Общая технология отрасли. Учебное пособие

Для определения испытаний применяют дистиллированную воду, не содержащую углекислоту. Для этого дистиллированная вода должна быть свежепрокипяченной и охлажденной или нейтрализованной раствором гидроокиси натрия концентрацией 0,1 моль/дм3 до слаборозовой окраски по фенолфталеину.

Приготовление вытяжки для определения титруемой кислотности. В коническую колбу вместимостью 250 см3 переносят количественно горячей водой через воронку навеску продукта массой от 20 до 40 г в зависимости от предполагаемой кислотности (из расчета, что содержание кислоты в вытяжке составит примерно 1 г/дм3), взятую с погрешностью не более 0,1 г. Затем в

колбу до половины ее объема приливают воду с температурой 80±5 оС, тщательно встряхивают и выдерживают30 минут, периодически встряхивая. После охлаждения содержимое колбы количественно переносят в мерную колбу вместимостью 250 см3 и доливают водой до метки. Закрыв колбу, тщательно перемешивают содержимое и фильтруют через фильтр или вату.

Потенциометрическое титрование. В химический стакан отбирают пипеткой от 25 до 100 см3 фильтрата (вытяжка), подбирая такое его количество, чтобы на титрование расходовалось не менее 6 см3 раствора гидроокиси натрия.

Фильтрат титруют при непрерывном перемешивании раствором гидроокиси натрия сначала довольно быстро– до рН 6,0, затем несколько медленнее до рН 7,0, после чего титрование проводят следующим образом: одновременно приливают четыре капли титранта, отмечая расходуемое количество и значение рН.

Титрование заканчивают добавлением не менее четырех капель раствора гидроокиси натрия после достижения рН 8,1.

Количество раствора гидроокиси натрия, соответствующее точно 8,1, находят путем интерполяции данных титрования. Значения рН, принимаемые для интерполяции, должны находиться в пределах 8,1 ± 0,2.

Визуальное титрование. В коническую колбу отбирают от 25 до 100 см3 фильтрата (вытяжка). Количество фильтрата подбирают так, чтобы па титрование расходовалось не менее6 см3 раствора гидроокиси натрия.

131

В колбу с фильтратом добавляют три капли раствора фенолфталеина и титруют раствором гидроокиси натрия при непрерывном перемешивании до получения розовой окраски, не исчезающей в течение 30 с.

Титруемую кислотность Х в расчете на преобладающую кислоту в процентах вычисляют по формуле:

Х = Y · С · М × Yo ×0,1 , m Y1

где Y – объем титрованного раствора гидроокиси натрия, израсходованного на титрование, см3; С – молярная концентрация титрованного раствора гидроокиси натрия, моль/дм3; m – масса навески, г; М – молярная масса г/моль, равная для:

яблочной кислоты М ( 1 С4Н6О5) = 67,0,

2

винной М ( 1 С4Н6О6) = 75,0,

2

лимонной М ( 1 С6Н8О7) = 64,0,

3

уксусной М (С2Н2О4) = 45,0

Y0 - объем, до которого разведена навеска, см3; Y1 - объем фильтрата, взятого для титрования, см3.

За окончательный результат испытания принимают среднее арифметическое двух параллельных определений, допускаемое расхождение между которыми не должно превышать 5 %.

Контрольные вопросы

1.На какие группы делят плоды?

2.Каков средний химический состав плодов и ягод? Приведите примеры.

3.Какими методами можно определить содержание -су щих веществ в плодах и ягодах?

4.Как определяется титруемая кислотность?

132

Лабораторная работа № 14.

АНАЛИЗ ЭТИЛОВОГО СПИРТА

Цель работы: изучить основные методики анализа этилового спирта; оценить качество спирта в соответствии с показа-

дегидов); типовые растворы для определения содержания альдегидов – растворы с содержанием 25; 15; 5; 2; 1 мг уксусного альдегида в 1 дм3 с объемной долей этилового спирта50 % (или соответственно 50; 30; 10; 4; 2 мг уксусного альдегида в 1 дм3 безводного спирта), раствор салицилового альдегида с массовой долей 1 % в бессивушном и безальдегидном спирте; серная кислота х.ч. с относительной плотностью1,835. Типовые растворы для определения содержания сивушного масла представляют собой ректификованный спирт с определенным содержанием изоамилового (75 %) и изобутилового (25 %) спиртов и уксусного альдегида; типовые растворы для определения метилового спирта– ректификованный спирт с содержанием 0,03–0,05 и 0,13 % (по объему) метилового спирта; фуксинсернистый реактив II для определения метилового спирта; раствор перманганата калия с массовой долей 1 %; серная кислота х..ч с относительной плотностью 1,835, разбавленная в два раза по объему дистиллированной водой; насыщенный раствор щавелевой кислоты, типовой (эталонный) раствор – раствор хлорида кобальта и нитрата уранила в дистиллированной воде.

