Томский межвузовский центр
дистанционного образования

В.А. Помозова

ТЕХНОЛОГИЯ ОТРАСЛИ
ТЕХНОЛОГИЯ СПИРТОВОГО И ЛИКЕРО-ВОДОЧНОГО
ПРОИЗВОДСТВ

Учебное пособие

ТОМСК – 2005

Рецензенты: канд. техн. наук Порохова Н.А.;
канд. техн. наук Крупин А.В.

Корректор: Воронина М.А.

Помозова В.А.
Технология отрасли. Технология спиртового и ликеро-водочного
производств. Учебное пособие. − Томск: Томский межвузовский
центр дистанционного образования, 2005. − 165 с.
Рассмотрены теоретические и практические основы технологии
спирта и ликеро-водочного производства. Предназначено для студентов
вузов, научных работников, аспирантов, представляет интерес для
специалистов промышленных предприятий соответствующего профиля.

 Помозова В.А.,
2005
 Кемеровский технологический институт
пищевой промышленности,
2005
 Томский межвузовский центр
дистанционного образования,
2005

3

СОДЕРЖАНИЕ
РАЗДЕЛ 1. ТЕХНОЛОГИЯ СПИРТА ..........................................6
1. ВВЕДЕНИЕ. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ ОТРАСЛИ....6
2. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТА ..................................8
2.1 Картофель. Сорта, химический состав, характеристика,
требования к картофелю как к сырью для производства
спирта..........................................................................................8
2.2 Зерновые культуры. Основные виды, общая характеристика.
Химический состав..................................................................10
2.3 Меласса. Характеристика, химический состав.
Технологическая оценка мелассы ..........................................13
2.4 Сравнительная характеристика сырья спиртового
производства ............................................................................18
2.5 Ферментные препараты ..........................................................19
2.6 Вода и вспомогательные материалы .....................................24
Вопросы и задания для самоконтроля.........................................26
3. ПРИЕМ, ХРАНЕНИЕ, ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ
К РАЗВАРИВАНИЮ....................................................................28
3.1 Транспортировка, прием, учет крахмалсодержащего
сырья .........................................................................................28
3.2 Хранение сырья .......................................................................32
3.3 Подготовка сырья к переработке ...........................................38
Вопросы и задания для самоконтроля.........................................43
4. ВОДНО-ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ЗЕРНА И КАРТОФЕЛЯ 44
4.1 Структурно-механические и химические изменения
веществ крахмалсодержащего сырья.....................................44
4.2 Способы и режимы разваривания крахмалсодержащего
сырья .........................................................................................47
Вопросы и задания для самоконтроля.........................................52
5. ПОЛУЧЕНИЕ ОСАХАРИВАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ ДЛЯ
СПИРТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА .............................................53
5.1 Характеристика ферментов солода и микробных
ферментных препаратов..........................................................53
5.2 Производство солода для спиртового производства............54
5.3 Характеристика продуцентов ферментных препаратов ......58

4

5.4 Поверхностное и глубинное культивирование при
производстве ферментных препаратов..................................59
Вопросы и задания для самоконтроля.........................................62
6. ОСАХАРИВАНИЕ РАЗВАРЕННОЙ МАССЫ .........................63
6.1 Цели осахаривания. Процессы при осахаривании...................63
6.2 Подготовка осахаривающих материалов ..............................64
6.3 Способы и режимы осахаривания..........................................65
6.4 Качество осахаренного сусла .................................................68
Вопросы и задания для самоконтроля.........................................68
7. ПОЛУЧЕНИЕ ЗАСЕВНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ДРОЖЖЕЙ. СБРАЖИВАНИЕ ОСАХАРЕННОГО СУСЛА......69
7.1 Характеристика спиртовых дрожжей ....................................69
7.2 Получение засевных и производственных дрожжей ...........71
7.3 Процессы при сбраживании осахаренного сусла .................75
7.4 Способы и режимы сбраживания осахаренного сусла ........77
7.5 Качественные показатели зрелой бражки .............................81
Вопросы и задания для самоконтроля.........................................81
8. ВЫДЕЛЕНИЕ СПИРТА ИЗ БРАЖКИ И ЕГО ОЧИСТКА
ОТ ПРИМЕСЕЙ ............................................................................82
8.1 Состав бражки и характеристика летучих примесей спирта 82
8.2 Теоретические основы брагоректификации..........................83
8.3 Принципиальные схемы брагоректификационных установок 86
8.4 Основные типы брагоректификационных установок.
Выход спирта, его потери .......................................................90
Вопросы и задания для самоконтроля.........................................96
РАЗДЕЛ 2. ТЕХНОЛОГИЯ ВОДОК И ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ
ИЗДЕЛИЙ .....................................................................................97
9. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОК И ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ..............................................................97
9.1 Ассортимент и характеристика водок ...................................97
9.2 Требования к воде. Способы водоподготовки......................98
9.3 Требования к этиловому спирту. Влияние примесей
на его органолептические показатели .................................102
9.4 Растительное сырье. Условия его хранения........................106
9.5 Основные материалы ............................................................108
9.6 Вспомогательные материалы ...............................................109

5

Вопросы и задания для самоконтроля.......................................109
10. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВА
ВОДОК .....................................................................................111
10.1 Доставка, приемка, хранение спирта и подача его в
производство ......................................................................111
10.2 Способы приготовления сортировок .................................112
10.3 Теоретические основы обработки сортировки активным
углем....................................................................................114
10.4 Фильтрование и обработка сортировок активным углем 116
10.5 Контроль качества водок ....................................................120
Вопросы и задания для самоконтроля.......................................121
11. ПРОИЗВОДСТВО ПОЛУФАБРИКАТОВ ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ ........................................................122
11.1 Ассортимент и характеристика ликеро-водочных
изделий................................................................................122
11.2 Производство полуфабрикатов из растительного сырья 123
11.3 Получение сахарного сиропа и колера ..............................134
Вопросы и задания для самоконтроля.......................................137
12. ПРОИЗВОДСТВО ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ........138
12.1 Купажирование компонентов и корректировка купажа 138
12.2 Фильтрование купажей. Старение ликеров ......................139
12.3 Стабилизация ликеро-водочных изделий..........................140
Вопросы и задания для самоконтроля.......................................144
13. РОЗЛИВ ВОДОК И ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ......145
13.1 Стеклянная посуда, ее приемка и подготовка...................145
13.2 Розлив и внешнее оформление продукции .......................148
13.3 Потери спирта и пути их сокращения ...............................150
Вопросы и задания для самоконтроля.......................................152
14. ДЕГУСТАЦИОННАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СПИРТА
И ЛИКЕРО-ВОДОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ..............................153
14.1 Основы дегустационного анализа......................................153
14.2 Балловая оценка спирта и ликеро-водочных изделий......154
Вопросы и задания для самоконтроля.......................................159
15. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА ....................160
СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ.........................165

6

Раздел 1. ТЕХНОЛОГИЯ СПИРТА
1. ВВЕДЕНИЕ. КРАТКАЯ ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
ОТРАСЛИ
Технология спирта – одно из древнейших производств. Считается, что впервые спирт был получен в Китае и на среднем Востоке
около 2 тыс. лет до нашей эры. По другим данным открытие спирта
связано с открытием процесса перегонки. Упоминание об этом было
обнаружено в манускрипте, датированном первым тысячилетием до
нашей эры. По некоторым данным первую бутылку спирта получил
арабский алхимик Рагез в конце IX века нашей эры.
Многие термины, связанные со спиртовым производством,
имеют арабское происхождение. В частности, алкоголь – от арабского alkohol, что переводится как мельчайшая вещь. Спирт свое
название получил от латинского spiritus vini, что означает дух вина.
К XIV веку во многих странах уже широко используется перегонка спирта из сброженного зерна. В этот же период винный
спирт, получаемый в ряде монастырей Италии и Франции под названием аква вита (вода жизни), попал в Россию с генуэзским посольством.
Технология спирта на Руси получила развитие, начиная с
XV века. Тогда в период с 1448 по 1478 год, согласно исследованиям В.В. Похлебкина, была изобретена технология выгона хлебного спирта – винокурение. Впоследствии, полученный по этой
технологии продукт был назван русской водкой.
По современной номенклатуре технология спирта относится
к биотехнологии, так как в процессе производства спирта используются биологические катализаторы – ферменты, различные
микроорганизмы.
Этиловый спирт широко используется в народном хозяйстве.
Основной его потребитель – пищевая промышленность. Спирт является основным сырьем в ликеро-водочной промышленности.
Современная технология производства спирта основана на
последних достижениях биотехнологии, внедрении новых технологических процессов и оборудования.

7

В настоящее время в России действуют более 140 заводов с
общей мощностью 90 млн. дал спирта в год. Потребность же в
спирте с учетом его использования в виноделии, производстве
косметических препаратов и т.д. оценивается в 120 млн. дал в
год.
Увеличение выпуска спирта предполагается достичь, прежде всего, путем повышения выхода спирта из 1 тонны условного
крахмала. В настоящее время выход спирта на крупных отечественных предприятиях достигает 66,5 дал с 1 т условного крахмала, что составляет 93% от теоретического. Выход спирта может
быть увеличен путем внедрения механико-ферментативной обработки сырья, современных способов ректификации, брожения,
использования комплексных ферментных препаратов взамен солода, применения безотходной технологии, освоения новых видов сырья.
В ликеро-водочной промышленности основные направления
совершенствования технологии связаны с внедрением новых способов подготовки воды технологического назначения, непрерывных способов получения сортировки и обработки ее активным
углем, использованием современных высокоэффективных сорбентов для повышения качества водок, обеспечения стабильности
ликеро-водочных изделий.
Цель настоящего курса – изучить теоретические и практические основы производства спирта и ликеро-водочных производств, существующие на отечественных предприятиях, основные технологические процессы на каждой стадии производства,
сравнительную характеристику технологических схем и получить
навыки оценки путей их совершенствования.

8

2. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТА
Сырье, используемое в спиртовом производстве, должно отвечать ряду экономических и технологических требований.
Оно должно ежегодно воспроизводиться в необходимых количествах, содержать большое количество целевого вещества:
крахмала или сахаров, хорошо храниться.
С учетом этих требований в качестве основного сырья для
спирта применяют картофель, зерно злаковых, мелассу. Соотношение видов сырья зависит от географического расположения
предприятия-производителя, технологической схемы производства.
2.1 Картофель. Сорта, химический состав,
характеристика, требования к картофелю
как к сырью для производства спирта
Картофель широко культивируется практически во всех
районах России. Известно более 2 тысяч сортов картофеля, однако в нашей стране культивируют не более 80 из них. Различают
раннеспелые сорта картофеля со сроком созревания 2,5–3 месяца,
среднеспелые, созревающие 3,5–4 месяца, позднеспелые – более
4 месяцев.
В зависимости от сорта, условий выращивания и других
факторов средняя урожайность клубней составляет 20–30 т/га.
К раннеспелым сортам относятся Ранняя роза, Эпикур, Пензенская скороспелка, Фаленский, Удача и др. Они имеют достаточно высокую урожайность, но низкую крахмалистость и не устойчивы при хранении. Среднеспелые сорта: Лорх, Октябренок,
Берлихинген, Невский, Луговской, Родник и др. – имеют большую урожайность и более длительный срок хранения. Позднеспелые сорта: Вольтман, Остботе, Лошицкий – при относительно
невысокой урожайности имеют наибольшее содержание крахмала и устойчивы при хранении. В последние годы селекционированы высокоурожайные (до 36 т/га) и высококрахмалистые сорта
картофеля: Темп, Кандидат и другие.

9

Химический состав картофеля
В среднем клубни картофеля содержат 75% сухих веществ и
25% воды. Вода, присутствующая в клубнях, находится в свободном (78%) и в связанном с коллоидами (22%) состоянии. Свободная вода легко испаряется и замерзает, а связанная замерзает
при более низких температурах.
Сухие вещества представлены, в основном, крахмалом, некрахмальными полисахаридами, азотистыми и минеральными
веществами.
Крахмал – основное целевое вещество картофеля, его содержание в клубнях от 70 до 80% сухих веществ или 16–18% от
массы картофеля. В пределах одного сорта крахмала содержится
больше в зрелых клубнях средней массы (50–100 г).
Кроме содержания крахмала в спиртовой промышленности
оценивают показатель «крахмалистость». Он выражает суммарное количество крахмала и сахаров в пересчете на крахмал, из которых может быть получен спирт в условиях производства.
Из сахаров в картофеле присутствуют глюкоза – до 75% от
общего количества, фруктоза, сахароза. В зрелых покоящихся
клубнях содержание сахаров не превышает 0,3%. Длительное
хранение при низких температурах приводит к накоплению сахаров до 7–8%. Это впоследствии может привести к сверхнормативным потерям при разваривании картофеля.
Некрахмальные полисахариды – это собирательное название группы углеводов, входящих в состав клеточных стенок,
кожуры картофеля. К ним относят клетчатку, пентозаны, пектиновые вещества.
Клетчатка (целлюлоза) содержится в количестве 0,9–2%, пентозаны – 0,7–1%. Пектиновых веществ присутствует больше в кожуре – до 4%, в мякоти лишь до 0,6%. Среднее их содержание – 2%.
При хранении картофеля под действием собственных пектолитических ферментов пектиновые вещества частично гидролизуются, в результате чего картофель размягчается. Образующийся в процессе гидролиза метиловый спирт ухудшает качественные характеристики готового продукта.
Азотистых веществ в картофеле содержится 0,1–0,6%, что
в пересчете на белок составляет около 2%. Из белков преобладает

10

растворимый в клеточном соке глобулин – туберин, кроме того,
присутствуют альбумины, протеозы.
К азотистым веществам относится и ядовитый алкалоид соланин, накапливающийся в наружных слоях клубней и переходящий в раствор при варке.
Количество минеральных веществ колеблется от 0,5 до
2%. В составе золы больше всего калия и фосфора.
Из других веществ картофеля следует отметить жир, содержащийся в количестве от 0,04 до 0,96%, витамины (больше
всего витамина С – до 10 мг на 100 г). Органические кислоты
представлены лимонной, яблочной, щавелевой и другими кислотами. Активная кислотность (рН) клеточного сока – 5,7–6,6; титруемая – 2–7 см3 раствора гидроксида натрия концентрацией
0,1 Моль/ дм3 на 100 г картофеля.
Картофель в спиртовом производстве является одним из основных видов сырья.
Картофель, перерабатываемый в спиртовой промышленности, оценивается в соответствии с показателями ГОСТ 6014. Требования к картофелю приведены в табл. 3.1 (раздел 3).
2.2 Зерновые культуры. Основные виды, общая
характеристика. Химический состав
Основные требования к зерновому сырью зависят от направлений его использования. Зерно, перерабатываемое на спирт,
может использоваться любого качества, в том числе не пищевой
кондиции. Зерно, предназначенное для получения солода, должно
быть высокого качества и отвечать требованиям соответствующих стандартов.
Для производства спирта применяют любые зерновые культуры. Преобладают в общем объеме перерабатываемого зерна:
пшеница (до 50%), ячмень (до 20%), рожь (12%), кукуруза (8%).
Различают культуры голозерные: пшеница, рожь, кукуруза –
у них при обмолоте удаляются мякинные оболочки; и пленчатые:
ячмень, овес, просо, у которых оболочки сохраняются.
В зависимости от этого, зерно имеет различный химический
состав и требует различных режимов переработки.

