в свою очередь превращаются в кислоты. Взаимодействие спиртов и кислот приводит к образованию сложных эфиров. Лигнин (триммер, относится к фенольным веществам,), содержащийся в древесине и извлекаемый спиртом, распадается с образованием ванилина и других ароматических альдегидов (сиреневого, коричного). В результате всех этих процессов развивается тонкий букет, во вкусе появляются мягкие бархатные тона.

Выдержка связана с большими потерями спирта на испарение. Потери за год по крепости составляют 1,0-1,5% об.; по объему - 2-4%. Крепость спирта в процессе выдержки  в зависимости от длительности  может снижаться до 50% об.

Выдержку проводят в сухих наземных помещениях при температуре 15÷25ºС и относительной влажности воздуха 75-85%. Сначала спирты выдерживают в специально обработанных новых, не полностью заполненных, дубовых бочках (для интенсивного протекания окислительных процессов) в течение примерно одного года. Затем коньячный спирт переливают в старые бочки или в крупные эмалированные резервуары. В последнем случае в резервуары помещают дубовые бруски (клепку) или стружку и дозируют кислород воздуха, т.е. создают примерно такие же условия, как и при выдержке в дубовых бочках.

3.6. Купажирование и обработка коньяков

Приготовление коньяков складывается из купажа компонентов, оклейки, обработки холодом, фильтрации.

Купажирование заключается в смешивании в определенных пропорциях выдержанных коньячных спиртов, душистых вод, спиртованных вод, сахарного сиропа, колера.

Спиртованные воды готовят разбавлением выдержанного коньячного спирта умягченной водой (с временной жесткостью не более 0,36º) до крепости 20-25% об.. Перед купажированием хранят в дубовых бочках 60-70 суток. Используют для снижения крепости коньяков.

Душистые воды получают при отборе хвостовой фракции в процессе пере-гонки. Содержат этиловый спирт, эфиры, альдегиды, летучие кислоты. Выдерживают до купажирования 70 дней в дубовых бочках при температуре 35-40ºС. Вносят в купаж для смягчения вкуса и усиления аромата коньяка.

Сахарный сироп добавляют к коньячным спиртам для смягчения вкуса. Готовят растворением сахара в умягченной воде при нагревании. Затем в охлажденный сироп вводят выдержанный коньячный спирт до крепости 40% об..  До использования сироп хранят в дубовых бочках или эмалированных резервуарах не менее года. Причем для купажирования со старыми коньяками сироп выдерживают в бочках не менее 10-ти лет.

Колер - натуральный краситель темно-коричневого цвета - вносят в купаж для придания более интенсивной окраски готовому напитку. Колер рекомендуется спиртовать выдержанным коньячным спиртом до крепости 25-30 % об.

В купаж трех-, четырех-, пятилетних коньяков наряду с выдержанным спиртом входят все вышеперечисленные компоненты.

При купажировании коньяков групп «КВ», «КВВК», «КС», «ОС» к выдержанному коньячному спирту добавляют только спиртованные воды и сахарный сироп.

Полученный в результате купажирования коньяк еще не является готовым продуктом. Коньяк оклеивают для осветления и устранения неприятной грубости во вкусе. Для оклейки используют рыбий  клей, желатин, яичный белок; для деметаллизации - желтую кровяную соль (ЖКС), фитин, ортофосфорную кислоту.

После осветления и стабилизации коньяк направляют на отдых. Длительность отдыха для трех-, четырех-, пятилетних коньяков составляет 90 суток, для «КВ» - 270 суток, для «КВВК», «КС», «ОС» - 360 суток.

Перед розливом коньяк обрабатывают холодом при температуре минус 8÷минус 12ºС в течение 5¸10 суток для получения стойкого при хранении напитка и фильтруют (температура на выходе из фильтра минус 3ºС).

Выдержанный и обработанный коньяк передают на розлив.

