книги из ГПНТБ / Оптимизация использования сырья в винодельческой промышленности

Описанные мероприятия позволяют сократить потери спирта в процессе перегонки и на вспомогательных операциях, примерно на 20 процентов [71].

Среднегодовые нормативные потери при перегонке виноматериалов на болгарских и тарантских аппаратах, включая и вспомо­ гательные операции, за период 1968—1971 годов составляли 1,91 процента. Уменьшение этих потерь на 20 процентов означает дове­ дение их до 1,53 процента, то есть на 0,38 процента меньше нор­ мативных.

При плане производства на 1973 год по Молдавии 300 тыс. дал а/а коньячных спиртов экономия составит:

300000X0,0038=1140 дал а/а.

При средней цене 50 рублей за 1 дал а/а коньячного спирта эко­ номия в суммарном выражении будет равна:

50 руб. ХІ140 дал а/а = 57 тыс. рублей.

Борьба с потерями невозможна без точного учета количества принимаемого сырья и сдаваемого коньячного спирта. Правильный отбор средней пробы, точность замера при установленной темпе­ ратуре илч взвешивания спиртовой жидкости определяют точность учета количества безводного спирта, содержащегося в сырье, от­ ходах и готовых продуктах.

Процесс выдержки коньячных спиртов сопряжен со значитель­ ными потерями.

Длительное взаимодействие коньячного спирта с экстрактив­ ными веществами древесины дуба в присутствии кислорода воз­ духа является необходимым условием для получения выдержан­ ного коньячного спирта. В настоящее время выдержка коньячных спиртов производится в основном в дубовых бочках емкостью от 20 до 70 дал, собранных из плотных колотых клепок. Предвари­ тельно клепку необходимо сушить не менее трех лет, так как тара, изготовленная из сырой клепки, непригодна для выдержки конь­ ячных спиртов.

Потери спирта при выдержке в дубовой таре происходят в ре­ зультате впитывания в клепку и испарения.

Впитывание происходит вследствие перемещения спирта в ка­ пиллярах клепок бочки. Вдоль волокна (в торцовом направлении) жидкость продвигается за счет капиллярных сил, в радиальном и тангентальном направлениях спирт продвигается, главным образом вследствие диффузии.

Установлено, что проницаемость коньячного спирта в древеси­ ну дуба вдоль волокон в 2,4 раза выше, чем в тангентальном на­ правлении [45].

Интенсивность впитывания и испарения коньячного спирта за­ висит также от целого ряда метеорологических и технологических факторов. Температура окружающего воздуха, влажность, атмос­ ферное давление, воздуходвижение изменяются в зависимости от времени года. Это объективные факторы, связанные с расположе­ нием спиртохранилищ. Длительность выдержки коньячного спир­

110

та, типы спиртохранилищ, качество, объем и герметичность тары зависят от организационного и технологического уровня производ­ ства. квалификации и опыта рабочих.

Особое значение имеет температура. При 10—15°С потери сравнительно невелики, но при дальнейшем ее повышении они на­ чинают резко увеличиваться.

(в пересчете на абсолютный алкоголь); до 25°С—увеличивались примерно вдвое и свыше 25°С — в 3 раза [71].

К увеличению потерь спирта приводят повышение относитель­ ной влажности воздуха и понижение атмосферного давления.

Метеорологические факторы (температура, давление, влаж­ ность, воздуходвижение) действуют не обособленно друг от дру­ га, а в определенной взаимосвязи.

Повышение влажности влечет за собой увеличение потерь только при высокой температуре.

Так, например, при относительной влажности 95—100 процен­ тов и температуре 18°С потери были несколько меньше, чем при такой же температуре и влажности 75—80 процентов. В то же вре­ мя при более высокой температуре потери увеличивались с ростом относительно влажности окружающего воздуха [73].

Температура и влажность окружающего воздуха также оказы­ вают влияние на изменение крепости коньячных спиртов в процес­ се выдержки.

Если коньячный спирт хранится в помещении с большой влаж­ ностью и невысокой температурой, то улетучивание паров воды сни­ жается, а спирта увеличивается, поэтому его крепость снижается.