11

Химический состав зерновых культур
Химический состав зерна заметно различается в зависимости от вида культуры, условий выращивания, хранения и т.д.
В среднем зерно содержит 14% влаги и 86% сухих веществ.
Влажность зерна зависит от гигроскопических свойств зерна, степени зрелости, условий хранения. Различают четыре состояния товарного зерна в зависимости от содержания влаги: сухое – до 14%; средней сухости – 14–15,5%; влажное – 15,5–17%;
сырое – более 17%. Дефектное и подмороженное зерно может
иметь влажность до 30% и более.
В сухом зерне вся влага находится в связанном состоянии.
При появлении свободной влаги зерно может пробуждаться к
жизни и не пригодно для длительного хранения. Общая влажность, при которой появляется свободная вода, называется критической. Она соответствует верхней границе содержания влаги в
зерне средней сухости.
Углеводы содержатся в зерне в наибольшем количестве и
представлены крахмалом, сахарами, некрахмальными полисахаридами (целлюлоза, гемицеллюлозы, гумми- и пектиновые вещества).
Крахмал – наиболее ценная составная часть сухих веществ
зерна. Его содержание колеблется в зависимости от вида культуры. В среднем его количество составляет 55–60%. В дефектном
зерне содержание крахмала снижается.
Сахара в здоровом покоящемся зерне присутствуют в количестве 0,6–7%. Это, в основном, сахароза; в ячмене и ржи присутствует раффиноза. В недозрелом, морозобойном и проросшем
зерне содержание сахаров увеличивается, появляются мальтоза,
инвертированный сахар.
Целлюлоза – основной компонент оболочек зерна. В пленчатом зерне ее содержание выше – до 8–10%; в голозерном –
1,5–2,5%.
Гемицеллюлозы – большая группа веществ, объединяющая
полисахариды различного химического состава с близкими физическими свойствами.
Они не растворимы в воде, но растворяются в щелочах. Содержатся в оболочках зерна, в клеточных стенках эндосперма.
Относительно легко гидролизуются кислотами. В зависимости от

12

продуктов гидролиза их делят на гексозаны, если образуются
гексозы (β-глюкоза, манноза, галактоза), и пентозаны, если при
гидролизе образуются пентозы (ксилоза, арабиноза). В зерне могут находиться гемицеллюлозы и смешанного состава, дающие
при гидролизе гексозы, пентозы, уроновые кислоты.
Основные представители гемицеллюлозы, содержащиеся в
зерне в относительно высоких концентрациях – β-глюкан, арабоксилан, гумми-вещества, левулезаны (фруктозаны).
Гумми-вещества (слизи) представляют собой полисахариды,
в большинстве случаев растворимые в воде, при этом образуются
растворы с очень высокой вязкостью. В их состав входят различные моносахариды в зависимости от вида зерна: арабиноза, ксилоза, фруктоза, галактоза.
Левулезаны также растворимы в воде, при гидролизе дают
фруктозу (левулезу).
Общее содержание гемицеллюлоз в зерне 7–15%. Большое
количество гумми-веществ и левулезанов присутствует в зерне
ржи: до 2,8% гумми-веществ и до 1,5% левулезанов. Это придает
разваренной массе из ржи высокую вязкость, что отрицательно
сказывается на последующих технологических процессах.
Содержание пектиновых веществ в зерне невелико, до 2%.
Азотистые вещества в здоровом, зрелом зерне представлены, в основном, белками. Их общее содержание колеблется от 7
до 25%. Аминокислоты, амиды, пептиды присутствуют в небольшом количестве. Их относительное содержание увеличивается в зерне недозрелом, подвергшемся самосогреванию, проросшем. Повышенное содержание аминокислот обнаруживается
в зерне ржи, что объясняет ее благотворное действие на дрожжи.
Белки в зависимости от растворимости в различных растворителях делят на альбумины – растворимые в воде, глобулины –
растворимые в слабых растворах солей, проламины – растворимые в 60–80%-ных растворах спиртов, глютелины – растворимые
в слабых растворах щелочей.
Первые две группы называют растворимыми белками. Они
относительно легко подвергаются гидролизу с образованием
аминокислот, которые необходимы для размножения дрожжей.
Рожь, ячмень, овес содержат относительно высокое количество

13

растворимых белков. В процессе переработки других культур
иногда требуется обогащение дрожжевого сусла азотистым питанием.
Белки, при гидролизе которых образуются только аминокислоты, называют протеинами или простыми белками. Белки,
соединенные с другими веществами небелковой природы, называют протеидами. В зерне присутствуют гликопротеиды, липопротеиды, нуклеопротеиды и др.
Липиды присутствуют в зерне в количестве 2–6%. К ним
относят простые, сложные и циклические липиды. К простым
липидам относятся жиры и воски; к сложным – соединения жиров с другими веществами: фосфорной кислотой, азотистыми основаниями. К циклическим липидам относят стеролы.
Жир локализован в зародыше зерна. Наибольшее его количество содержится в кукурузе – до 7%; в овсе – до 6%, в просе –
до 5%.
Минеральные вещества определяются как зола. Содержание их в зерне – 1,5–3% от массы. Зола представлена, в основном,
солями калия и фосфорной кислоты.
Средний химический состав зерна представлен в табл. 2.1.
Таблица 2.1 – Средний химический состав зерна, %
Культура
Пшеница
Рожь
Овес
Ячмень
Просо
Рис
Кукуруза
Гречиха

Белки Жиры
12,0
10,0
10,0
10,3
11,2
7,4
10,3
10,8

2,2
2,2
6,2
2,4
3,9
2,6
4,9
3,2

Моно- и дисахариды
1,0
1,5
1,1
1,3
1,9
0,9
1,6
1,5

Крахмал

Клетчатка

Зола

53,5
54,0
36,5
48,1
54,7
55,2
56,9
52,9

2,4
2,6
10,7
4,3
7,9
9,0
2,1
10,8

1,7
1,7
3,2
2,4
2,9
3,9
1,2
2,0

2.3 Меласса. Характеристика, химический состав.
Технологическая оценка мелассы
Меласса является основным сырьем в производстве хлебопекарных дрожжей, а также используется в спиртовом производ-

14

стве заводами, расположенными в зоне выращивания и переработки сахарной свеклы.
Мелассой называют последний маточный раствор, получаемый при отделении кристаллов сахарозы в производстве сахара.
В зависимости от вида используемого сырья различают мелассу свекловичную, тростниковую и сырцовую. Отечественные
сахарные заводы перерабатывают только сахарную свеклу, иногда импортный сахар-сырец. Получаемую в последнем случае
мелассу называют сырцовой. С мелассой отходит до 10–15% всех
сахаров, содержащихся в сахарной свекле.
Меласса представляет собой густую, вязкую жидкость темного цвета, обусловленного присутствием меланоидинов, карамелей и других продуктов распада углеводов.
Меласса имеет непостоянный химический состав. В ней содержится в среднем 80% сухих веществ и 20% воды.
Сухие вещества мелассы слагаются, в основном, из сахарозы, азотистых, безазотистых органических веществ и золы.
В свеклосахарном производстве все сахара относят к группе
безазотистых экстрактивных веществ. В спиртовом производстве
сахароза и сахара полностью или частично потребляемые дрожжами учитываются как «сбраживаемые сахара».
Сахароза и сбраживаемые сахара. Сахароза составляет
основную массу всех сахаров мелассы. Ее содержание колеблется
в диапазоне 40–62% к массе. Меласса представляет собой пересыщенный раствор сахарозы, в результате чего в процессе хранения может происходить ее кристаллизация.
Инвертированный сахар – это смесь глюкозы и фруктозы,
которые образуются при гидролизе сахарозы. Содержание инвертированного сахара находится в пределах 0,4–1,5% к массе мелассы.
Нормальная меласса имеет слабощелочную среду,
рН 7,2–8,9. При нарастании кислотности в результате развития
кислотобразующих микроорганизмов количество инвертированного сахара увеличивается; это может служить косвенным признаком закисания мелассы.
Из трисахаридов в мелассе присутствуют раффиноза
(0,5–2,0%), кестоза, неокестоза (0,5–1,6%). Раффиноза состоит из
остатков молекул глюкозы, фруктозы и галактозы.

15

Из свеклы в мелассу переходят в небольшом количестве
пектиновые вещества, пентозаны (арабан, ксилан).
Дрожжами на спирт полностью сбраживаются сахароза, инвертированный сахар и манноза. Раффиноза под действием фермента дрожжей β-фруктофуранозидазы гидролизуется до фруктозы и дисахарида мелибиозы. Так как в некоторых расах спиртовых дрожжей отсутствует фермент мелибиаза (α-галактозидаза),
ими потребляется только образовавшаяся в процессе гидролиза
фруктоза. В результате этого раффиноза сбраживается на 34%.
Новые гибридные расы спиртовых дрожжей способны сбраживать раффинозу полностью, так как содержат все необходимые
ферменты.
Другие сахара, в том числе пентозы дрожжами не сбраживаются.
Безазотистые экстрактивные вещества. К ним относят все
сахара мелассы, за исключением сахарозы; продукты термического
и химического разложения сахаров; органические кислоты.
К продуктам щелочного разложения сахарозы относят нелетучие окрашенные кислоты – глюциновую, сахарумовую, высокомолекулярные гуминовые кислоты, а также летучие кислоты – муравьиную, уксусную.
При термическом разложении сахаров образуются карамели –
ангидриды сахаров, меланоидины – продукты химического взаимодействия сахаров и аминокислот. Это соединения сложного
химического состава, представляющие собой смесь большого
числа летучих и нелетучих соединений.
Продукты разложения сахаров придают темно-коричневую
окраску мелассе. Часть из них образуют коллоидные растворы.
В мелассе 4–6% веществ находятся в виде коллоидов. Различают обратимые и необратимые коллоиды. Обратимые после
осаждения спиртом способны вновь растворяться в воде. Они составляют основную массу коллоидов, имеют менее интенсивную
окраску, чем необратимые. Последние содержат небольшое количество азота, к ним же относят высокомолекулярные окрашенные кислоты. Необратимые коллоиды обусловливают до 85%
цветности мелассы.

16

Коллоиды, содержащие окрашенные продукты щелочного
разложения сахаров, имеют в растворе отрицательный заряд и
коагулируют при рН 3,2. Продукты меланоидинообразования
имеют положительный заряд и коагулируют при рН 8 и выше.
Эти свойства коллоидов мелассы учитывают при осветлении мелассы.
Большая часть органических кислот сахарной свеклы в мелассу не переходят. В ней обнаружены глутаровая, янтарная, молочная, яблочная, муравьиная, уксусная, пропионовая, н-масляная, н-валериановая кислоты. Практически все они находятся в
виде солей калия и кальция.
Азотистые вещества содержатся в мелассе в количестве
5–20% от массы. Соотношение форм азота сильно колеблется. В
среднем аминного азота содержится 8–10%, белкового – 3–5%,
бетаинного (бетаин – основной белок сахарной свеклы) – 63–74%
от общего содержания белков. Содержание в мелассе азота, усваиваемого дрожжами, составляет 12–20% от всего азота. Для
нормальной жизнедеятельности дрожжей необходимо не менее
0,25% усваиваемого азота.
Витамины. В мелассе присутствуют ряд витаминов, которые являются ростовыми веществами для дрожжей: биотин, тиамин, рибофлавин, пантотеновая, фолиевая, никотиновая кислоты,
инозит.
Минеральные вещества свеклы практически полностью
переходят в мелассу. Поэтому их содержание в мелассе (в пересчете на карбонатную золу) составляет 12–14%. В основном присутствует калий, магний, кальций, фосфор. Из микроэлементов в
мелассе встречаются алюминий, железо, кремний и др.
Благодаря присутствию солей слабых кислот меласса обладает буферностью.
Тростниковая меласса отличается по составу от свекловичной. В ней больше сахарозы, большое количество (до 30%) инвертированного сахара, мало азота, нет раффинозы.
Вредные примеси. В мелассе присутствуют вещества, тормозящие развитие дрожжей. К ним относят красящие вещества,
диоксид серы, нитриты, летучие кислоты.
Красящие вещества: карамели, меланоидины, продукты щелочного разложения сахарозы адсорбируются дрожжевыми клет-

17

ками и затрудняют их обмен с окружающей средой, кроме того, в
дрожжевом производстве ухудшают товарный вид дрожжей,
придавая им темную окраску.
Нитриты в мелассе обычно не обнаруживаются, чаще появляются в мелассном сусле или в культуральных средах дрожжевого производства в результате развития нитритобразующих бактерий. Нитриты задерживают нормальное почкование дрожжей
уже в концентрации 0,0005%, почти полностью подавляют размножение дрожжей в концентрации 0,02%.
Сернистый ангидрид переходит в мелассу при сульфитации
полупродуктов сахарного производства. Угнетает дрожжи в концентрации 0,0025%. Нормальной считается меласса, содержащая
диоксид серы в количестве не более 0,05%, так как после разбавления в ней устанавливается допустимое его содержание.
Летучие кислоты: уксусная, пропионовая, муравьиная, масляная и др. – могут присутствовать в мелассе в свободном состоянии или в виде солей. Свободные кислоты угнетающе действуют
на дрожжи, находясь даже в ничтожных концентрациях. Общее содержание летучих кислот колеблется в пределах 0,5–1,8%. Однако
большая их часть находится в виде солей, токсичность которых
ниже. Угнетающее их действие на дрожжи проявляется в концентрации 0,1–0,2%. Нормальной считают мелассу, содержащую не
более 1,2% летучих кислот.
В числе вредных посторонних примесей в мелассе могут
присутствовать нефтепродукты, пеногасители, пестициды и др.
вещества.
Инфицированность мелассы. Меласса чисто инфицирована различной микрофлорой. В ней обнаруживаются спороносные
бактерии: Bacillus subtilis, Bacillus mesentericus, которые являются нитритобразующими, т.е. превращают нитраты в нитриты. Из
неспороносных встречаются чаще всего бактерии видов
Leuconostoc mesenteroides, Leuconostoc agglutinaus. Они потребляют сахара и могут вызвать ослизнение сусла.
Технологическая оценка мелассы. Состав мелассы колеблется в больших пределах, поэтому качество ее не регламентировано. Однако, существует ряд технологических требований к мелассе: содержание сухих веществ не менее 75%; общего азота не
менее 1,3%; инвертированного сахара не более 0,5%; диоксида