Теоретические сведения

Летучие примеси, сопутствующие спирту, характеризуются большим разнообразием, в настоящее время их идентифицировано более 70, но общее содержание невелико– обычно не

133

превышает 0,5 % от количества этилового спирта. Все летучие примеси можно разделить на четыре группы: спирты, альдегиды, кислоты и эфиры. Кроме того, выделяют группу азотистых веществ (аммиак, амины, аминокислоты), серосодержащих веществ (сероводород, сернистый ангидрид, сульфокислоты, меркаптаны).

Состав и содержание летучих примесей зависят от вида и качества сырья, принятых технологических режимов его переработки, технологического оборудования. Примеси частично переходят из сырья, воды, вспомогательных материалов, частично образуются в процессе приготовления сусла, в частности, воднотепловой обработки сырья, однако основная их часть появляется в процессе брожения.

Пути образования примесей можно разделить на метаболический (определяемый видом используемых дрожжей, биохимическим составом сусла, условиями их культивирования, уровнем инфицированности сбраживаемых масс, родовой и видовой принадлежности посторонней микрофлоры основного и вспомогательного видов сырья) и технологический (ботанический состав, дефектность сырья, тепловые режимы разваривания, технология выделения и ректификации спирта.)

Спирт из бражки выделяют с помощью перегонки на сырцовых и брагоперегонных установках. При этом вместе с ним отгоняется и значительная часть сопутствующих летучих примесей. Получаемый при этом продукт называется спиртом-сырцом. Ректификованный спирт получают непосредственно из бражки или путем очистки спирта-сырца от примесей ректификацией. В спиртовой промышленности ректификованный спирт получают исключительно из бражки.

Различают шесть видов ректификованного спирта (ГОСТ 5962-2013): 1-го сорта, высшей очистки, «Базис», «Экстра, «Люкс», «Альфа». По органолептическим показателям этиловый ректификованный спирт из пищевого сырья должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 29.

По физико-химическим показателям этиловый ректификованый спирт из пищевого сырья должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 30.

134

135

Продолжение табл. 30

136

Наличие фурфурола в спирте не допускается.

Определение содержания этилового спирта

Содержание этилового спирта определяют металлическим или стеклянным спиртомером с применением термометра с ценой деления 0,5 град.

Определение содержания кислот

Вспирте содержится, главным образом, уксусная кислота,

атакже другие летучие карбоновые кислоты. Определение содержания кислот основано на нейтрализации их титрованным раствором гидроксида натрия. Перед титрованием пробу кипятят с обратным холодильником для удаления углекислоты, а затем

титруют, применяя в качестве индикатора бромтимоловый синий. Проведение анализа. В коническую колбу на 500 см3 с

притертым шариковым холодильником отмеряют пипеткой 100 см3 исследуемого спирта, добавляют 100 см3 дистиллированной воды и кипятят в течение15 мин. После кипячения охлаждают до комнатной температуры, закрывая верхнюю часть холодильника трубкой с натронной известью, чтобы в спирт не попал углекислый газ из воздуха; затем снимают холодильник, добавляют 10 капель раствора бромтимолового синего и титруют раствором гидроксида натрия концентрацией 0,05 моль/дм3 до появления голубой окраски, не исчезающей при взбалтывании в тече-

137

ние 1-2 мин. Содержание кислот Ск в пересчете на уксусную (в мг на 1 дм3 безводного спирта) вычисляют по формуле

0,05 моль/дм3, мг; 10 – коэффициент для пересчета на 1 дм3 спирта; 100 – коэффициент для пересчета на безводный спирт; С – объемная доля безводного спирта в исследуемом спирте, %.

