Угольная обработка водки
Home - Угольная обработка
Угольная обработка водки – особый процесс в производстве водки, можно сказать основной. Действительно, в результате фильтрации через уголь происходит чудо – из двух смешанных компонентов, спирта и воды, получается фактически готовая к употреблению ВОДКА. Остается добавить несколько «штрихов» и вот она уже в бутылке с красивой этикеткой.
Как писал Вильям Васильевич Похлебкин, современная водка – это результат не только выработанной на основе векового опыта традиции применения натуральных средств, как в основном сырье, так и в очистных методах, но и результат глубокого научного поиска и расчета, что гарантирует получение химически чистого, безвредного продукта. Это высказывание можно в полной мере отнести к процессу угольной фильтрации.
Популярны два основных мнения об угольной обработке:
Считается, что настоящая водка – это та водка, которая прошла фильтрацию через березовый уголь.
Из всех существующих способов угольной обработки водно-спиртовой смеси, самым эффективным считается фильтрация через угольную колонну (динамический способ). В силу широкого применения способ считается классическим.
Давайте рассмотрим подробнее эти мнения.
Угли
Сегодня мало кто осознает, что водка, которую мы знаем - это не тот продукт, который производился несколько столетий назад. Водка которую мы знаем - продукт сформировавшийся в ХХ столетии и доработанный в наши дни. Что мы имеем в виду? Вы поймёте, когда ознакомитесь с разделом История водки. Мы выделим основные моменты.
Именно в 30-е годы ХХ века была законодательно утверждена технология производства водки и было введено официальное понятие «водка», а затем в течение следующих лет ХХ столетия технология была еще несколько дополнена.
Изначально водка, называемая тогда «хлебное вино», «горячее вино» (отсюда и украинская «горилка») – продукт, полученный в результате нескольких дистилляций с использованием натуральных ароматизаторов. Большое внимание уделялось очистке от примесей, влияющих на вкус, запах и собственно безопасность продукта. Очистка проводилась естественными коагулянтами, такими как молоко, яйца цельные и яичный белок. Иногда в качестве коагулянта применялся свежеиспеченный черный хлеб, обычно как завершающая стадия очистки передвоенного хлебного спирта, после применения в качестве первоначального коагулянта молока.
В 1785 г. великий русский химик Т.Е. Ловиц в результате длительных экспериментов с древесными углями и различными продуктами – пищевыми кислотами, медом, водой, спиртовыми растворами и др. – установил, что обработка углем «хлебного вина» может существенно улучшить его вкусовые качества без двоения (Ловиц Т.Е. Новый легкий способ освобождения хлебного вина от неприятного запаха и вкуса без ректификации. – С.-Петербург, 1785) ("Отечественные угли в производстве водок" И.И. Бурачевский, Н.А. Шубина, А.Н. Макеева, журнал «Ликероводочное производство и виноделие» № 5 (89), 2007 г.). Полученный продукт из-за частичного окисления спирта до уксусной кислоты и уксусно-этилового эфира имел мягкий вкус и характерный запах, получивший впоследствии название «водочного».
Эта работа открыла новую эпоху производства водки. Технология получила широкое распространение и является основной по сей день.
Изначально применялись такие угли как буковый, липовый, дубовый, осиновый, тополиный. Первые четыре вида - дорогостоящие и использовались в основном в XVIII веке при домашнем дворянском винокурении и отчасти в XIX веке при выделке высших сортов водки. Кроме того, их применение было ограничено определенными географическими регионами. Ольховый уголь применялся частным винокурением до 1861 года. Липовый использовался даже в советское время до 1940 года. Но практически основным видом угля в русском винокурении стал березовый уголь, самый дешевый, широко распространенный, изготавливавшийся в массовых масштабах в царской России в течение всего XIX века как непременный компонент домашнего обихода (для самоваров) и обладающий относительно высокой сорбционной способностью.
Таким образом, можно сделать вывод: березовый уголь в производстве водки получил распространение благодаря доступности и низкой стоимости, а не благодаря свойствам формирования определенного водочного вкуса. Поэтому сегодня стали применятся кокосовые, косточковые угли, которые обладают более высокой активностью и сорбционной емкостью.
История развития технологии угольной фильтрации водки
В бывших казенных винных складах сортировку пропускали через слой зернённого угля простого обжига (сырца), загруженного в медные, луженые внутри колонки диаметром 700 и высотой 4000 мм. Количество колон в батарее составляло от 5 до 8. При этом скорость обработки хлебного вина была крайне низкая – выдержка в колонне была не менее 24 часов. Расход угля вина составлял – 135 - 4100 г на 1 ведро (примерно 1 дал).