18

серы не более 0,05%; пеногасителей не более 0,5%; рН не ниже
6,8; цветность не более 2 см3, раствора йода концентрацией
0,1 моль/дм3 на 100 см3 2%-ного раствора мелассы. Инфицированность мелассы должна быть не более 100 тыс. клеток в 1 г мелассы. Косвенно ее оценивают по нарастанию кислотности. При
выдерживании пробы при температуре 30 о С 20–24 часа кислотность не должна возрастать более чем на 0,3 о.
Меласса, не удовлетворяющая этим требованиям, считается
дефектной. При повышенном содержании сухих веществ в мелассе в процессе хранения может произойти кристаллизация сахарозы, при пониженном – имеется опасность инфицирования
мелассы. При недостатке азота и повышенной концентрации
вредных веществ нарушается нормальная жизнедеятельность
дрожжей.
Дефектные мелассы не отвечают требованиям по ряду показателей: массовая доля сухих веществ < 75%; рН < 6,8; общий
азот < 1,3%; инвертный сахар > 0,5%; инфицированность по нарастанию кислотности в пробе на самоброжение через 24 часа
> 0,3о.
К дефектным мелассам для производства дрожжей относят
мелассы, кроме того, содержащие, %: летучих органических кислот – 1; сернистый ангидрид – 0,15; карамели – 2,3–2,4.
2.4 Сравнительная характеристика сырья
спиртового производства
Крахмалсодержащее сырье перерабатывается по одной технологической схеме. Общее для зерна и картофеля основное требование – максимальное содержание крахмала. Однако считается,
что картофель в большей степени отвечает требованиям спиртового производства, чем зерно. Исходя из средней урожайности
картофеля, с единицы посевной площади получают крахмала в
3–4 раза больше при выращивании картофеля по сравнению с
зерном.
Картофельный крахмал легче разваривается, из него выше
выход спирта. Сусло из картофеля имеет более полноценный состав по азотистому и фосфорному питанию для дрожжей. При

19

переработке картофеля производительность завода на 10% больше, чем при переработке зерна, меньше расход топлива и в целом
ниже себестоимость спирта.
Однако картофель более трудоемок при выращивании, не
выгодно его транспортировать на далекие расстояния, при его
хранении велики потери из-за высокого содержания влаги и подверженности заболеваниям. Спирт из картофеля содержит повышенное количество метанола, образующегося при распаде пектиновых веществ.
Зерно лучше хранится, транспортируется, меньше потерь на
всех стадиях производства спирта при переработке зерна.
Зерновой спирт имеет более высокое качество, чем картофельный, однако в нем могут присутствовать терпены, придающие спирту жгучий вкус.
Меласса содержит все необходимые вещества для развития
дрожжей, поэтому мелассное сусло быстрее сбраживается. При
переработке мелассы упрощается технологическая схема, так как
исключаются стадии разваривания и осахаривания. Мелассная
барда используется для производства большого ассортимента
продуктов.
Однако, качество спирта из мелассы самое низкое, так как
при сбраживании образуется большое количество побочных продуктов.
2.5 Ферментные препараты
Ферментные препараты применяются в качестве осахаривающих материалов. Они производятся на спиртовых заводах, а
также на специализированных предприятиях микробиологической промышленности.
Ассортимент их достаточно широк, продуцентами их могут
являться как плесневые грибы, так и бактерии, дрожжеподобные
микроорганизмы. Для промышленного получения ферментных
препаратов используют, в основном, селекционированные штаммы,
продуцирующие заданный набор ферментов. Отбор микроорганизмов-продуцентов до недавнего времени проводился по способности их к накоплению амилолитических ферментов: α-амилазы и

20

глюкоамилазы. В настоящее время считается, что для увеличения
выхода спирта ферментативный комплекс препаратов, используемых для осахаривания, должен содержать ферменты, гидролизующие некрахмальные полисахариды.
На спиртовых заводах, в основном, используются поверхностные сухие культуры плесневых грибов Аspergillus awamori
(Глюкоаваморин Пх) и Аspergillus oryzaе (Амилоризин Пх), сухой
препарат бактериальной амилазы Bacillus subtilis – Амилосубтилин Г3х, глубинные культуры микроорганизмов плесневых грибов Aspergillus awamori (Глюкоаваморин Пх), Aspergillus batate
(Глюкобататин Гх), бактерии Bacillus mezentericus (Амиломезентерин Гх), Endomicopsis bispora (Глюкоэндомикопсин Гх). В последнее время широко используются ферментные препараты различных зарубежных фирм, содержащие термостабильную амилазу, глюкоамилазу, а также ферменты, гидролизующие белок и некрахмальные полисахариды.
Качество ферментных препаратов оценивается по физикохимическим и биологическим показателям в соответствии с требованиями стандартов. Характеристика их приведена в таблицах
2.2–2.7.
Таблица 2.2 – Характеристика сухих поверхностных культур плесневых
грибов

Показатели

Внешний вид
Цвет
Величина частиц, мм, не более
Влажность,%, не более
Амилолитическая
способность (АС), ед/г, не менее
Осахаривающая
способность, (ОС), ед/г, не менее

Характеристика и нормы
ГлюкаваАмилоризин Пх по ОСТ 59-6
морин Пх
категории
по ОСТ
1
2
3
59-10
Мелкозернистый продукт
Светло-серый или бежевый
5,0

45,0
Не нормируется

13,0
250 ± 25 200 ± 20
10,0

150 ± 15

21

Окончание табл. 2.2

Показатели

Характеристика и нормы
ГлюкаваАмилоризин Пх по ОСТ 59-6
морин Пх
категории
по ОСТ
1
2
3
59-10
Не нормируется
0,5

Протеолитическая способность (ПС), ед/г, не менее
Глюкоамилазная активность
(ГлА), ед/г, не менее
50,0
Прозрачность водной вы- Вытяжка не должна быть мутной, допускатяжки
ется опалесценция

Качество сухих культур грибов проверяется в лаборатории
завода.
Оптимальные условия действия при осахаривании: Глюкоаваморина Пх и Амилоризина Пх – температура 56–58 о С, рН 4,8–5,6.
Ферментный препарат Амилосубтилин Г3х-1 (бактериальная амилаза) получают путем высушивания на распылительной
сушилке предварительно сгущенного фильтрата культуральной
жидкости глубинной культуры бактерии Bacillus subtilis. По физико-химическим показателям препарат должен соответствовать
требованиям ОСТ 59-9 (таблица 2.3).
Таблица 2.3 – Характеристика ферментного препарата амилосубтилин Г3х
Наименование показателей
Внешний вид
Цвет
Крупность помола:
-проход через сито № 38,%, не менее
- остаток на сите № 27,%, не более
Амилолитическая активность (АС), ед/г
(колориметрическим методом), не менее
Протеолитическая активность (ПС), ед/г
(по методу Ансона-Мирского), не менее
Влажность,%, не более
Безвредность в тест-дозе

Характеристика и нормы
Мелкий порошок
Светло-серый или светлобежевый
65,0
20,0
600,0
1
8,0
Безвреден

22

Таблица 2.4 – Характеристика ферментного препарата Глюкоаваморин
Гх-466
Основные показатели
Внешний вид
Внешний вид фильтрата
Цвет
Содержание сухих веществ в фильтрате
по сахарометру,%
Содержание сбраживаемых углеводов,
г/100 см3
Глюкоамилазная активность при 30о С и
рН 4,7, ед/см3
Количество посторонней микрофлоры в
1 см3, не более
Сохраняемость культуры без потери активности при температуре 12–15о С, час
рН

Характеристика и нормы
Густая подвижная масса
Слабо мутная или опалесцирующая жидкость
От желтого до светлокоричневого
8,0±1,5
5,0±1,0
200 ±20
105
150
3,2±0,5

Оптимальные условия действия Глюкоаваморина Гх – температура 50 оС, рН – 4,0±0,5. Указанный препарат содержит, в
основном, глюкоамилазу.
Глюкоаваморин Гх может быть использован как частичная
замена солода, либо как полная замена солода в смеси с другими
источниками α-амилазы.
Амиломезентерин Гх – бактериальный препарат, содержит
α-амилазу разжижающего действия. Очень термостабилен, может
использоваться на стадии подваривания замеса.
Показатели качества его приведены в таблице 2.5.
Таблица 2.5 – Характеристика ферментного препарата Амиломезентерин
Гх-467
Наименование показателей
Внешний вид
Запах
Цвет
Содержание сухих веществ,%
Амилолитическая активность (АС), ед/см3

Характеристика и нормы
Подвижная жидкая масса
Прогидролизованного белка
Желтовато-серый
3,0±0,5
40±4,0

23

Хранение ферментного препарата Амиломезентерин Гх допускается не более 4 суток при температуре не выше 12±1о С в
стерильных емкостях их нержавеющей стали или эмалированных. Транспортируют при той же температуре не более 12 часов
в теплоизолированных стерильных емкостях (машина «молоковоз»).
Глубинная культура плесневого гриба Aspergillus batate-61
(Глюкобататин Гх) содержит α-амилазу и глюкоамилазу. Требования к ней определяются техническими условиями ТУ 18-3-1
(таблица 2.6).
Таблица 2.6 – Характеристика ферментного препарата Глюкобататин Гх
Показатели
Внешний вид
Внешний вид фильтрата
Цвет
Активность α-амилазы (АС), ед/см3*
Активность глюкоамилазы (ГлС), ед/см3*
Сохраняемость, час

Характеристика и нормы
Густая масса
Прозрачная жидкость
Светло-коричневый
2,0–4,0
2,0–5,0
24–36

* АС и ГлС изменяется в зависимости от состава грубого фильтрата
барды и продолжительности выращивания в таких широких пределах.

Глубинная культура дрожжеподобного гриба Endomicopsis
bispora – Глюкоэндомикопсин Гх содержит только глюкоамилазу.
Требования к этому препарату приведены в таблице 2.7.
Таблица 2.7 – Характеристика ферментного препарата Глюкоэндомикопсин Гх
Показатели
Внешний вид культуры гриба
Внешний вид фильтрата, цвет
Активность глюкоамилазы (ГлА),
ед./см3, не менее
Сохраняемость, час

Характеристика и нормы при культивировании на среде
с бардой
с соевой мукой
Густая масса
Непрозрачная
Непрозрачная
жидкость, жел- жидкость, светлотоватый
коричневый
25

30–36
36–48

24

Для осахаривания Глюкоэндомикопсин Гх используется
только в смеси с Глюкобататином Гх. Последний используется
как источник α-амилазы.
В последнее время производится очищенный препарат глюкоамилазы Глюкоаваморин Г3х. Его характеристики приведены в
таблица 2.8.
Таблица 2.8 – Показатели качества ферментного препарата Глюкоаваморин Г3х (по ТУ 483-05803071-02)
Показатели
Внешний вид и цвет
Глюкоамилазная активность
(ГлС), ед./г
Массовая доля влаги,%, не более
Массовая доля остатка на сите из
проволочной сетки № 0,25,% не
более
Безвредность в тест-дозе

Характеристика или норма
Однородный порошок от светложелтого до светло-коричневого
330±30
8,0
15,0
безвреден

2.6 Вода и вспомогательные материалы
Вода в производстве спирта расходуется на технологические
цели, как хладоагент, для питания паровых котлов.
В технологических процессах вода используется для замачивания зерна при солодоращении, для приготовления солодового молока, для приготовления замеса или мелассного сусла, на
промывку оборудования.
Для охлаждения производственных сред вода используется на
стадии брожения, приготовления дрожжей, брагоректификации.
К воде для технологических целей предъявляются требования как к питьевой воде: жесткость не более 7 мг-экв./дм3, не допускается присутствие токсичных элементов, коли-титр не более
300 см3. Для проведения биохимических процессов рН воды должен быть не более 5–6. Большое содержание гидрокарбонатов
кальция и магния, солей временной жесткости увеличивает щелочность воды, что неблагоприятно сказывается на осахаривании,

25

на состоянии дрожжей. Гидрокарбонаты кальция также способны
вступать в реакцию с фосфатами сырья, необходимыми для питания дрожжей, переводя их в нерастворимое состояние.
Слишком высокая жесткость воды, более 8 мг-экв./дм3, затрудняет прорастание зерна при получении солода, снижает его
амилолитическую активность.
Природную воду, не удовлетворяющую требованиям производства, исправляют по схеме, включающей необходимые операции: фильтруют при наличии взвесей, коагулируют для удаления
коллоидных примесей, умягчают одним из известных способов
при сверхнормативной жесткости. Щелочность снижают подкислением серной кислотой.
Для приготовления замеса можно использовать техническую воду с жесткостью не более 12 мг-экв./дм3, рН не менее 5,
не содержащую токсичных элементов, нитритов, аммиака, нитратов и других соединений, тормозящих развитие дрожжей. Вода
для теплообменников не должна содержать большого количества
взвешенных и корродирующих веществ, жесткость ее должна
быть в диапазоне 3–6 мг-экв./дм3, температура такой воды не более 20–22 о С.
Для питания котлов используют, как правило, оборотную
воду из дефлегматоров с температурой 60–65 о С.
Расход воды зависит от системы водоснабжения, принятой
технологической схемы, вида сырья и др. факторов. Средняя годовая норма потребления воды при переработке зерна 1462 м3, в
том числе питьевой – 442 м3; при переработке картофеля соответственно – 2145 и 434 м3. При использовании двухступенчатого
способа вакуум-охлаждения дополнительно расходуется 150 м3
воды с температурой не выше 100 С. Коэффициент изменения
среднегодовой нормы в течение года (К) составляет: для зерна
К летнее – 1,39; К зимнее – 0,77; для картофеля К летнее – 1,29; К
зимнее – 0,85.
К вспомогательным материалам в спиртовом производстве
относят виды сырья, не входящие непосредственно в состав готового продукта, но способствующие лучшему протеканию технологических процессов. Это – источники дополнительного питания для дрожжей, биостимуляторы для ускорения солодораще-

26

ния, кислоты для подкисления сусла, пеногасители, моющие и
дезинфицирующие средства.
Для дополнительного питания дрожжей применяют техническую ортофосфорную кислоту как источник фосфора; сульфат
аммония, карбамид как источник азота; диаммоний фосфат как
источник азота и фосфора.
Для подкисления зернового зерно-картофельного сусла
применяют серную кислоту, для мелассного сусла – серную и соляную кислоты.
В качестве биостимулятора роста зерна при солодоращении
применяют препараты гиббереллина в дозе 600–800 мг/тонну зерна.
Для пеногашения применяют поверхностно-активные вещества: жиры, масла, продукты их гидролиза: олеиновую кислоту,
кашалотовый жир, соапсток (отход щелочной рафинации растительного масла) и др.
Для мойки оборудования применяют традиционно каустическую соду (технический гидроксид натрия) и кальцинированную соду (технический углекислый натрий). В качестве дезинфицирующих веществ используют хлорную известь (препарат гипохлорита кальция), антиформин (смесь хлорной извести, кальцинированной и каустической соды), формалин (37%-ный раствор
формальдегида), синтетические моющие и дезинфицирующие
средства (катамин, катапин, сульфонолы и др.). Синтетические
моющие и дезинфицирующие средства приобретают все большее
распространение благодаря небольшому расходу при высокой
антимикробной активности, их растворы, как правило, имеют
нейтральную среду и не влияют на материал оборудования. Более
подробно о вспомогательных материалах в / 1/.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Назовите общие требования к сырью для спиртового производства.
2. Какие основные вещества содержатся в зерновых культурах и картофеле, какова их роль в процессе производства спирта?
3. Какие требования предъявляются к зерну в зависимости
от его назначения?

27

4. Какие вещества присутствуют в мелассе, какие технологические требования предъявляются к мелассе?
5. Для какой цели используются ферментные препараты?
6. Назовите основные ферментные препараты глубинного и
поверхностного культивирования, дайте их характеристику.
7. Для каких целей используется вода в спиртовом производстве, какие требования к ней предъявляются в зависимости от
назначения?
8. Дайте характеристику вспомогательным материалам для
спиртового производства.