При хранении спирта в помещении с пониженной относитель­ ной влажностью и высокой температурой интенсивнее испаряются пары воды, чем спирта. В результате крепость коньячного спирта увеличивается за счет уменьшения общего объема.

Так, при годовых инвентаризациях на Тираспольском винно-ко­ ньячном заводе в спиртах, хранящихся на II этаже спиртохрани­ лища, наблюдается увеличение крепости на 0,2—0,3 об.%, а на I этаже, где средняя температура ниже и относительная влажность выше, чем на II этаже, отмечалось снижение крепости на 0,15— 0,25 об.%. Аналогичная картина наблюдается и на Бардарском винзаводе. В опытных партиях коньячного спирта происходит по­ вышение крепости спирта до 0,5—0,7 об.% за год хранения в очень сухом и жарком помещении.

Экспериментальных данных об увеличении потерь с уменьше­ нием давления нет. По формуле Лапласа можно рассчитать баро­ метрическое давление для мест, расположенных на определенной высоте над уровнем моря. По закону Дальтона скорость испарения обратно пропорциональна барометрическому давлению.

На заводах Молдавии, расположенных в среднем на высоте 100 метров над уровнем моря, влиянием барометрического давления на испарение спирта можно пренебречь. При прочих равных усло­ виях испарение в Тбилиси будет на 5 процентов, а в Ереване, рас­

111

положенном выше 1000 метров над уровнем моря, на 12 процен­ тов интенсивнее, чем в Молдавии. При одних и тех же условиях, но с увеличением скорости воздухообмена испарение усиливает­ ся. Поэтому в помещении, где воздухообмен ограничен, потери ниже.

При хранении коньячного спирта на открытом воздухе сильные жаркие ветры не только усиливают испарение спирта, но и сушат клепку бочек, в результате чего образуются трещины и течи. Уве­ личению потерь способствуют также резкие колебания температу­ ры и влажности воздуха, смена затишья ветреной погодой. Вслед­ ствие этих колебаний образуются щели на стыках клепок, уторах и т. д. Наиболее действенные меры по сокращению потерь, связан­ ных с метеорологическими условиями,— это ликвидация выдерж­ ки коньячных спиртов на открытом воздухе и оборудование спиртохранилищ установками, дающими возможность круглосуточно поддерживать в помещении температуру 18—20°С и относитель­ ную влажность 75—-85 процентов. Среднегодовые потери коньяч­ ного спирта при бочковом хранении в помещениях составляют 3,7 процента, а на открытом воздухе по нормам — 6,85 процента.

Фактические же потери при выдержке коньячных спиртов на открытом воздухе превышают нормативные, особенно в летние знойные месяцы, когда бочки со спиртом находятся под действием палящих лучей солнца. Нет надобности доказывать экономическую целесообразность хранения коньячных спиртов в помещениях, сто­ имость строительства которых окупается за 5—6 месяцев.

Важнейший технологический фактор, влияющий на величину потерь,— длительность выдержки. Наиболее перспективные спирты (высококачественные) выдерживают свыше 5 лет, менее перспек­ тивные — от 3 до 5 лет. Поэтому следует тщательнее подходить к от­ бору спиртов на долголетнюю выдержку. Неправильное решение приводит к тому, что спирт, находящийся на выдержке 5 и более лет, плохо созревает, после чего его используют в купажах для приготовления коньяка «Три звездочки», то есть затраты на его выдержку получаются совершенно неоправданными.

Малопригодны для выдержки коньячных спиртов подвальные спиртохранилища; температура в них слишком низкая, а относи­ тельная влажность обычно очень высокая. В качестве примера можно назвать Грушевские штольни в Молдавии, в которых спирт плохо созревает. Некоторая экономия в потерях при хране­ нии спирта в этих штольнях не оправдывается, так как качест­ венные показатели его. очень медленно улучшаются.

В каждом спиртохранилище необходимо вести повседневное наблюдение за температурой и относительной влажностью возду­ ха, и в случае значительных отклонений от нормы обоснованно изменять их. На потери спирта оказывает влияние п объем бочек, причем с увеличением объема бочек потери при хранении умень­ шаются.