Разливают при атмосферном давлении в специальные бутылки из бес-цветного стекла вместимостью 0,05; 0,1; 0,25; 0,5 и 0,75 дм³.

Наряду с коньяками выпускаются и коньячные напитки. Их готовят из невыдержанных коньячных спиртов. Это «Стругураш» (Молдавия), «Янтарь» и др.

Технология их изготовления сводится к тому, что молодой коньячный спирт или готовый купаж настаивают или пропускают в потоке через дубовую древесину, предварительно обработанную специальным способом. В состав купажа входят молодой коньячный спирт, умягченная вода, сахарный сироп и колер. Экстракция компонентов древесины купажной смесью длится 15-20 дней при температуре 20-25ºС. Доза вносимой древесины составляет в зависимости от степени ее измельчения и способа подготовки от 10 до 30 г/дм³ купажной смеси. В дальнейшем напиток фильтруют и разливают.

3.7. Напитки типа коньяка

Бренди - крепкий алкогольный напиток, являющийся продуктом дистилляции виноградного вина или сброженных плодово-ягодных соков. В зависи-мости от используемого сырья напитки имеют разное название (таблица 22.2).

Таблица 22.2. - Основные названия национальных напитков типа бренди

Ром - алкогольный напиток крепостью 40-45% об. с приятным ароматом, приготовленный из ромового спирта. Основные производители рома: Куба, Ямайка, Гаити.

Как напиток ром редко употребляют в чистом виде. Его используют для приготовления грога, ликеров, коктейлей, пуншей, а также в производстве мороженого и кондитерских изделий.

Основное сырье для получения рома - сахарный тростник и тростниковая меласса. Ром, полученный из мелассы, более качественный и быстрее созревает.

Различают следующие типы рома:

Натуральный ром получают путем разбавления выдержанного ромового спирта определенной крепости водой, в случае необходимости добавляют сахар и колер.

Ромовые смеси готовят смешиванием в определенных пропорциях натурального ромового спирта и этилового спирта-ректификата.

Искусственный ром - напитки на основе этилового спирта, к которому добавлены различные ингредиенты (сложные эфиры, сахар, колер и др.) для придания внешних признаков натурального рома.

Виски крепкий алкогольный напиток с объемной долей спирта 40-45%. Получают перегонкой сброженного сусла из зернового сырья с последующей длительной выдержкой (от 3-х до 10-ти лет) спирта-сырца в дубовых бочках, обугленных изнутри. Используют либо в чистом виде, либо для приготовления коктейлей. Производят в Шотландии, Ирландии, Америке, Канаде.

Основное сырья для производства виски - рожь, кукуруза и ячмень. В соответствии с этим различают солодовое, зерновое и смешанное виски. Классическим считается шотландское виски (скотч).

Джин - алкогольный напиток крепостью до 45% об. Изготавливают путем перегонки водно-спиртовых настоев пряно-ароматического сырья с обязательным включением ягод можжевельника. В связи с этим джин часто классифицируют как можжевеловую водку, которая широко распространена в США, Западной Европе. В качестве ингредиентов используют также анис, кардамон, корицу, кориандр, лимонные или апельсиновые корки.

         Контрольные вопросы.

1. Дайте характеристику крепким алкогольным напиткам, перечислите их группы.
2. Какие стадии входят в принципиальную схему производства коньяков?
3. Дайте классификацию коньяков, назовите их основные показатели (содержание спирта и сахара).
4. Охарактеризуйте коньячные виноматериалы, назовите требования, предъявляемые к ним.
5. Опишите технологию получения коньячных спиртов.
6. Охарактеризуйте фракции, получаемые при перегонке коньячных виноматериалов.
7. Какие процессы происходят в коньячном спирте при выдержке в дубовых бочках? Опишите их сущность.
8. Опишите технологию выдержки коньячных спиртов.
9. Опишите технологию купажирования различных групп коньяков.
10. Из каких операций складывается приготовление конъяков?
11. Назовите напитки типа конъяка.

ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