28

3. ПРИЕМ, ХРАНЕНИЕ, ПОДГОТОВКА СЫРЬЯ
К РАЗВАРИВАНИЮ
3.1 Транспортировка, прием, учет
крахмалсодержащего сырья
Картофель транспортируют, главным образом, автотранспортом в осенний период. Возможна транспортировка по железной дороге в крытых или открытых вагонах.
Прием ведут по массе без примесей и по крахмалистости. За
каждый процент крахмала выше или ниже базового увеличивается или уменьшается оплата. Другие показатели картофеля должны соответствовать требованиям ГОСТа (таблица 3.1). В противном случае он принимается как нестандартный.
Для текущей переработки картофель выгружают в оборотные склады – рештаки, вмещающие двухсуточный запас сырья.
Рештак представляет собой длинный открытый железобетонный
закром с наклонным к середине днищем, в нем расположен желоб
для гидротранспортировки картофеля. Для длительного хранения
здоровый картофель укладывают в бурты.
При единовременном поступлении на завод дефектного картофеля в количестве, превышающем 2–3 суточный запас, его также можно закладывать на кратковременное хранение в бурты небольшого размера, которые используются в первую очередь.
Потери при хранении зависят от состояния картофеля после
уборки, от условий хранения. С сентября по ноябрь норма потерь по
1% в месяц, декабрь – март – по 0,5% в месяц, апрель – 1%, май –
1,5%. В сумме потери за весь период хранения достигают 7,5%.
Таблица 3.1 – Показатели качества картофеля
№
1

Показатели
Внешний вид

2

Форма и размеры

Нормы
Клубни должны быть целыми, сухими, без заболеваний, непроросшими, однородными или разнородными по окраске
Любая форма. Размер клубней (по
наибольшему поперечному диаметру) не менее 30 мм

29

Окончание табл. 3.1
№
Показатели
3
Крахмалистость,% (базисная)
4
Содержание клубней позеленевших, увядших, поврежденных сельхозвредителями
5
Содержание мелких клубней
от 20 до 30 мм (по наибольшему поперечному диаметру),
в % к массе не более
6
Содержание клубней с механическими повреждениями,% к
массе, не более
7
Содержание клубней раздавленных, подмороженных, мороженных, запаренных, с признаками «удушья»
8
Содержание клубней, пораженных болезнями, в% к массе, не более
ооспорозом или паршей
сухой гнилью
фитофторой и ржавостью
мокрой, кольцевой и пуговичной гнилью
9
Наличие земли, прилипшей к
клубням, в % к массе
10 Наличие посторонней примеси
(солома, ботва и др.)

Нормы
13 –16
Без ограничений

5

2
Не допускается

Без ограничений
2
2
не допускается
1,5
Не допускается

Зерно поступает более равномерно в течение года. На заводе должен храниться 3-х месячный запас. Транспортируют, в основном, железнодорожным транспортом в крытых вагонах, а
также в автосамосвалах, бортовых машинах.
Принимают зерно по массе без примесей и крахмалистости,
как и картофель.
Качество зерна, идущего на разваривание, не регламентируется. Предпочтительней использовать зерно здоровое, с влажностью не более 15–16%, без признаков заболеваний, без постороннего запаха. Однако спиртовыми заводами может перерабатываться дефектное зерно. Различают 4 степени дефектности: пер-

30

вая – зерно с солодовым запахом, вышедшее из состояния покоя;
вторая – зерно с плеснево-затхлым запахом; третья – зерно с гнилостно-затхлым запахом; четвертая – зерно с почерневшей, изменившейся оболочкой, подвергшееся самосогреванию или после
огневой сушки. На спиртовые заводы принимают также зерно суховейное, недозрелое, морозобойное, заплесневевшее и т.д. Зерно, перезимовавшее в поле, хранят отдельно как ядовитое.
Для приготовления солода используют только высококачественное зерно, которое удовлетворяет требованиям, приведенным ниже в табл. 3.2.
Таблица 3.2 – Характеристика зерна для производства солода
Показатели
Влажность, %, не более
Засоренность (cорная и зерновая
примесь), %, не более
Сорная примесь, %, не более,
в том числе вредная примесь
Всхожесть (способность прорастать) на 5 сутки, %, не менее
Энергия прорастания на третьи
сутки, %, не менее
Натура, г/дм3, не менее

Ячмень
15,5
5,0

Пшеница
15,5
5,0

Рожь
16,0
5,0

Овес
15,0
5,0

2,0
92

2,0
0,2
92

2,0
0,2
92

3,0
0,2
92

85*

85

85

85

685

565

420

-

Выгружают зерно из вагонов механической лопатой, всасывающим пневмотранспортом. На крупных предприятиях предпочтительней доставка зерна саморазгружающимися вагонамизерновозами. Для разгрузки автомобилей используют автомобилеразгрузчики. Зерно разгружают в приемный бункер, откуда
ковшовым элеватором с помощью цепного или ленточного конвейера направляют на первичную очистку. Предварительно рекомендуется удаление металлических примесей магнитными колонками или сепараторами. Зерно в количествах, составляющих
3–5-дневный запас, на хранение не закладывают.
Длительное хранение зерна производится в зернохранилищах амбарного или элеваторного типа. Последние рекомендуются для спиртзаводов производительностью более 3 тыс. дал спирта в сутки.

31

Пробы отбирают из каждого вагона или автомашины с помощью щупов. Составляют средние пробы, в которых определяют засоренность, влажность и крахмалистость.
Потери при хранении не должны превышать следующие
нормы (%): 0,045 – за 3 месяца хранения; 0,065 – за 6 месяцев;
0,095 – за 12 месяцев.
Меласса транспортируется в железнодорожных цистернах
или стальных бочках.
Принимают мелассу по массе и плотности, эти данные указываются в сопроводительных документах на каждую партию.
Мелассу самотеком выгружают в приемные сборники, объем которых рассчитан на суточный запас работы завода. Из приемных
сборников мелассу перекачивают коловратным насосом в резервуары длительного хранения, вместимость которых должна быть
рассчитана на 3-х месячный запас. В холодное время для облегчения перекачивания мелассы из цистерн или бочек ее подогревают паром. Образующиеся смывки собирают отдельно и немедленно перерабатывают.
Средние пробы отбирают из каждой железнодорожной цистерны и анализируют, определяя содержание сухих веществ, сахара по прямой и инверсионной поляризации, сахаристость (сумму сбраживаемых сахаров), реакцию мелассы (рН). Оплачивают
принятую мелассу по сахаристости. Базовое значение сахаристости, принимаемое за основу расчетов, – 46%.
Аналогично пробы отбирают из бочек и автоцистерн, анализируют по названным выше показателям.
Не допускается хранить длительное время мелассу с содержанием сухих веществ менее 76%, с рН менее 6,8, зараженную
нитритобразующими бактериями и лейконостоком.
Потери мелассы при перевозке не должны превышать (% к
массе): в автоцистернах и бочках зимой – 0,05; летом – 0,1; в железнодорожных цистернах – 0,72. При хранении мелассы допустимые потери – 0,15%.

32

3.2 Хранение сырья
Для обеспечения бесперебойной работы спиртового завода
необходимо иметь запас сырья, которое хранится с учетом условий его жизнедеятельности.
В процессе хранения в сырье протекают ряд биохимических
процессов.
Биохимические основы хранения сырья
Основной процесс – дыхание, в результате которого зерно и
клубни картофеля получают энергию для поддержания жизнедеятельности.
В процессе дыхания происходит распад низкомолекулярных
углеводов по аэробному или анаэробному пути.
При аэробном дыхании потребляются простые углеводы или
липиды. Основная химическая реакция – распад гексоз по уравнению:
С6Н12О6 + 6О2=6СО2 + 6Н2О + энергия.
При полном окислении гексозы выделяется свободная энергия – 2872 кДж/моль. Около 36% этой энергии аккумулируется в
клетке с помощью АТФ и в дальнейшем используется на различные синтетические процессы, часть расходуется на механическую работу в клетке, остальная рассеивается в виде тепла.
При анаэробном дыхании, одним из вариантов которого является спиртовое брожение, также потребляются углеводы, но по
следующему уравнению:
С6Н12О6 = 2 С2Н5ОН + 2СО2 + энергия.
В результате этого выделяется лишь 234 кДж/моль, в макроэргических связях запасается 25% этой энергии.
Из уравнения аэробного дыхания следует, что на 1 объем
поглощенного кислорода выделяется 1 объем диоксида углерода.
Для оценки направленности дыхания используют так называемый дыхательный коэффициент – СО2 / О2. При аэробном процессе он равен 1. Если доступ кислорода ограничен, начинает
преобладать анаэробное дыхание, величина этого коэффициента
возрастает. Меньше 1 этот коэффициент при использовании в качестве субстрата в процессе дыхания липидов вместо сахаров или
при хранении влажного зерна. В последнем случае, очевидно,

33

часть кислорода потребляется аэробными бактериями. Анаэробное дыхание усиливается и в конце периода хранения, когда понижена активность окислительных ферментов сырья. Продукты
анаэробного дыхания подавляют жизнедеятельность клеток зерна
и картофеля. Особенно чувствительны к анаэробиозу клубни картофеля. Даже при кратковременном отсутствии кислорода в
клубнях образуется молочная кислота (вместо спирта), что вызывает их быструю порчу.
В процессе хранения изменяется качественный и количественный состав компонентов сырья.
В свежеубранном, технически зрелом сырье протекает послеуборочное дозревание.
В клетках продолжаются синтетические процессы: превращение сахаров в крахмал, аминокислот в белки и т.д. под действием гидролитических ферментов. В результате этого выделяется
вода. Послеуборочное дозревание картофеля длится до 1,5 месяцев, зерна – 1,5–2 месяца. Свежеубранную кукурузу хранят в початках, при этом часть углеводов из стержня переходит в зерно.
В клубнях картофеля протекают аналогичные процессы, однако синтез и гидролиз крахмала в них происходит под действием ферментов фосфорилаз. При снижении температуры гидролиз
крахмала замедляется на 1/3, а синтез – в 20 раз. В результате
этого при температуре около 0 оС в клубнях накапливается сахар.
При повышении температуры большая часть сахара ресинтезируется в крахмал.
Хранение зерна и картофеля сопровождается потерей органических веществ, в основном углеводов, которые расходуются
на дыхание, а также влаги. Изменение влажности необходимо
учитывать при определении потерь сырья.
Интенсивность дыхания зависит от многих факторов. Основные из них:
- сорт и состояние сырья;
- температура;
- влажность;
- газовый состав среды.
Сорт и состояние сырья. Интенсивность дыхания выше у
раннеспелых сортов картофеля, чем позднеспелых. Поврежден-

34

ные клубни дышат сильней, расходуя энергию на образование
раневых тканей.
Зерно недозрелое, щуплое, подмоченное, морозобойное, поврежденное имеет более интенсивное дыхание, чем здоровое и
сухое. Зародыш дышит интенсивней, чем другие части зерна.
Сырье, находящееся в состоянии послеуборочного дозревания, имеет максимальную интенсивность дыхания, так как ему требуется большее количество энергии на синтетические процессы.
Температура. Повышение температуры при хранении стимулирует дыхание. У картофеля минимальная интенсивность дыхания при температуре 2…4 оС. При меньших и больших температурах дыхание усиливается.
Охлаждение клубней до температуры ниже минус 6 оС приводит к образованию кристаллов льда сначала в межклеточном
пространстве, при медленном оттаивании клубень можно возвратить к жизни. При большом количестве льда, образующемся
внутри клеток, клубень погибает из-за механических повреждений оболочек и денатурации плазмы клеток. Точка замерзания
зависит от температуры среды и химического состава картофеля.
Интенсивность дыхания зерна также повышается с увеличением температуры, достигая максимума при 55 оС, затем при
дальнейшем повышении температуры происходит его затухание
из-за инактивации окислительных ферментов. Зерно кукурузы
дышит интенсивнее других злаков, так как имеет относительно
большой зародыш.
При хранении зерна нормальной влажности его жизнеспособность сохраняется при довольно низких температурах, однако
уже при температуре ниже минус 5 оС происходит постепенное
уменьшение его прорастаемости, что следует учитывать, если
зерно предназначено для солода.
Интенсифицирующее действие температуры на процесс дыхания усиливается с одновременным повышением влажности.
Влажность. Влажность зерна зависит от относительной
влажности воздуха, особенно заметно она изменяется при относительной влажности воздуха меньше 25% и больше 80%. Так называемая равновесная влажность зерна, при которой в нем присутствует только связанная влага, зависит от состава зерна и

35

внешних условий. Для большинства видов зерна она находится в
диапазоне 14,0–15,5%.
Клубни картофеля при хранении в условиях низкой относительной влажности, менее 80%, могут потерять тургор вследствие
испарения влаги и будут плохо дробиться.
Относительная влажность воздуха при хранении для зерна
не должна превышать 80% в диапазоне температур 12…25 оС,
для картофеля – 80–85% при температуре 2…3 оС.
Газовый состав среды. Интенсивность дыхания клубней
картофеля снижается при увеличении содержания диоксида углерода и снижении концентрации кислорода. В таких условиях кислород расходуется только на основные процессы, связанные с
жизнедеятельностью клеток. На этом основан способ хранения
сырья в регулируемой газовой среде.
Хранение сырья сопровождается потерей органических веществ, в основном низкомолекулярных углеводов, которые расходуются на дыхание, а также испарением влаги. В результате
этого уменьшается масса сырья и его состав.
При нарушении режимов хранения или при хранении сырья,
зараженного микроорганизмами, влажного возможна порча сырья в результате микробиологических процессов или процесса
самосогревания.
Порча зерна и картофеля происходит под действием фитопатогенной микрофлоры – возбудителей различных заболеваний
(фитофтороза, кольцевой, мокрой гнили картофеля; головни, фузариоза зерна и т.п.). Кроме того, на зерне и картофеле всегда
присутствуют эпифитные микроорганизмы: дрожжи, молочнокислые и уксуснокислые бактерии, споры плесневых грибов, которые не являются возбудителями болезней, но могут при благоприятных условиях влиять на самосогревание зерна.
Самосогревание – самопроизвольное повышение температуры зерна в результате активной жизнедеятельности как самого
зерна, так и населяющей его эпифитной микрофлоры.
Толчком к началу самосогревания может послужить повышенная влажность зерна при достаточно высокой температуре и
доступе воздуха.