112

50 см2 на 1 литр спирта) процесс созревания спирта медленно про­ текает, что удлиняет процесс выдержки.

В таблице 45 приведены сравнительные данные о потерях спир­ та в зависимости от емкости тары в течение двух лет в двух спиртохранилищах Кишиневского винно-коньячного комбината1.

Температурные режимы в спиртохранилищах 3 и 4 были при­ мерно одинаковые.

Т а б л п ц а 45

Аналогичная зависимость была установлена А. Д. Лашхи на

На основании многолетнего производственного опыта установ­ лено, что оптимальная емкость бочек для выдержки коньячного спирта равна 40—50 дал, удельная поверхность в них составляет 65—70 см2 на 1 л спирта.

На величину потерь также оказывает влияние срок хранения коньячного спирта, его крепость и срок изготовления бочек.

О влиянии этих факторов можно судить по данным А. Д. Лаш- -\н, приведенным в таблицах 47, 48.

Установлено, что наиболее итенсивные потери спирта происхо­ дят в первое полугодие выдержки, а затем они постепенно сокра­ щаются.

Из приведенных таблиц 47—48 следует, что при выдержке в новых бочках потери больше, чем в старых; на второй и после­ дующие годы выдержки потери сокращаются, а в спирте меньшей крепости потери ниже, чем в спиртах большей крепости.

В. И. Нилов и И. М. Скурихин указывают на некоторую интен­ сификацию процессов гидролиза компонентов древесины дуба с понижением крепости коньячного спирта, находящегося на вы­ держке.

Опыты А. Д. Манасяна показали, что коньячные спирты, раз­ веденные до 50 об.%, по своим органолептическим показателям были лучше, чем контрольные образцы. Дополнительные затраты на тару и производственные помещения в размере свыше 30 про­ центов, которые будут иметь место при разведении коньячных спиртов, находящихся на выдержке, до 50 об.%, не окупаются экономией в потерях при хранении коньячных спиртов крепостью 50 об.% по сравнению с крепостью 65 об.%.

Незначительное улучшение качества не оправдывается столь большими излишними затратами на тару и производственные по­ мещения, которых, кстати, до последнего времени не хватало для размещения всего количества коньячных спиртов, находящихся на выдержке.

Экономическая нецелесообразность разбавления спиртов под­

По данным таблицы 49 определяем экономию в потерях, полу­ ченную за счет хранения разбавленного спирта:

4,17%-3,71% =0,46%.

114

При оптовой цене предприятия за 1 дал а/а коньячного спирта 50 руб. экономия составит:

------ ——:— у 50 = 230 рублей.

Но дополнительные затраты на увеличение бочкотары и соот­ ветствующих помещений для ее размещения, а также расходы по уходу возрастают в расчете на 1000 дал а/а спирта примерно на 248,5 рубля. То есть в данном случае экономия по потерям не компенсирует необходимых для ее достижения затрат.

Выдержка спиртов в бочках на открытом воздухе или в по­ мещениях с резко изменяющейся температурой приводит к обра­ зованию течи из-за деформации бочек. Деформацию можно объ­ яснить тем, что древесина дуба обладает неодинаковым коэффи­ циентом линейного расширения (вдоль волокон он составляет

6 X ІО-6, а поперек — 40X 10-6) .

При выдержке коньячных спиртов в бочкотаре особенно важ­ но поддерживать герметичность тары.

Исследования, проведенные в Армении, показали, что потери спирта в июле—октябре через шпунт в зазоры между шпунтом и клепкой составили 52—53 процента от общего объема потерь [44].

Позже были проведены исследования по разным вариантам, подтверждающие значительное сокращение потерь при парафини­ ровании шпунтов и шпунтовых отверстий.

Исследования проводились в спиртохранилищах с неодинако­ выми температурными условиями и относительной влажностью воз­ духа. Под наблюдение брались спирты различного возраста, хра­ нящиеся в герметизированных бочках разной емкости, а также со­ ответственно в негерметизированных при одинаковых условиях.

Как видно из данных, приведенных в таблице 50, при всех ус­ ловиях потери в герметизированных бочках меньше, чем в негер-

метизированных.