Уголь-сырец содержит в своих порах значительное количество смол и других тяжелых продуктов пиролиза. Развитие технологии производства углей, а именно открытие способа активирования углей водяным паром, когда в процессе активации примеси выгорают, и внутренняя поверхность угля увеличивается во много раз, позволило получить угли, имеющие более высокие сорбционные показатели. При этом значительно повысились и каталитические свойства угля, влияющие на скорость окислительно-восстановительныех реакций. В 1936 г. Всесоюзная отраслевая конференция работников спиртовой промышленности приняла решение не допускать применения способов обработки сортировки активированным углем, которые ведут к контакту сортировки с углем больше 30 мин, и установила норму расхода угля: для очистки 40 %-ной водки – 16 г на 1 дал, для 50%-ной – 20 г, для 56%-ной – 23 г. То есть количество угля снизилось 8,5 - 256 раз.
Это было существенным техническим шагом, ведь теперь вместо пяти-восьми работающих последовательно колонн могла работать одна и на значительно большей скорости, время контакта водно-спиртовой смеси с углем снизилось с 24 часов до 0,5 часа.
Что представляет из себя угольная колонна – это вертикальная емкость высотой 4 метра и диаметром 0,7 м, в которую засыпается уголь. Фильтрация ведется динамическим способом, т.е. через неподвижный слой угля под давлением проходит водно-спиртовая смесь (сортировка), давление создается напорной емкостью (подробнее см. Обработка водочной сортировки активным углем). Динамический способ признан наиболее оптимальным для производства водки, поскольку позволяет контролировать параметры обработки сортировки: изменяя скорость прохождения сортировки через уголь можно регулировать органолептику водки на выходе, применять различные угли, в том числе смеси углей (угольный микс). Так же динамический способ позволяет углю «раскрыться», т.е. после некоторого времени постоянной работы уголь выходит в режим, и дает наилучшие органолептические показатели водки.
Но вместе с тем работа на колонне имеет и недостатки:
существенное повышение массовой доли альдегидов при запуске и временных остановках угольных колонн
невысокая скорость обработки сортировки
большой расход угля (250...300 кг/50...150 тыс. дал сортировки)
неравномерность обработки сортировки (каналообразование, самосортирование угля)
высокие технологические потери угля
громоздкость оборудования
неудобство в обслуживании
невозможность периодической работы
Угольная колонна требует стабильного круглосуточного режима работы, в противном случае, при остановках, происходит активное накопление альдегидов, т.е. образуется неисправимый брак. На промывку угольной колонны после остановки требуется до 2 - 3 тонн сортировки, что является сегодня непозволительной роскошью. Нестабильность работы сказывается и на качестве продукта, оно так же нестабильно. Сегодня водка уже не дефицит, прилавки магазинов изобилуют разнообразием брендов, рассчитанных на самого разного покупателя. Сложившиеся рыночные условия существенно снизили объемы выпуска многих ликеро-водочных заводов и такая технология производства стала не удобной и достаточно затратной. Колонны могут обеспечить работу водочных заводов имеющих большие объемы продаж, но предприятиям с низкой реализацией продукции такой способ производства уже не позволяет обеспечить оптимальную себестоимость, и что более важно, не обеспечивает необходимое качество продукции, позволяя вытеснить себя с прилавка более качественному конкуренту. Это особенно важно для новых предприятиятий, для которых качество – это билет в жизнь.
Для тех, кто планирует водочное производство и не имеет пока соответствующего опыта, думаем, следует пояснить, что такое неисправимый брак и как он образуется.
На территории бывшего СССР в каждой республике есть стандарты по качеству водки (в других странах их нет), в которых регламентируется содержание метанола, сивушных масел, эфиров и альдегидов. Метанол и сивушные масла в процессе изготовления водки величины практически неизменные, т.е. их содержание сразу обуславливается качеством входящего спирта. А вот эфиры и альдегиды – это результат окисления этилового спирта в процессе угольной обработки, ведь уголь помимо функции сорбента выполняет ещё и функцию катализатора окислительно-восстановительных реакций, в результате которых уходит резкий вкус и запах спирта, и появляется водочный вкус и аромат, т.е. уголь формирует вкус водки.
В процессе угольной обработки в водке образуются различные компоненты и химические соединения влияющие на её вкусовые качества. А начинается все со следующих реакций:
СН3 СН2. ОН + O2 —-------> СН3 СOН + O —-------> СН3СOOН
Этанол Ацетальдегид (альдегид) Уксусная кислота
Скорость реакции окисления на первой стадии (этанола до ацетальдегида) протекает со значительно большей скоростью, нежели окисления ацетальдегида до кислоты, поэтому при снижении скорости или при остановке фильтрации образуется избыток ацетальдегида, который, в отличие от уксусной кислоты, не сорбируется углем и переходит в продукт. Ацетальдегид имеет резкий запах и вкус, а так же негативно влияет на похмельный синдром, поэтому содержание альдегида регламентировано. Стандарты на содержание альдегида в каждой стране разные, например, для водок на основе спирта «Люкс» в Украине 4 мг/дм3, в России 3 мг/дм3, в Казахстане 2 мг/дм3. Водка с содержанием альдегида выше допустимого называется неисправимым браком, поскольку снизить содержание альдегида можно либо на спиртзаводе, либо при помощи специальных сорбентов, которые весьма не дешевы и не обеспечивают необходимые вкусовые качества.