36

Зерно имеет низкую теплопроводность, поэтому выделяющееся тепло не рассеивается, а задерживается в зерновой массе, в
результате этого температура постепенно повышается.
Различают четыре стадии самосогревания.
В первой стадии температура зерна повышается до 30 оС.
Зерно по внешним признакам практически не изменяется, сохраняет сыпучесть, сухое на ощупь, нет постороннего запаха. Однако могут активизироваться неспоровые бактерии, плесневые грибы, присутствующие на поверхности зерен.
Во второй стадии температура повышается до 40 оС. Зерно
отпотевает, слипается при сжатии в руке, появляется солодовый
запах, может измениться цвет, начинаются процессы автолиза.
Активизируются плесневые грибы, актиномицеты, термофильные
бактерии, в результате жизнедеятельности которых дополнительно выделяется тепло и влага.
В третьей стадии температура возрастает до 50 оС и выше.
Зерно приобретает гнилостный запах, теряет сыпучесть, зерна
ржи и пшеницы темнеют, оболочки пленочных культур становятся красными, отдельные зерна могут покрываться плесенью.
Присутствующие на зерне эпифитные бактерии, плесневые грибы
отмирают, накапливаются споровые термофильные бактерии.
В четвертой стадии температура достигает 70–75 0С. Зерно
темнеет, приобретая вид обугленного. Все вегетативные формы
микроорганизмов погибают.
Кислород, присутствующий в межзерновом пространстве,
постепенно расходуется в процессе аэробного дыхания. Зерно
переходит на анаэробный тип дыхания, продукты которого
(спирты, альдегиды и т.п.) губительно действуют на зародыш. В
результате этого зерно уже в первой стадии самосогревания теряет всхожесть и становится непригодным для солодоращения. Самосогревание изменяет и химический состав зерна: уменьшается
содержание крахмала, увеличивается концентрация растворимых
углеводов и азотистых веществ, что приводит к повышенным потерям на стадии разваривания.
Влажность в зерне может увеличиваться по разным причинам: при хранении зерна в стадии послеуборочного дозревания
без проветривания, в условиях высокой относительной влажности воздуха и т.д.

37

Для предотвращения самосогревания необходимо закладывать на хранение зерно с влажностью не более 14,0–15%, тщательно контролировать его температуру в процессе хранения.
Практика хранения
Картофель хранят в буртах, представляющих собой кучи
картофеля, уложенные в виде пирамиды и изолированные от окружающей среды слоями соломы и земли. Ширина основания
бурта 3–7 м, длина 25 м и более. Для обеспечения доступа воздуха и удаления лишнего тепла и влаги в массе картофеля укладываются горизонтальные и вертикальные перфорированные трубы.
Во время хранения наблюдают за температурой картофеля. В
первые 14–20 суток, когда идет залечивание механических повреждений, температуру поддерживают на уровне 13–15 0С, затем постепенно понижают температуру со скоростью не более
10С в сутки до 2–4 0С, при которой происходит хранение картофеля. В лечебный период проводят вентилирование картофеля 4–6 раз
в сутки, в период холодного хранения – только в дни оттепели.
Зерно хранят в хранилищах напольного или закромного типа.
Напольное хранение применяется для хранения зерна на небольших предприятиях. Допускается кратковременное хранение
под открытым небом при укрытии брезентом.
Для длительного хранения больших объемов зерна используют закромный способ, обычно в хранилищах силосного типа. В
них имеются железобетонные или металлические емкости – силоса. Такие хранилища механизированы, оборудованы установками для первичной очистки зерна, которые располагаются в рабочих башнях. Комплекс силосов и оборудования рабочей башни
называется элеватором.
Мелассу хранят в больших цилиндрических вертикальных
резервуарах с конической крышкой. Их изготавливают из стали
вместимостью 500…2000 т при соотношении высоты и диаметра
1:1. Резервуары должны быть рассчитаны на не менее чем пятимесячный запас мелассы для бесперебойной работы завода.
Каждый резервуар имеет лестницу, пробный кран, уровнемер, в нижней части – расходный штуцер с задвижкой; должна
быть предусмотрена подводка воды и пара для мойки и пропаривания внутренней поверхности, змеевик для подогрева мелассы в

38

зимнее время до температуры не более 40 0С. Верхний конец наполняющей трубы должен быть загнут к стенке во избежание
вспенивания при наполнении. Отдельные резервуары соединяются между собой переточными трубами.
На длительное хранение закладывают только нормальную
мелассу, содержащую не менее 75% сухих веществ, с рН не ниже
6,8, выдерживающую пробу на самозакисание.
3.3 Подготовка сырья к переработке
Подготовка картофеля
Картофель перед подачей в производство освобождают от
примесей и моют.
Транспортируют картофель из оборотных складов (рештаков) или буртов с помощью гидравлического транспортера. Он
представляет собой открытый желоб, проходящий вдоль нижней
части рештака или буртов. Желоба изготавливают из железобетона, они имеют прямоугольное сечение, ширину не менее 0,35 м,
высоту около 0,7 м, устанавливаются с небольшим уклоном к
корпусу завода.
Для транспортирования используют воду из теплообменников, пропускают ее многократно после отстаивания. Скорость
движения картофеля с водой около 0,75 м/с, расход воды –
400…700% к массе картофеля. При меньшей скорости будет оседать земля, при большей – увеличивается расход воды. Загружают картофель вручную лопатами или гидрантами. Вода отделяется в конце транспортера через стальную решетку. Легкие примеси картофеля отделяются в процессе транспортирования на соломоловушках, тяжелые – на камнеловушках. Соломоловушка в
простейшем случае представляет собой грабли, установленные
над поверхностью движущейся массы. Камнеловушка изготавливается в виде углубления в дне желоба, где задерживаются тяжелые примеси, а картофель выталкивается струей воды, подаваемой через специальный патрубок. При транспортировании отмывается часть загрязнений.
Окончательная мойка картофеля производится в картофелемойках различной конструкции, например системы Добровольского, кулачковой или универсальной машин для мойки корне-

39

плодов. Расход воды при мойке от 200 до 400% к массе картофеля
при продолжительности пребывания клубней в машине 5–7 минут. При мойке картофеля сильно загрязненного, механизированной уборки расход воды достигает 600–800%, а время мойки –
10–14 минут.
На современных спиртовых заводах имеются технологические линии для мойки картофеля. Иногда в такую линию не
включают моечную машину, так как картофель отмывается при
прохождении по транспортному трубопроводу и в насосе.
Количество не отмытой земли не должно превышать 0,1%,
потери картофеля до 0,2%.
Подготовка зерна. Все зерно, поступающее в производство,
освобождают от сорных примесей, земли, пыли, от металлических примесей. Зерно, предназначенное для солодоращения, дополнительно очищают от зерновых примесей, семян сорняков и
сортируют.
От пыли, соломы, крупных примесей зерно отделяют на
воздушно-ситовом сепараторе, затем удаляют металлические
примеси на магнитных сепараторах. Они имеют производительность от 1,08 до 3,06 т/ч. Более производительны электромагнитные сепараторы. Они очищают от 4 до 9 т/ч, потребляя мощность
0,6–0,9 кВт.
После очистки зерна, идущего на варку, не должно содержаться металлических примесей, сорных минеральных примесей
не более 1%.
При периодическом и полунепрерывном разваривании зерно
перерабатывают в целом виде. Пленчатое зерно (овес, просо, ячмень) перерабатывают в смеси с голозерным зерном или с картофелем при соотношении, обеспечивающем в сусле не более 8%
пленок от массы зерна. При отсутствии картофеля или голозерного зерна ячмень, просо разваривают в дробленом виде, а овес
предварительно обрушивают (отделяют от цветочных и плодовых пленок не менее чем на 70%).
При непрерывном разваривании все виды зерна дробят на
молотковых дробилках или вальцовых станках. С голозерным
зерном перерабатывают до 20% крупки из необрушенного овса,
при использовании одного овса его предварительно обрушивают

40

на бичевых рушках. При обрушивании потери крахмала не должны превышать 1,5%.
Перед направлением на варку обрушенное зерно рассеивают
на плоских виброситах, отделяя шелуху.
Зерно, предназначенное для солодоращения, освобождают
от зерновых примесей, отличающихся от основной культуры по
длине. Используют куколеотборники или овсюгоотборники. В
спиртовой промышленности обычно используют высокопроизводительные цилиндрические триеры.
После отделения примесей зерно сортируют на сортировочных машинах на 3 сорта. Первые два используют для производства солода, 3-й направляют на разваривание.
Просо, идущее на солодоращение, не сортируют, пропускают только через воздушно-ситовой и магнитный сепараторы.
Подготовка мелассы. Мелассу из хранилища передают в
сборник суточного запаса. В зимнее время подогревают глухим
паром через змеевик трубопровод мелассы в месте отбора, чтобы
снизить ее вязкость.
Перед взвешиванием мелассу гомогенизируют путем перекачивания насосом в разные места цилиндрического сборника –
гомогенизатора – по его высоте, так как при длительном хранении происходит расслоение мелассы, причем в нижней зоне концентрация сахаров становится выше, чем вверху сборника.
Затем мелассу подкисляют, асептируют и разбавляют водой.
Мелассу для дрожжевого сусла обогащают питательными солями.
Сильно инфицированную мелассу стерилизуют в пластинчатых
теплообменниках, с помощью контактных головок или в установках инжекторного типа, а при выпуске одновременно со спиртом
хлебопекарных дрожжей – дополнительно осветляют. После стерилизации дефектную мелассу смешивают с нормальной.
Готовят рассиропку (мелассное сусло) одной или двух концентраций в зависимости от выбранной схемы. При однопоточном способе производства спирта готовят раствор мелассы одной
концентрации для брожения и разведения дрожжей – 22%. Однопоточную схему применяют на заводах, вырабатывающих одновременно спирт и хлебопекарные дрожжи.
При двухпоточном способе раствор мелассы для дрожжегенерации готовят с концентрацией 12%, для брожения – 32%. Ко-

41

личество кислоты и питательных солей, рассчитанное на всю
массу мелассы, вносят в дрожжевое сусло, а мелассу для основного сусла только асептируют и разбавляют. После смешивания
дрожжей и сусла концентрация устанавливается на уровне
22–24%. Преимуществом такого способа является получение активных дрожжей на сусле с низкой концентрацией, более благоприятной для них. Для дрожжевого сусла можно использовать
мелассу лучшего качества, чем для брожения.
Для обеспечения условий сбраживания, исключающих развитие кислотобразующих бактерий, которые наиболее часто инфицируют сусло, необходимо поддерживать рН не более 2,8–3,0.
Однако при этом подавляются и дрожжи. Поэтому при однопоточном способе сбраживания рН сусла поддерживают около 5,
что соответствует общей кислотности 0,4–0,6 0. При двухпоточном способе кислотность дрожжевого сусла составляет 1,1–1,3 0,
после смешивания с основным кислотность устанавливается на
уровне 0,6–0,7 0. Для асептирования добавляют антимикробные
вещества (хлорную известь, антибиотики).
Кислоту и антисептики лучше вносить в неразбавленную
мелассу, так как они вносятся в расчете на разбавленное сусло.
Это создает более высокую кислотность и концентрацию антисептика, лучше подавляются микроорганизмы. Подкисляют серной или соляной кислотой до кислотности среды 1,6–2,4 0 при
однопоточном и 3,5–4,5 0 при двухпоточном способе. Применение соляной кислоты для этой цели более экономично, кроме того, при добавлении серной кислоты может образовываться гипс,
затрудняющий сепарирование дрожжей и упаривание барды. Однако хлорид-ион отрицательно влияет на дрожжи. Кроме того,
последними исследованиями показано, что при подкислении до
рН 5 гипс не образуется, а после нейтрализации барды до рН 6 ее
можно упаривать без образования накипи в выпарных аппаратах.
Для асептирования мелассы используют хлорную известь, сульфонол, формалин в установленных количествах /1/.
Для питания дрожжей к мелассе в специальном сборнике
добавляют источник фосфора – 70%-ную ортофосфорную кислоту и источник азотистого питания – мочевину или сульфат аммония, реже применяют диаммонийфосфат, содержащий и азот, и
фосфор. Расход питательных солей и кислоты определяют путем

42

расчетов. Норма введения ортофосфорной кислоты 70%-ной концентрации при производстве спирта – 13 кг/1000 дал, при производстве хлебопекарных дрожжей – 5 кг/т. Для повышения выхода
дрожжей установлена единая норма ортофосфорной кислоты –
0,06% к массе мелассы. Нормальный расход сульфата аммония –
20 кг, мочевины 8 кг/1000 дал спирта.
Для непрерывного смешивания мелассы с водой и получения однородного сусла применяют непрерывно действующие
смесители (рассиропники) двух типов: с механическим перемешиванием и без него.
Рассиропники для мелассы представляют собой цилиндрические горизонтальные или вертикальные емкости, в которые
подводится горячая и холодная вода, питательные соли. Для
лучшего перемешивания мелассы и воды внутри устанавливаются перегородки или ситчатые тарелки, дополнительному перемешиванию также способствуют кольцевые гребенки на патрубке
для подвода воды. В смесителях механического типа для перемешивания служат стержни, закрепленные на валу, которые чередуются с неподвижными стержнями на корпусе аппарата. Частота вращения вала – 70–80 об./мин. С помощью таких смесителей мелассу смешивают с питательными солями и водой.
При производстве хлебопекарных дрожжей мелассу очищают на кларификаторах для освобождения от взвесей, солей кремниевой кислоты, окислов железа и других плохо растворимых соединений, засоряющих дрожжи, придающих им темную окраску.
Кларификаторы – сепараторы, имеющие большой объем грязевой
камеры. Осадок взвесей, составляющий до 0,08% от массы мелассы, выгружают вручную (марка ВСМ) или гидравлически без
остановки кларификатора. Вместе с взвесями и коллоидами отделяется до 40% микроорганизмов мелассы. Степень очистки мелассы улучшается при увеличении кратности разбавления. Потери сахаров с осадком достигают 0,026%, однако, их можно извлечь водой и после асептирования раствор использовать для
разбавления мелассы.
Качество дрожжей при использовании кларифицированной
мелассы улучшается, однако есть данные об ухудшении процесса
брожения такой мелассы из-за удаления биостимуляторов вместе
с коллоидами.

43

Вопросы и задания для самоконтроля
1. По каким показателям контролируется зерно, картофель,
меласса при приеме?
2. Какие условия должны соблюдаться при хранении зерна,
картофеля, мелассы?
3. От каких факторов зависит интенсивность дыхания при
хранении крахмалсодержащего сырья?
4. Что является причиной самосогревания, каков механизм
его возникновения?
5. Назовите и охарактеризуйте операции при подготовке
зерна и картофеля к развариванию.
6. Каким образом меласса подготавливается к сбраживанию
при однопоточном и двухпоточном способе?

44

4. ВОДНО-ТЕПЛОВАЯ ОБРАБОТКА ЗЕРНА
И КАРТОФЕЛЯ
4.1 Структурно-механические и химические
изменения веществ крахмалсодержащего
сырья
Основная цель водно-тепловой обработки крахмалсодержащего сырья – перевод крахмала в растворимое состояние, доступное для действия амилолитических ферментов осахаривающих материалов.
Водно-тепловая обработка зернового сырья проводится при
высоких температурах (130–170 0С). При этом основные вещества зерна претерпевают различные химические и структурные изменения.
Крахмал разных злаков представляет собой гранулы разного
размера и формы (рис. 4.1).