Выдержка спиртов в бочках с парафинированными и крашены­ ми торцами особенно эффективна в спиртохранилищах с близкими к нормальным условиям температурам и влажности.

Бочки в спиртохранилищах устанавливаются в три-четыре яру­ са. При этом тара нижних ярусов, особенно первого, до некоторой, степени деформируется и дает течь, ремонт же бочек в этих усло­

виях затруднителен.

Стеллажный метод установки бочек, рекомендованный В. Д. Цицишвили и И. М. Скурихиным, дает возможность несколько со­ кратить потери и удлинить срок годности бочек.

И. М. Скурихин считает, что при стеллажном методе хранения, потери спирта должны сократиться не менее чем на 30 процен­ тов.

Особенно удобен, по мнению авторов, стеллажный метод в тех спиртохранилищах, где коньячные спирты сосредоточены в широ­ ком ассортименте по маркам, партиям и срокам выдержки. В на­ стоящее время этот способ хранения коньячных спиртов не нашел широкого применения, так как сооружение стеллажей связано со значительными капитальными затратами, уменьшает коэффициент использования полезной площади при четырехъярусном располо­ жении бочек II затрудняет использование помещений под другие виды тары: буты и эмалированные цистерны.

Применение широких клиньев из дерева, а лучше — из плот­ ной резины или другого синтетического материала, имеющих боль­ шую поверхность соприкосновения с бочками, значительно сокра­ щает удельную нагрузку на бочки нижних ярусов, и деформация их уменьшается. Чтобы не допустить течи спирта, следует перио­ дически, не реже двух раз в неделю, осматривать бочки. Наряду с обычными средствами, применяемыми бондарямщ для предотвра­ щения течи (рогоза, дубовые шпильки и т. д.), была предложена спиртонерастворимая замазка, приготовленная по рецептуре из во­ ды, желатина, окиси цинка и обожженного гипса [43].

Чтобы полностью приостановить течь, поверхность уторов пок­ рывают горячей замазкой два-три раза. Ее применение более эф­ фективно до наполнения бочек спиртом, когда торцы и уторы су­ хие. Покрыв их замазкой, сверху следует покрасить двойным слоем белил.

На основе производственного опыта и исследований установле­ ны нормы потерь коньячного спирта при выдержке и хранении в дубовой таре и в металлических эмалированных емкостях. Нормы годовых потерь в процентах к содержанию безводного спирта в исходном количестве коньячного спирта в закрытых помещениях, приводятся в таблице 51.

С целью ускорения созревания и сокращения потерь при вы­ держке предложены физико-химические методы воздействия на коньячный спирт: токами высокой частоты, ультразвуком, кислоро­ дом и др.

116

(опилок, стружек, кубиков, щепок) при высокой температуре хи­ мическими и ферментативными препаратами.

Однако все эти приемы в лучшем случае используются при про­ изводстве коньячных напитков.

Выдержка коньячных спиртов в металлических эмалированных: цистернах с погруженной клепкой позволяет воспроизводить про­ цессы, аналогичные с происходящими при бочковой выдержке.

В. И. Нилов и И. М. Скурихин рекомендуют при выдержке конь­ ячных спиртов использовать в резервуарах дубовую щепку, план­ ки, обработанные щелочью.

Л. М. Джанполадян считает целесообразным загружать резер­ вуары клепками, подвергшимися термической обработке.

Действующая же технологическая инструкция предусматривает для выдержки коньячных спиртов в металлических эмалированных емкостях для коньяка «Три звездочки» применять дубовую клепку, обработанную одним из трех следующих способов: по методу Краснодарского политехнического института, так же как и новые бочки, или по методу института «Магарач» раствором едкого нат­ рия или едкого калия, или по методу Армянского научно-исследо­ вательского института, подвергнутую термической обработке в те­ чение 5—7 дней при температуре 110—І25°С.

Обработанную одним из указанных способов клепку уклады­ вают в резервуары из расчета удельной поверхности 80—100 ква­ дратных сантиметров на 1 литр коньячного спирта. После укладки: клепок их промывают умягченной водой, а затем резервуар за­ полняют спиртом, оставляя воздушную камеру в размере 5 про­ центов емкости резервуара.