В 80-90 годах, альтернативой динамическому способу, на нескольких заводах была внедрена так называемая система «Полтовчанка» - способ обработки сортировки во взвешенном слое угля. Система позволила заводам работать как периодически, так и непрерывно. При этом в установке происходит приготовление водно-спиртовых растворов с одновременной подачей сорбента и последующим отделением его на фильтрах. Перемешивание сорбента и ингредиентов осуществляется сжатым воздухом. Благодаря турбулентному режиму движения, небольшим размерам зерен угля (размер зерен должен быть 0,2—0,4 мм) между сортировкой и активным углем происходит интенсивный массообмен. Последующие доработки этой технологии дали возможность использования помимо угольного адсорбента ещё и такие абсорбенты как модифицированный крахмал, ржаная и пшеничная мука, яичный белок и другие. Кроме того система имела функцию приготовления водно-спиртовой смеси в непрерывном потоке.
Неоспоримым преимуществом данного способа в том, что он позволил заводам работать периодически. Но в то же время требуются дополнительные существенные затраты на очистку водки от высокого содержания мелкодисперсной пыли. Что бы из водки угольного цвета и нулевой прозрачности сделать кристально чистую, требуется система многокаскадной фильтрации, включающая фильтры грубой очистки, фильтр-пресс, фильтры картриджного типа, так же увеличиваются расходы на финишную фильтрацию перед розливом. Данный способ увеличивает трудозатраты как при самой обработке сортировки, так и на поддержание чистоты производственных помещений. А если говорить о вкусовых качествах получаемой таким способом водки, то тот факт, что данная технология не применяется ни одним заводом, выпускающим известные бренды, говорит сам за себя.
Существуют и другие технологии обработки сортировки, но они не получили широкого распространения.
Данные технологии имеют существенные недостатки в условиях современного производства. Сегодня требуются более современные подходы, позволяющие обеспечить низкую себестоимость продукции и одновременно высокое качество.
Реалии наших дней
Итак, давайте вернемся в наши дни. На дворе ХХI век. Что же такое сегодня угольная обработка? Каковы её задачи? Это принципиальный вопрос, ведь от того насколько мы современны и объективны зависит наша эффективность и конкурентоспособность.
Сегодня рядовому потребителю рассказывают об уникальных методах очистки той или иной водки. Но настоящий специалист, наблюдая за работой отдела маркетинга и рекламы, улыбнется, поскольку очистка водки определяла качество продукта в прошлом веке, вплоть до появления спиртов класса «Высшая очистка», «Экстра» и «Люкс». Эти спирты существенно отличаются от используемых раньше спиртов, которые сегодня называются спирт-сырец. В таблице 1 приведены физико-химические показатели качества спиртов, которые на практике ещё ниже. В современных спиртах содержание сивушных масел, метанола и прочих примесей, имеющих неприятный запах и токсичные свойства крайне низкое. То, что раньше очищали углем, сегодня гораздо более эффективно удаляется на спиртзаводах современными системами ректификации.
Таблица 1. Физико-химические показатели качества спирта этилового ректификованного
во вложении
Так же изменился подход к воде. Современные системы водоподготовки позволяют провести очистку воды до любого уровня чистоты, вплоть до дистиллированной. Система водоподготовки сегодня есть на каждом ликеро-водочном заводе.
Тогда от чего очищается сортировка? На самом деле сегодня угольная обработка играет роль не очистки, а формирования вкуса водки за счет химических процессов, о которых мы говорили выше. Удаление же примесей спирта, как правило, является не прямым следствием адсорбции этих примесей, а результатом катализируемых углем окислительно-восстановительных реакций (см. Обработка водочной сортировки активным углем).
Роль очистки пришлось искусственно актуализировать в новое время, чтобы выделиться среди сотни брэндов. Снова вспомнили о крахмале и молоке, многоступечатых системах угольной очистки, хотя для этого и пришлось вернуться к более жесткой воде и к менее чистым спиртам, т.к. в современной сортировке, из-за её чистоты, коагулянт (молоко, крахмал) просто не сможет уйти в осадок.
Появились новые технологии: Серебряная фильтрация, Платиновая, Золотая, Бриллиантовая, Жемчужная, автором которых собственно и является НПП «Технофильтр». Мы сознательно ставим их в один ряд, как это делают многие кто о них слышал, но именно для того что бы их все же разделить. Хотим подчеркнуть, что своим рождением наши технологии обязаны производителям водки, только одни из них действительно создавались для рекламных кампаний (Золотая фильтрация, Бриллиантовая, Жемчужная), другие же, такие как Серебряная и Платиновая фильтрация, стали результатом многолетней исследовательской работы, зарекомендовали себя более чем на 200 предприятиях отрасли и, что особо хотелось бы подчеркнуть, являются эволюционным продолжением динамического способа обработки сортировки и водки, который считается классическим и наиболее эффективным. И что важно: теперь ДИНАМИЧЕСКИЙ способ стал ПЕРИОДИЧЕСКИМ.