Рис. 4.1 – Микроструктура эндосперма зерна кукурузы

Гранулы сгруппированы в эндосперме зерна в крахмальные
клетки, которые окружены клеточными оболочками. Крахмал
становится доступным для действия ферментов после разрушения клеток и крахмальных гранул до отдельных молекул. Для об-

45

легчения перехода крахмала в раствор клетки разрушают механически путем дробления, однако, таким образом удается разрушить только часть клеток даже при тонком помоле. После смешивания с водой и подогревании измельченного зерна крахмал
последовательно проходит несколько стадий деградации: набухание, клейстеризацию, растворение.
В состав крахмала входят два полисахарида: амилоза и амилопектин. Амилоза растворяется в горячей воде, образуя гель.
Амилопектин только набухает, в крахмальной грануле он играет
роль полупроницаемой мембраны. Соотношение амилозы и амилопектина в разных злаках составляет 25…30 : 70…75.
В крахмальных гранулах молекулы амилопектина образуют
трехмерную структуру, дополнительную прочность этой структуре придают вторичные водородные связи. При набухании они
ослабевают, но сохраняют прочность даже при высоких температурах.
Крахмал разных злаков поглощает разное количество воды.
Степень поглощения воды зависит от температуры. При температуре до 60 0С зерна крахмала поглощают до 300% воды, а при
температуре близкой к клейстеризации – до 2500%. В результате
этого ослабевают связи между клетками, структура зерна становится более мягкой, растворяются другие межклеточные вещества: пентозаны, гумми-вещества, минеральные соли. Набухание
ускоряется при повышении температуры, нарушении целостности зерна.
В определенном температурном интервале, значение которого зависит от природы крахмала, размера крахмальных гранул
и других факторов, нарушается целостность гранул. При этом
резко возрастает вязкость раствора, происходит клейстеризация
крахмала. Температура, при которой вязкость крахмального раствора максимальна, называется температурой клейстеризации, у
крахмалов различного происхождения она находится в разных
интервалах, например для пшеничного крахмала – 54…62 0С, ячменного – 60…80 0С, картофельного – 59…64 0С, кукурузного –
65…75 0С. В крахмальном клейстере молекулы расположены
беспорядочно, нарушается кристаллическая структура крахмала.
Оклейстеризованный крахмал представляет собой трехмерную
сетку из набухших молекул амилопектина, ячейки которой за-

46

полнены раствором амилозы. Механизм гидролиза крахмала до
настоящего времени не достаточно изучен, несмотря на большое
количество работ, посвященных этому вопросу.
При 90 0С клейстеризация практически заканчивается, вязкость больше не возрастает, а при дальнейшем нагревании
уменьшается за счет деструкции трехмерной сетки клейстера.
Происходит растворение амилопектина, температурный интервал
растворения его также различен для крахмала разных злаков: пшеничного – 136…141 0С, ржаного – 121…127 0С, кукурузного –
146…151 0С, картофельного 132 0С.
Скорость гидролиза растворенного крахмала возрастает
многократно. Поэтому в спиртовом производстве стадия разваривания имеет большое значение.
Температура клейстеризации и растворения крахмала
уменьшается при тонком измельчении зерна, при воздействии
амилолитических ферментов. На этих свойствах крахмала основаны современные способы водно-тепловой обработки зерна, позволяющие проводить эту стадию при атмосферном давлении и
температуре до 100 0С, в частности механико-ферментативная
обработка.
Сахара (глюкоза, сахароза, фруктоза, мальтоза и др.) содержится в здоровом зерне в небольших количествах, не более
7–10%. В дефектном зерне ее количество увеличивается.
При высоких температурах водно-тепловой обработки сахара подвергаются химическим изменениям. При термическом разложении сахаров образуются ангидриды: фурфурол, оксиметилфурфурол, ядовитые для дрожжей. Сахара могут вступать в реакцию меланоидинообразования, карамелизации с образованием
высокомолекулярных соединений, не сбраживаемых дрожжами.
В результате этих превращений увеличиваются потери сбраживаемых углеводов. Поэтому присутствие сахаров в зерновом замесе нежелательно. При выборе режимов подваривания и разваривания следует учитывать степень дефектности зерна.
Некрахмальные полисахариды при водно-тепловой обработке изменяются мало: целлюлоза не растворяется, не гидролизуется; гемицеллюлозы частично растворяются, от молекул пектиновых веществ отщепляется метоксильная группа – ОСН3 с последующим образованием метилового спирта. Поэтому при перера-

47

ботке сырья с высоким содержанием пектиновых веществ, в частности картофеля, накапливается метанола в 8–10 раз больше,
чем при использовании зерна.
Белки денатурируют, а при температурах 140–160 0С происходит их частичная пептизация.
4.2 Способы и режимы разваривания
крахмалсодержащего сырья
Процесс разваривания можно разделить на несколько последовательных стадий:
- приготовление замеса и его подваривание;
- нагрев замеса до температуры разваривания;
- выдержка замеса;
- отделение пара (паросепарация).
Зерно дробят на молотковых или вальцовых дробилках.
Размер частиц зерна после измельчения контролируют путем
рассеивания на ситах, при этом проход через сито размером 1 мм
должен быть не менее 60%, а для кукурузы не менее 75–90%. Для
увеличения степени измельчения зерна рекомендуется применять
двухступенчатое дробление с промежуточным рассевом помола:
на первой ступени зерно измельчают на молотковой дробилке, а
затем на вальцовом станке. При этом получается помол с проходом через сито 1 мм 75–80%, что позволяет снизить температуру
в процессе разваривания.
Измельченное зерно смешивают с водой при температуре не
более 50 0С (ниже температуры клейстеризации) в соотношении
1: 2,5…3,5 в зависимости от содержания крахмала, чтобы впоследствии получить осахаренное сусло с содержанием сухих веществ 16–18%. Замес готовят в смесителях с мешалкой.
Рекомендуется для экономии тепла нагревать замес в смесителе или контактной головке вторичным паром до температуры
не более 55…65 0С, чтобы не допустить полной клейстеризации
для сохранения его транспортабельности, кроме того, не допускается накопление сахаров за счет воздействия на крахмал собственных амилолитических ферментов зерна. Такая обработка замеса называется подвариванием.

48

На стадии подваривания эффективно использовать бактериальную α-амилазу, которую вносят в смеситель при температуре
75…80 0С. В результате ее действия начинается деструкция
крахмала с образованием декстринов, благодаря чему можно снизить температуру разваривания. Декстрины не подвержены термическому разложению, поэтому такая обработка не ведет к потерям сбраживаемых веществ.
Картофель измельчают на молотковых или дисковых дробилках и через промежуточный сборник направляют на контактную головку для нагрева до температуры разваривания. Можно
подогревать замес вторичным паром, но не выше 45…50 0С, так
как при более высокой температуре начинается клейстеризация
крахмала, и замес теряет подвижность.
Подогрев замеса до температуры разваривания проводится в
контактных головках острым паром до температуры 138–170 0С в
зависимости от способа разваривания.
Собственно разваривание замеса проводится в процессе выдержки в непрерывном потоке или периодически при заданной
температуре. За счет движения по трубопроводам и аппаратам,
выдувания при перепаде давления масса подвергается, кроме теплового, механическому воздействию.
Способы разваривания в зависимости от организации процесса различают:
- периодические,
- непрерывные.
Периодические способы проводятся в установках, состоящих из нескольких аппаратов, в каждом из которых протекает
одна из стадий разваривания. Загрузка и выгрузка сырья периодическая. Они малопроизводительны, в процессе их работы
большие потери сухих веществ и тепловой энергии. Поэтому периодические способы на отечественных заводах заменяются на
непрерывные.
Непрерывные способы разваривания более эффективны, они
характеризуются тем, что подготовленный замес непрерывно
проходит ряд аппаратов установки при определенных режимах и
выводится в готовом виде.

49

Наиболее распространены 2 основные схемы непрерывного
разваривания: Мичуринская (конструкции б. ВНИИПрБ) и Мироцкая (конструкции б. УкрНИИСПа).
Установки конструкции ВНИИПрБ или Мичуринская выпускаются серийно для заводов производительностью 800–1300 дал
спирта в сутки, 1700–2500 дал спирта в сутки. Они включают
смеситель-предразварник, контактную головку острого пара для
нагревания замеса, варочную колонну 1 ступени и 1–3 варочных
колонны 2 ступени. Для отделения вторичного пара служит паросепаратор-выдерживатель.
В последние годы разработана усовершенствованная установка А2.ВРА.3000 для заводов производительностью 3000 дал
спирта в сутки. Схема ее приведена на рис. 4.2.

Рис. 4.2 – Аппаратурно-технологическая схема непрерывного
разваривания на установке конструкции б. ВНИИПрБ

Зерно из бункера 1 измельчается на молотковой дробилке 14
и смешивается с водой с температурой 40–50 0С в соотношении
1:2,5 – 3,5 в смесителе 13. Замес перекачивается насосом 12 в
контактную головку 4, где подогревается вторичным паром, выделившимся в паросепараторе 9, до температуры 85–90 0С и поступает в буферную емкость 5, откуда насосом 11 подается в кон-

50

тактную головку острого пара 6, где нагревается до температуры
138–149 0С – для зерна (для кукурузы до 144–150 0С).
Картофель после мойки ковшовым элеватором подается через весы в промежуточный бункер, а оттуда поступает на молотковые дробилки 2. Картофельная кашка через промежуточный
сборник плунжерным насосом 3 подается в контактную головку
острого пара 6 и нагревается до температуры 138–140 0С.
Разваривание проводится в трубчатом разварнике 10, выдерживателе 1 ступени 7 и выдерживателе 2 ступени 8. В колоннах
поддерживается одинаковое давление за счет уравнительной линии. Продолжительность разваривания – 45–55 минут. Масса выдувается в паросепаратор 9, где поддерживается давление 0,05 МПа
(температура 105 0С). Разваренная масса в нем находится 15–20 минут. За счет перепада давления выделяется большое количество
вторичного пара, оставшиеся целыми клетки сырья дополнительно разрушаются. Готовая масса передается на осахаривание.
В установке конструкции УкрНИИСПа (Мироцкой) (рис.
4.3) замес готовится аналогично установке ВНИИПрБ.

Рис. 4.3 – Аппаратурно-технологическая схема разваривания
крахмалсодержащего сырья на установке УкрНИИСПа

51

Норией 1 зерно подается через сепаратор 2 в бункер 3,
взвешивается на весах 4 и измельчается на вальцовом станке 5.
Степень измельчения должна быть достаточно тонкой: проход
через сито с отверстиями диаметром 1 мм не менее 90%. Рекомендуется для более мелкого дробления пропускать зерно последовательно через 2 вальцовых станка с промежуточным рассевом.
Дробленое зерно поступает в смеситель 6, где смешивается с водой в соотношении 1:2,5–3,5 и подогревается вторичным паром
до температуры 45–50 0С. Затем замес плунжерным насосом подается в трубчатый подогреватель 14.
Картофель после мойки элеватором 7 подается через весы 8
в бункер 9, а из него питателем 10 в молотковую дробилку 11.
Полученную кашку смешивают с водой из расчета 0,2–0,5 дм3 на
1 кг картофеля в сборнике 12, затем насосом 13 перекачивают в
трубчатый подогреватель 14.
Зерновой или картофельный замес нагревается сначала в
подогревателе типа «труба в трубе» 14 вторичным паром до температуры 75–85 0С, а затем в контактной головке острого пара 15
до 168–170 0С – для зерна, 165–166 0С – для картофеля. Разваривание проводится в трубчатом разварнике 16, состоящем из вертикальных и горизонтальных труб. Число вертикальных участков
8–10. На фланцевых соединениях между горизонтальными и вертикальным участками установлены диафрагмы, отверстия в которых по ходу продукта увеличиваются. Скорость массы увеличивается по мере прохождения от первой трубы с 0,1–0,2 м/с к последней – до 1,5 м/с. Температура замеса на выходе уменьшается
до 145–155 0С. Для защиты горизонтальных участков от износа предусматриваются вставные гильзы. При прохождении массы по аппарату выделяющийся пар занимает до 80% объема продукта, масса
около 20%. Время прохождения массы по разварнику – 2–3 минуты.
Температура на входе регулируется терморегулятором 18, давление на выходе из аппарата – регулятором давления 19. Готовая
масса поступает в паросепаратор 17.
В Мироцкой установке выше расход пара, электроэнергии,
больше выделяется вторичного пара в 1,5–2 раза, который мало
используется. В Мичуринской установке выше металлоемкость,
однако, при эксплуатации Мироцкой металлоемкость увеличивается за счет вставных гильз.

52

Качество разваренной массы оценивается визуально. Она
должна быть полужидкой, блестящей бежевого или желтого цвета без кусочков недоваренного сырья.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Назовите цели водно-тепловой обработки крахмалсодержащего сырья.
2. Охарактеризуйте процессы, происходящие при разваривании зерна и картофеля. Какие изменения происходят с крахмалом, белками, некрахмальными полисахаридами, сахарами при
разваривании?
3. Охарактеризуйте способы разваривания. Дайте сравнительную оценку Мичуринской и Мироцкой схем водно-тепловой
обработки сырья.
4. Как оценивается качество разваренной массы?

53

5. ПОЛУЧЕНИЕ ОСАХАРИВАЮЩИХ МАТЕРИАЛОВ
ДЛЯ СПИРТОВОГО ПРОИЗВОДСТВА
5.1 Характеристика ферментов солода
и микробных ферментных препаратов
В спиртовом производстве осахаривающие материалы используются для гидролиза растворенных веществ разваренной
массы из крахмалсодержащего сырья.
Растворение и гидролиз крахмала считается основной задачей стадий подготовки сырья к сбраживанию, так как нерастворенный крахмал гидролизуется очень медленно, а дрожжами
сбраживаются только низкомолекулярные продукты гидролиза:
сахара и низкомолекулярные декстрины (мальтотриоза).
При гидролизе белковых веществ накапливаются аминокислоты и пептиды, необходимые для размножения дрожжей.
В связи с этим в состав осахаривающих материалов должны
входить ферменты, гидролизующие крахмал и белковые вещества.
Кроме того, в последние годы широко рекомендуется использовать ферменты, гидролизующие некрахмальные полисахариды, что позволяет обеспечить частичное растворение клеточных стенок сырья и облегчить доступ других ферментов к содержимому клеток сырья.
В качестве источников ферментов в спиртовом производстве используется солод и микробные ферментные препараты.
Солод получают из нескольких злаков, ферментативный
комплекс которых, дополняя друг друга, обеспечивает необходимую степень распада крахмала. Кроме того, солод является источником азотистого питания для дрожжей, а также содержит
комплекс протеолитических ферментов, осуществляющих гидролиз белков сырья.
Однако применение солода как осахаривающего материала
имеет ряд недостатков:
- скорость осахаривания крахмала сырья солодом низка;
- при солодоращении необходимо использовать только высококачественное зерно с высокой прорастаемостью;

54

- цикл производства солода длителен – до 6–10 суток, за
это время потери сухих веществ зерна достигают 20%, что еще
более снижает экономичность его получения;
- солод может служить источником инфицирования бражки, особенно если крахмал его плохо растворен.
Поэтому в настоящее время большинство спиртовых заводов в качестве осахаривающих материалов применяют микробные ферментные препараты.
Преимуществами их использования является:
- микроорганизмы – продуценты ферментов способны синтезировать нужные ферменты в зависимости от состава питательной среды, что позволяет путем подбора компонентов среды
выращивания регулировать набор синтезируемых ферментов;
- при их культивировании, как правило, используется дешевая питательная среда: отруби, выжимки, подсолнечная лузга,
низкосортная мука и т.д.;
- циклы их культивирования непродолжительны – 60–100 часов;
- в спиртовом производстве используются относительно
дешевые неочищенные ферментные препараты, так как после выделения спирта все балластные вещества, внесенные с ферментными препаратами, не переходят в конечный продукт.
5.2 Производство солода для спиртового
производства
Солод как источник гидролитических ферментов используется издавна. В спиртовом производстве применяют свежепроросшие солода из нескольких злаков, которые накапливают различные амилолитические ферменты. Из солодовых ферментов
наиболее важны α- и β-амилазы, которые гидролизуют крахмал
по связям α-1,4 и декстриназа (олиго-1,6 глюкозидаза), которая
катализирует расщепление α-1,6 связей в крахмале. В результате
их действия накапливаются сбраживаемые сахара: глюкоза, мальтоза, мальтотриоза и низкомолекулярные декстрины, последние
гидролизуются впоследствии при брожении этими же ферментами.