117

Ежемесячно в спирт вводят кислород, создавая давление в ре­

зервуаре 0,2 атм.

Дегустационная оценка коньячных спиртов, выдержанных в ре­ зервуарах на клепках, не ниже, чем контрольных образцов боч­ ковой выдержки. Это вполне естественно, так как при бочковой выдержке удельная поверхность 65—70 квадратных сантиметров :на литр спирта, то есть на 15—30 процентов, меньше, чем при ре­

зервуарной выдержке.

В спиртах, прошедших выдержку в резервуарах на клепках, на­ блюдалось более интенсивное накопление ацеталей, гексоз, ду­ бильных веществ и экстракта, чем в контрольных образцах боч­ ковой выдержки.

И хотя при выдержке коньячных спиртов в эмалированных ре­ зервуарах с погруженными дубовыми клепками имеются потери,

•еще недостаточно исследованные (хотя известно, что максималь­ ное количество их приходится на впитывание спирта в древеси­ ну дуба), выдержка коньячных спиртов в металлических эма­ лированных резервуарах создает полную возможность получения качественных коньяков.

Потери на впитывание коньячных спиртов в дубовые клепки

тери на впитывание, рассчитанные по вышеприведенной формуле, примерно составляют 4,4 процента.

На величину потерь в эмалированных резервуарах, кроме того, влияют способ и количество вводимого в резервуар кислорода, периодическое введение которого необходимо для нормального со­ зревания коньячных спиртов.

Чем больше и реже вводить кислород в резервуар, тем ниже по­ тери спирта.

Экономическая эффективность выдержки коньячных спиртов в эмалированных цистернах в расчете на 1 тыс. дал а/а характери­ зуется данными таблицы 52.

В настоящее время на ряде заводов Молдвинпрома МПП МССР уже проводится выдержка коньячных спиртов на дубовой клепке в эмалированных емкостях. Только в Молдавии в 1972 году выдерживалось в эмалированных емкостях более 200 тыс. а/а конь­ ячных спиртов. В соответствии с приведенными выше показателя­ ми, годовой экономический эффект на такой объем производства равен: 981,53X200=196,3 тыс. рублей.

118

При этом в расчете еще не учитывается возврат спирта пос­ ле окончания срока использования данной партии клепок (срок эксплуатации на 3 залива — до 9 лет).

При трех заливах на впитывание нормативные затраты состав­ ляют 52 дал а/а на 1 тыс. дал а/а коньячных спиртов.

Примерно 50 процентов от этого количества можно извлечь с помощью умягченной воды (залив воды на использованную клеп­ ку) с последующим использованием спиртосодержащей воды в купаже коньяка.

Таким образом, годовой возврат составит:

---------- = 2,9 дал а/а,

или в денежном выражении: 50X2,9 = 145 рублей.

На эту сумму дополнительно уменьшаются эксплуатационные затраты при выдержке в эмалированных емкостях, что в расчете на 100 тыс. дал а/а составит 145X100=14,5 тыс. рублей.

Кроме значительного уменьшения потерь при резервуарной вы­ держке, расход дефицитной дубовой клепки в 4—5 раз сокращает­ ся, а полезная емкость существующих спиртохранилищ значитель­ но увеличивается.

В процессе длительной выдержки в дубовых бочках и эмали­ рованных резервуарах приходится выполнять различные опера­ ции, связанные с технологической обработкой и учетом спиртов: перекачивание, доливки, перемешивание, отъем и т. д. При со­ блюдении определенных требований некоторые операции можно совмещать и тем самым несколько сокращать потери. Так, потери спирта в цехе выдержки, связанные с учетом и технологическими операциями, начинаются с его приемки, поэтому ее целесообраз­ нее совместить с эгализацией, чтобы ликвидировать дополнитель­ ные потери, сопровождающие промежуточные операции.

Эгализируют спирты с учетом их качества и происхождения. Для згализации лучше всего использовать эмалированные метал­ лические резервуары большой емкости, оборудованные воздушни­ ками, снабженными спиртоловушками. Перемешивать спирты

119