Определение содержания сложных эфиров

В спирте содержится главным образом уксусноэтиловый эфир. Определение сложных эфиров основано на реакции омыления их гидроксидом натрия с образованием соли соответствующей кислоты и спирта по уравнению

СН3СООС2Н5 + NаОН → СН3СООNа + С2Н5ОН.

Реакция протекает при кипячении. После омыления к пробе для нейтрализации избытка гидроксида натрия добавляют титрованный раствор кислоты, избыток кислоты оттитровывают NаОН в присутствии бромтимолового синего. Затем находят объем гидроксида натрия, израсходованный на омыление, который эквивалентен количеству омыленных эфиров.

Проведение анализа: После определения содержания кислот к нейтрализованному спирту прибавляют10 см3 раствора гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3. Колбу соединяют с шариковым холодильником и кипятят содержимое в течение часа. После этого колбу охлаждают до комнатной температуры, закрывая верхнюю часть холодильника трубкой с натронной известью; затем отсоединяют холодильник, в колбу приливают 10 см3 раствора серной кислоты концентрацией0,1 моль/дм3 и избыток оттитровывают раствором гидроксида натрия концентрацией 0,05 моль/дм3 при индикаторе бромтимоловом синем.

138

Обработка результатов: содержание эфиров Сэ в пересчете на уксусноэтиловый (в мг на 1 дм3 безводного спирта) вычисляют по формуле

соответствующее 1 см3 раствора гидроксида натрия концентрацией 0,1 моль/дм3, мг; 10 – коэффициент для пересчета на 1 дм3

где 10 – объемы растворов гидроксида натрия и серной кислоты концентрацией 0,1 моль/дм3, см3; V1 – объем раствора гидроксида натрия концентрацией 0,05 моль/дм3, пошедший на оттитровывание избытка кислоты, см3.

Определение содержания альдегидов

Из альдегидов в спирте находится, главным образом, уксусный; другие альдегиды содержатся в меньших количествах. Метод определения альдегидов основан на способности их выделять из бесцветной фуксинсернистой кислоты фуксин, окрашивающий смесь в красный цвет, и на сравнении интенсивности полученных окрасок исследуемого раствора и типовых растворов, содержащих известное количество уксусного альдегида.

При определении содержания альдегидов спирт разбавляют до объемной доли 50 %, т. к. в спиртовых растворах с большим содержанием этанола происходит выделение дисульфита натрия из прибавленного раствора. Интенсивность окраски определяют визуально или фотоэлектроколориметром.

139

Проведение анализа: при исследовании спирта можно ограничиться только определением соответствия его по содержанию альдегидов требованиям государственного стандарта. В этом случае определение производят следующим образом. В пробирку для колориметрирования вливают пипеткой 10 см3 исследуемого спирта, разбавленного до объемной доли этанола50 %, а в другую такую же пробирку – 10 см3 типового раствора, который берется соответственно виду исследуемого спирта с различным содержанием уксусного альдегида.

При определении содержания альдегидов в спирте-сырце исследуемый спирт, разбавленный до объемной доли этанола 50 %, разбавляют в 10 раз бессивушным и безальдегидным спиртом с той же объемной долей. В каждую пробирку затем добавляют из бюретки по 2 см3 фуксинсернистого реактива I, закрывают пробками, содержимое взбалтывают и оставляют на20 мин при температуре 20±2 °С. По истечении указанного времени сравнивают визуально на белом фоне окраски спирта и типового раствора.

Можно также сравнивать окраски с помощью фотоэлектроколориметра в кювете с длиной грани 2,0 см при зеленом светофильтре. Если полученная окраска спирта интенсивнее окраски соответствующего типового раствора, спирт считают не удовлетворяющим требованиям государственного стандарта, если слабее или одинакова, то его считают стандартным.

При необходимости определить не только соответствие государственному стандарту, но и количественное содержание альдегидов в исследуемом спирте, поступают таким образом. В пробирку для колориметрирования наливают 10 см3 разбавленного до объемной доли50 % исследуемого спирта, а в другие пробирки – по 10 см3 соответствующих типовых растворов с различным содержанием уксусного альдегида. Во все пробирки добавляют по 2 см3 фуксинсернистого реактива I, закрывают пробками, содержимое взбалтывают и оставляют на 20 мин при температуре 20±2 °С. По истечении указанного времени сравнивают визуально на белом фоне окраски исследуемого спирта и типовых растворов. По совпадению окрасок находят содержание альдегидов в

140