55

В зависимости от накапливаемых ферментов солода классифицируются на несколько групп:
1. Группа ячменя, в которую входят также пшеница, рожь.
Солод из этих злаков накапливает активные α- и β-амилазы.
2. Группа проса. В нее входят также гаолян, пайдза. При их
проращивании накапливается активная декстриназа и α- и βамилазы относительно низкой активности.
3. Группа овса. Активность амилолитических ферментов
средняя между 1 и 2 группами.
4. Группа кукурузы. Относительно низкая активность декстриназы, нет β-амилазы и средняя активность α-амилазы. Используют редко.
При осахаривании применяют, как правило, смесь солодов 1
и 2 группы или 1 и 3 групп. Зерно, предназначенное для проращивания, должно иметь высокую прорастаемость: 92% – для ячменя, пшеницы, ржи, 85% – для проса. Крахмал непроросшего
солода плохо осахаривается и служит причиной закисания сусла
в процессе брожения.
В спиртовом производстве используют свежепроросший солод.
Схема его производства включает:
- подготовку сырья;
- мойку и замачивание зерна;
- проращивание.
Подготовка сырья включает очистку от сорной примеси на
воздушно-ситовом сепараторе, отделение металлических примесей на магнитном сепараторе, сортировку и отделение зерновых
примесей на триер-сортировочных машинах. Более подробно все
указанные операции и характеристика оборудования для их проведения рассмотрены в 1 разделе курса «Технология отрасли».
Мойка и замачивание зерна проводится в замочных чанах.
Основная цель стадии мойки зерна – отмыть его от пыли и поверхностных микроорганизмов. Цель замачивания – повысить
влажность зерна, чтобы пробудить его к жизни и стимулировать
все биохимические процессы в зерне.
Чаще всего используется воздушно-водяной или воздушнооросительный способы, так как при замачивании должны быть
созданы аэробные условия.

56

Сначала зерно промывают, удаляют сплав, во 2-ю промывную воду вносят антисептик, например, хлорную известь. У овса
сплав не снимают, так как в нем могут быть полноценные зерна.
Замачивают ячмень, пшеницу, рожь, просо в 3 замочки, овес –
2 замочки. Рекомендуемая температура замачивания – 18–20 0С.
Просо замачивают при температуре 25–30 0С. Продолжительность замачивания ячменя, проса – около 20 часов, голозерных
культур: пшеницы, ржи – 14 часов. Конечная влажность основных культур – 38–40%, проса – 35–38%.
Основная цель проращивания – накопление ферментов, растворение клеточных стенок эндосперма при минимальных потерях на дыхание и образование вегетативных органов (ростков,
корешков).
При проращивании происходят ряд изменений:
Морфологические – образование корешков, проростков (стебельков). У пленчатых культур корешки должны составлять 2–3
длины зерна, проросток – 2/3 длины зерна. У голозерных культур
проросток виден. У овса корешки длинней, стебелек выходит за
пределы зерна. У проса корешок 1, стебелек едва заметен.
Цитолитические – растворение эндосперма благодаря действию накопившихся гидролитических ферментов. При этом частично гидролизуются крахмал, белки, некрахмальные полисахариды. Образующиеся продукты гидролиза расходуются на образование вегетативных органов, на дыхание, синтез ферментов.
Биохимические – связаны с увеличением активности ферментов и изменением химического состава зерна.
Амилолитические ферменты – альфа, бета-амилазы и декстриназа активируются и синтезируются. Активность амилаз достигает максимума у ячменя к 10-м суткам, у ржи – на 7–8 сутки.
Декстриназа накапливается у овса на 10–12 сутки, у проса – на
5–6 сутки.
Протеолитические ферменты способствуют растворению
эндосперма и освобождению амилаз, связанных с неактивными
белками. Накапливаются кислые протеиназы с рН-оптимумом
около 3,8; нейтральные – с рН-оптимумом 6,3 и щелочные –
с рН-оптимумом 8,6. Наиболее важны кислые протеиназы.

57

Цитолитические ферменты растворяют бета-глюкан и пентозаны, способствуют растворению эндосперма. Максимум их
активности у ячменя достигает на 5–7 сутки.
Изменение химического состава зерна также связано с действием ферментов. При проращивании гидролизуется около 20%
крахмала зерна, 8–10% остается в зерне в виде сахаров и других
продуктов гидролиза, 3–4% расходуется на образование ростков
и корешков, 8–9% используется зародышем на дыхание. Крахмальные гранулы частично повреждаются, уменьшается их размер.
Белковые вещества распадаются с образованием аминокислот и пептидов. Белок при проращивании гидролизуется в среднем на 50–55%, ½ его расходуется на образование ростков и корешков. Аминокислоты впоследствии используются для питания
дрожжей.
Некрахмальные полисахриды распадаются почти полностью. Важен гидролиз фитина – эфира инозита. Образующийся
инозит также необходим дрожжам для размножения как ростовое
вещество.
При проращивании образуются эфиры органических кислот,
которые придают солоду специфический запах: ячменному – запах огурцов, просяному – запах стручков акации.
Потери крахмала и сахаров достигают 16% от содержащихся в зерне. Снизить потери можно, подавляя дыхание. Для этой
цели вносят хлорид кальция, бромиды, проращивают с накоплением углекислоты. Можно для стимуляции прорастания добавлять препараты гиббереллина, ферментные препараты.
Проращивают солод в ящичных солодовнях при высоте слоя
0,6–0,9 м, продувают воздухом 2–3 раза в сутки, перед ворошением
опрыскивают водой. Температура проращивания ячменного, овсяного солодов – 19–20 0С, в конце – 13–14 0С, влажность в конце
проращивания – 44–45%, общая продолжительность – 10 суток.
Продолжительность проращивания ржаного и пшеничного солодов 7–8 суток, однако, они образуют плотный слой, поэтому рекомендуется смешивать эти злаки с 2–3-суточным ячменным солодом и проращивать совместно еще 7–8 суток. Просо имеет маленький размер зерен, обычные солодорастильные ящики не пригодны для его проращивания, так как зерна проваливаются через

58

отверстия сит. Используют специально оборудованные ящичные
солодовни или проращивают на току. В этом случае просо складывают в разборные деревянные ящики высотой 0,7–1,0 м и проращивают 1 сутки при температуре 25 0С, затем температуру
поднимают до 33–35 0С, ящики разбирают, зерно укладывают в
кучи высотой 0,4 м, температуру снижают до 30 0С поливом холодной водой, для аэрации зерно перелопачивают. В конце процесса проращивания температуру снижают до 25 0С. Общая продолжительность проращивания – 5–6 суток.
Готовый солод транспортируют водой или ленточными
транспортерами. Перед использованием дезинфицируют формалином. Качество оценивают по АС и ДС, дозируют с учетом активности солодов. Как правило, используют смесь ячменного –
70–80% и просяного солода – 20–30%.
5.3 Характеристика продуцентов ферментных
препаратов
В качестве продуцентов ферментных препаратов используют бактерии, плесневые грибы и дрожжеподобные микроорганизмы.
Плесневые грибы. Наиболее распространены рода Aspergillus видов awamori, niger, oryzae, rhizopus, mucor, batate. Они являются аэрофилами, растут на поверхности твердой питательной
среды или в жидкой, хорошо аэрируемой среде при оптимальной
температуре 25–30 0С. Размножаются спорами, которые прорастают в благоприятных условиях.
В качестве источника углеводов используют сахара, спирты,
органические кислоты. Но обязательно в среде должен быть
крахмал, для синтеза ими амилолитических ферментов.
В качестве источника азотистых веществ потребляют белки и их гидролизаты, соли аммония и нитраты.
Нуждаются в источниках фосфора, серы, калия, магния. Витамины и другие ростовые вещества синтезируют сами.
Бактерии. Чаще используют бактерии рода Bacillus видов
subtilis mesentericus и др. Особенность бактерий – способность
накапливать высокоактивную термостойкую амилазу, используемую для разжижения крахмала на стадии подваривания замесов.

59

Циклы размножения бактерий короче, чем плесневых грибов.
Например, Bacillus subtilis-82 выращивают 48–60 часов при температуре 30–35 0С.
Дрожжеподобные микроорганизмы в спиртовом производстве как продуценты ферментов используются реже, чем грибы и
бактерии. Нашли применение только дрожжеподобные грибы
Endomycopsis bispora и Endomycopsis species 20–9. Они накапливают, главным образом, активную глюкоамилазу. Обычно эти
препараты используют в смеси с ферментными препаратами из
плесневых грибов и бактерий.
5.4 Поверхностное и глубинное культивирование
при производстве ферментных препаратов
Технологический процесс получения ферментных препаратов при культивировании микроорганизмов можно разбить на 3
основные стадии:
1. Получение посевного материала.
2. Получение производственной культуры микроорганизма
методами поверхностного или глубинного культивирования.
3. Получение из производственной культуры технических
или очищенных ферментных препаратов.
Получение посевного материала производится из исходного
штамма продуцента ферментов, который поставляется централизованно из коллекции промышленных микроорганизмов или из
лаборатории чистых культур завода, где штаммы хранятся и поддерживаются в активном состоянии.
Технология получения производственного посевного материала зависит от вида продуцента и способа его культивирования.
Для поверхностного способа культивирования посевной материал получают в виде:
а) культуры, выращенной на твердой питательной среде;
б) мицелиальной массы продуцента, выращенного на жидкой среде глубинным способом.
Независимо от вида посевного материала его получают в
несколько стадий:

60

1. Обновление исходной производственной культуры путем
пересева в 12–20 повторностях на новую питательную среду и
культивирования в термостате.
2. Приготовление питательной среды смешиванием отдельных компонентов: увлажненных пшеничных отрубей с добавлением солодовых ростков, опилок, свекловичного жома и др.
3. Стерилизация питательной среды и аппаратуры в биксах
при давлении пара 0,15 МПа 60 минут.
4. Охлаждение среды до температуры роста культуры.
5. Засев среды исходным штаммом продуцента.
6. Выращивание культуры до определенного возраста.
7. Консервирование посевного материала высушиванием
либо хранением при низких температурах.
Аналогично готовят посевной материал при глубинном
культивировании микроорганизмов. В качестве посевного материала в этом случае используют мицелиальную массу (для грибов
и актиномицетов) или молодую спороносящую культуру (для
бактерий).
Стадии получения посевного материала:
1. Обновление исходной культуры на агаризованной среде.
2. Выращивание культуры на жидкой среде в колбах на качалке.
3. Культивирование продуцента в инокуляторах.
Количество посевного материала зависит от производительности предприятия и нормы засева при производственном культивировании. При поверхностном культивировании доза посевного материала составляет 0,2–1,0% к массе перерабатываемого
сырья при использовании посевной спороносящей культуры и
1,5–2,5% при использовании мицелиального посевного материала. Для глубинного культивирования расход посевного материала
в зависимости от вида используемых микроорганизмов от 0,2 до
2,5%.
Производственное культивирование культур при поверхностном способе производится на стерильной среде в кюветах, которые после заполнения увлажненной средой и засевом посевной
культурой ставят на этажерки и помещают в растильную камеру,
куда подают стерильный воздух. Температура культивирования –
26–30 0С, продолжительность выращивания – 36–42 часа. Гото-

61

вую культуру для транспортирования или хранения высушивают
до влажности 18–20% и упаковывают в бумажные мешки.
Описанный способ очень трудоемок, мало механизирован.
Более эффективен бескюветный способ. По этому способу выращивание культур в производственных условиях производится в
аппаратах с вертикальным слоем питательной среды, который
аэрируется продуванием воздухом по вертикальным каналам в
аппарате.
Производственное культивирование по глубинному способу
выращивания производится в жидкой питательной среде. Среда
включает кукурузную или пшеничную муку, разваренную и осахаренную солодом или бактериальной амилазой. В нее добавляют
питательные соли, гидролизат белков, фильтрат барды и другие
питательные компоненты.
Выращивание культур микроорганизмов может проводиться
периодическим, непрерывно-циклическим или непрерывнопоточным методом в ферментерах разной вместимости в зависимости от производительности завода.
Например, культивирование наиболее часто используемой
культуры Аspergillus аwamori, для получения Глюкоаваморина Гх466 проводится на специализированных предприятиях или в ферментных цехах спиртовых заводов на осахаренном кукурузном
сусле. Кукурузная мука смешивается с водой 1:2,5–3, разваривается при температуре 143–151 0С 15–20 минут и осахаривается солодовым молоком при температуре 58–60 0С 30 минут. Питательная
среда с концентрацией сухих веществ 18–20% дополнительно стерилизуется в контактной головке при температуре 120–125 0С, выдерживается в стерилизаторе 30–40 минут, охлаждается до температуры 35 0С и поступает в ферментер. Засев посевного материала
производится по линии передавливания из инокулятора в количестве 3% к объему питательной среды. Выращивание ведется при
температуре 34–35 0 С, давлении 0,02–0,03 МПа при непрерывной
подаче стерильного воздуха в количестве 30–60 м3/м3 среды в час и
перемешивании. Продолжительность выращивания – 120–160 часов. Воздух перед подачей в ферментер освобождают от механических примесей и микроорганизмов пропусканием через тройную систему фильтров.

62

В процессе культивирования контролируют микробиологическую чистоту всех промежуточных проб среды, посевной культуры, воздуха путем высева на микробиологические среды.
Готовый ферментный препарат Глюкоаваморин Гх должен
иметь активность глюкоамилазы не менее 200 ед./см3. Его передают в производство в предварительно стерилизованные сборники, где хранят при температуре 18–20 0С.
Кроме Глюкоаваморина Гх в спиртовом производстве выращивают другие ферментные препараты: Амилодиастатин Гх,
Глюкобататин Гх, Глюкоэндомикопсин Гх и др. по аналогичным
технологическим схемам.
В последние годы спиртовые заводы широко используют
жидкие очищенные ферментные препараты ряда зарубежных
фирм, которые имеют различные торговые названия. Наиболее
распространены препараты фирм «Ново-Нордиск» (САН Супер,
Термамил, Фунгамил), «Эндэ Индустриал Корпорэйшен» (Зимаджунт, Глюкозим) и других.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Дайте характеристику ферментов солода и микробных
ферментных препаратов. Какие требования предъявляются к гидролизу составных компонентов сырья?
2. Назовите и охарактеризуйте группы солодов в зависимости от состава синтезируемых ферментов.
3. Дайте характеристику технологических стадий производства солода как осахаривающего материала для спиртового производства.
4. Как изменяется активность основных ферментативных
комплексов солода в процессе проращивания?
5. Дайте характеристику продуцентов ферментных препаратов для спиртового производства. Назовите преимущества их использования по сравнению с солодом.
6. Назовите и охарактеризуйте способы культивирования
микроорганизмов при производстве ферментных препаратов поверхностным и глубинным способом.

63

6. ОСАХАРИВАНИЕ РАЗВАРЕННОЙ МАССЫ
6.1 Цели осахаривания. Процессы при осахаривании
Основной целью осахаривания разваренной массы является
получение осахаренного сусла оптимального состава для сбраживания и культивирования дрожжей.
Основной процесс на стадии осахаривания – гидролиз крахмала амилолитическими ферментами солода или микробных
ферментных препаратов.
Гидролиз крахмала в той или иной степени проходит на нескольких стадиях производства спирта.
Первая ступень гидролиза осуществляется при использовании термостабильной амилазы на стадии подваривания замеса,
где крахмал гидролизуется частично до высокомолекулярных
декстринов, но не образуются низкомолекулярные углеводы, которые разрушаются при высоких температурах разваривания.
Более глубоко гидролиз крахмала идет на стадии осахаривания, которую можно считать второй ступенью. На этой стадии
крахмал под действием α- и β-амилаз и декстриназы солода или
бактериальной амилазы и глюкоамилазы ферментных препаратов
разлагается до сбраживаемых сахаров и низкомолекулярных декстринов, не окрашиваемых йодом.
На третьей ступени гидролиза на стадии брожения декстрины доосахариваются ферментами, внесенными на стадии осахаривания до сбраживаемых сахаров: глюкозы, мальтозы, мальтотриозы.
Одновременно с гидролизом крахмала на стадии осахаривания идет распад белков под действием протеолитических ферментов. В результате этого накапливаются аминокислоты, дипептиды, пептиды и др. продукты распада белка. Этот процесс играет значительную роль, так как аминокислоты и некоторые дипептиды потребляются дрожжами как азотистое питание при их размножении. Достаточно активно гидролиз белка идет при использовании в качестве осахаривающих материалов солодов и неочищенных ферментных препаратов, в которых протеолитические
ферменты являются сопутствующими основным амилолитическим. Применение в последнее время для осахаривания разварен-

64

ной массы высокоочищенных амилолитических ферментных
препаратов, в которых присутствует практически одна группа
ферментов, приводит к необходимости вносить дополнительно
протеолитические ферментные препараты для обеспечения
дрожжей аминокислотами или вносить неорганическое азотистое
питание.
Более подробно механизм гидролиза крахмала и белков под
действием ферментов солода и ферментных препаратов рассмотрен в 1 части курса «Технология отрасли».
6.2 Подготовка осахаривающих материалов
Солод направляют в производство, как правило, с помощью
гидротранспорта, добавляя в транспортную воду для дезинфекции
хлорную известь или хлорамин Б технический. При другом способе транспортирования (ленточным транспортером или норией) дезинфекцию проводят в отдельном сборнике 25–30 минут, затем
дезинфицирующий раствор сливают. Солод проходит барабанное
сито, где отделяется от воды, и направляется на молотковую, дисковую или вальцовую дробилку, а затем в сборник для приготовления солодового молока. Измельченный солод смешивают с водой 1: 2…2,5, дополнительно вносят раствор формалина до концентрации 0,025%, выдерживают 25–30 минут, разбавляют водой
и перекачивают в расходный сборник над осахаривателем. Общий
расход воды для приготовления солодового молока – 4…5 дм3 на
1 кг солода. Для осахаривания используют смесь солода из группы ячменя 70% и просяной 30% или смесь просяного и овсяного
не менее 30%. Запрещается использовать солод из той же культуры, что и разваренная масса.
Расход солода рассчитывается по АС и ДС. Норма солода по
АС составляет 700 ед. на 1 тонну крахмала, по ДС – 6000 ед. на
тонну крахмала. Если получается разное количество, принимают
большее значение.
При использовании глубинной культуры микроорганизмов
ее дезинфицируют 40%-ным раствором формалина из расчета
2 дм3/м3 культуральной жидкости и передают в расходные сборники.

65

Сухую поверхностную культуру смачивают водой 1:1, измельчают на солодовых дробилках и смешивают в сборниках с
водой 3…4 дм3/кг исходной культуры. Для дезинфекции вносят
40%-ный формалин 2…2,5 дм3/м3 суспензии и перекачивают в
расходные сборники. Можно использовать смесь солода и поверхностной культуры. Их готовят как солодовое молоко.
Расход поверхностной культуры составляет в среднем 5% по
массе крахмала.
Расход глубинной культуры определяют по активности.
Расход α-амилазы – 1,5…2 ед. АС/г крахмала, глюкоамилазы –
6,0–6,2 ед. ГС/г крахмала при 72-чсовом брожении и до 15 ед.
ГС/г крахмала при 48-часовом брожении. Препарат α-амилазы
рекомендуется вносить на разжижение замеса 0,5 ед. АС/г крахмала и на осахаривание 1 ед. АС/г крахмала вместе с глюкоамилазой.
Для хранения глубинных культур перед осахариванием их
нельзя смешивать во избежание активации ферментов.
6.3 Способы и режимы осахаривания
В спиртовой промышленности используются периодические
и непрерывные способы осахаривания. Первые уже мало распространены, как устаревшие и неэффективные.
Непрерывные способы более эффективны, высокопроизводительны, могут быть автоматизированы.
Независимо от способа процесс осахаривания можно разбить на стадии:
1. Охлаждение разваренной массы до температуры осахаривания.
2. Смешивание с осахаривающим материалом.
3. Осахаривание разваренной массы.
4. Охлаждение до температуры брожения.
Охлаждение продукта может быть проведено с помощью теплообменников различной конструкции. Однако температура разваренной массы должна быть снижена с 102–105 0С до 56–58 0С,
для чего требуется значительное время, большой расход охлаждающей воды. Более эффективно применение вакуум-охлаждения.

66

Принцип вакуум-охлаждения заключается в том, что разваренная масса, попадая в испаритель, где поддерживается разрежение, мгновенно охлаждается за счет самоиспарения воды. Использование этого способа охлаждения позволяет существенно
экономить воду на охлаждение и электроэнергию на 30…35%,
концентрация сусла возрастает примерно на 1%, увеличивается
съем спирта с единицы объема бродильного чана, уменьшается
содержание метанола, фурфурола и других летучих веществ за
счет испарения, снижается обсемененность сусла микроорганизмами.
Осахаривание может проводиться в одну или две ступени.
По одноступенчатому способу охлажденная до температуры
62…63 0С разваренная масса поступает в осахариватель, который
представляет собой цилиндрическую емкость с мешалкой и коническим или сферическим днищем и плоской крышкой. На рис.
6.1 приведена схема одноступенчатого осахаривания с вакуумохлаждением.

Рис. 6.1 – Аппаратурно-технологическая схема одноступенчатого
осахаривания с вакуум-охлаждением

67

Разваренная масса непрерывно поступает из паросепаратора
1 по трубопроводу 2 в ваккум-испарительную камеру 4, в которой поддерживается разрежение 0,08 МПа. За счет самоиспарения воды температура практически мгновенно снижается до
62 0С. Вакуум создается в результате конденсации паров в барометрическом конденсаторе 4. Смесь воды и газов отсасывается
вакуум-насосом 5. Для разжижения разваренной массы в испарительную камеру по трубе 8 засасывается 10–15% сусла. Охлажденная масса по трубе 6 стекает в осахариватель 7, смешивается с
осахаривающим материалом из расходных мерников 9, вследствие чего температура снижается до 57…58 0С. Уровень массы в
осахаривателе поддерживается автоматически с помощью поплавкового регулятора, связанного рычагом с заслонкой на продуктовой трубе. Осахаривающий материал дозируется в зависимости от скорости откачивания сусла насосом 11 в теплообменник 12. Для задерживания примесей осахаренное сусло проходит
песколовушку 13.
Продолжительность осахаривания составляет не менее 10
минут.
При двухступенчатом осахаривании разваренная масса последовательно проходит осахариватель 1 ступени описанной выше конструкции и осахариватель 2-й ступени, представляющий
собой трубу длиной 100–150 м, свернутую в калачи. Доза осахаривающего материала делится на 2 части: 30% поступает в осахариватель 1 ступени, 70% – в трубопровод перед насосом, перекачивающим массу на 2-ю ступень осахаривания. Температура в
осахаривателе 1-й ступени – 60…61 0С, в осахаривателе 2-й ступени – 57…58 0С, продолжительность осахаривания в 1-й и 2-й
ступени, соответственно, – 10 и 2…5 минут.
Охлаждение сусла до температуры брожения можно проводить либо в трубчатом теплообменнике, либо также с помощью
вакуум-охлаждения.
Второй способ позволяет экономить охлаждающую воду,
проводить процесс охлаждения практически мгновенно. На 2-й
ступени вакуум-охлаждения сусло поступает во 2-ю испарительную камеру, где поддерживается разрежение 0,098 МПа с помощью барометрического конденсатора и пароэжекторного насоса.

68

6.4 Качество осахаренного сусла
Контроль полноты осахаривания ведется по йодной пробе.
Если раствор йода не изменил окраску при смешивании с фильтратом сусла, то осахаривание прошло полно. Однако это характерно только при осахаривании солодом, при использовании
ферментных препаратов окраска с йодом может оставаться синефиолетовой и исчезает при брожении.
В фильтрате сусла также определяют концентрацию сухих
веществ, которая должна быть 16–18%, кислотность – норма
0,2–0,3 0.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Назовите цели осахаривания. На каких стадиях технологического процесса производства спирта осуществляется гидролиз крахмала и других веществ сырья?
2. Приведите механизм гидролиза крахмала, белков, некрахмальных полисахаридов под действием ферментов солода и
микробных ферментных препаратов.
3. Как проводится подготовка солода и микробных ферментных препаратов перед осахариванием? Как определяется
расход осахаривающих материалов?
4. Из каких стадий складывается процесс осахаривания?
5. Дайте характеристику способов осахаривания, назовите
режимы проведения процесса осахаривания.
6. По каким показателям оценивается качество осахаренного сусла?

69

7. ПОЛУЧЕНИЕ ЗАСЕВНЫХ И ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ
ДРОЖЖЕЙ. СБРАЖИВАНИЕ ОСАХАРЕННОГО
СУСЛА
7.1 Характеристика спиртовых дрожжей
Спиртовые дрожжи относятся к виду Sacсharоmyces
сerevisiae, который включает большое число рас. Все они имеют
свои технологические особенности, касающиеся режимных параметров, культуральных признаков (потребление сахаров, азотистых веществ и т.д.), состава летучих продуктов брожения.
Спиртовые дрожжи должны иметь высокую бродильную активность на средах с достаточным количеством сбраживаемых
углеводов, анаэробный тип дыхания, быть устойчивыми к продуктам своего обмена и к посторонней микрофлоре. При выделении дрожжей как хлебопекарных из зрелой бражки, дрожжи
должны отвечать требованиям хлебопекарным дрожжам.
Спиртовые дрожжи относятся к пылевидным дрожжам, по
окончании брожения формируют легко взмучивающийся рыхлый
осадок на дне, что затрудняет их отделение от среды.
Оптимальными условиями для их развития являются: температура 28–30 0С, рН 4,8–5.
В то же время известно, что дрожжи, выращенные при температуре 17–22 0С, имеют более высокую бродильную энергию.
Дрожжи выдерживают достаточно низкий рН до 2–2,8, что используется на практике для подавления инфекции в среде путем
кислотной обработки.
В качестве источников углеродного питания спиртовые
дрожжи потребляют глюкозу, фруктозу, сахарозу, мальтозу,
мальтотриозу, галактозу. Пентозы не сбраживаются. Могут потреблять глицерин, некоторые органические кислоты (молочную,
уксусную, яблочную и др.).
Углеводы потребляются последовательно: сначала моносахара (глюкоза, фруктоза), затем дисахара после предварительного
гидролиза. В процессе брожения образуется спирт, СО2, выделяется энергия, которая необходима клетке для поддержания жизнедеятельности.

70

В процессе сбраживания углеводов дрожжи расходуют на
образование спирта 46–47,6%, на образование СО2 – 44–45%, на
побочные продукты – 3,6–6,4%, на биомассу – 1,8–4%, потери –
2,1–2,8% от всех содержащихся в среде углеводов.
В качестве азотного питания дрожжи используют аммиачный азот (соли аммония) и азотистые органические вещества
(аминокислоты, некоторые дипептиды, амины, амиды), которые
используются для построения собственных белков.
Дрожжи нуждаются в витаминах, которые входят в состав
ферментов. В среде должны содержаться тиамин, пиридоксин,
пантотеновая кислота, никотиновая кислота, биотин.
В качестве минерального питания дрожжам необходим
фосфор, который ассимилируется в начальный период брожения.
Дрожжи используют фосфор в вид фосфорной кислоты и ее
солей.
Отрицательно влияют на жизнедеятельность дрожжей:
спирт, тяжелые металлы, фурфурол, формалин, коллоиды. При
увеличении концентрации вредных веществ сначала тормозится
почкование, а затем снижается бродильная энергия.
Спирт уже в концентрации 3–4% тормозит размножение
дрожжей, однако, в непрерывном потоке сусла при наличии питательных веществ дрожжи продолжают сбраживание сахаров
при концентрации спирта до 10–12%.
Формалин тормозит почкование клеток при концентрации
0,001%. Даже при незначительной концентрации фурфурола
снижается мальтазная и замазная активности дрожжей.
Тяжелые металлы: серебро, медь и др. тормозят рост дрожжей в концентрациях, не определяемых химическим анализом.
Железо, кальций, магний способствуют слипанию дрожжевых клеток, так как снижают их электрокинетический потенциал.
Клетки дрожжей в слабокислой среде имеют отрицательный
заряд, поэтому способны сорбировать положительно заряженные
коллоиды, например, меланоидины, что затрудняет их обмен со
средой.
Серная кислота в концентрации до 0,5–0,6% через 2 часа
выдержки способствует отмиранию практически всех бактерий,
тогда как дрожжевые клетки в течение 24 часов отмирают незначительно.

71

Другие кислоты (муравьиная, уксусная) слабо ингибируют
дрожжи, за исключением масляной и капроновой, к которым
дрожжи наиболее чувствительны.
Отрицательно влияют на дрожжевые клетки нитриты, свободный хлор, диоксид серы. Эти соединения могут попадать с
сусло с мелассой.
В качестве активаторов размножения и брожения используют ультразвук, УФ-лучи, соединения с сульфогидрильными
группами (глютатион, цистеин и др.).
Для сбраживания зерно-картофельного сусла наиболее распространены дрожжи расы ХII, которые используются на большинстве спиртовых заводов. В последние годы получены новые
расы термотолерантных дрожжей, т.е. бродящие при более высокой температуре, обладающие глюкоамилазной активностью:
К-81, 985Т и др. Для мелассного сусла используются дрожжи рас В,
Г-67, Г-105, V-30.
7.2 Получение засевных и производственных
дрожжей
Размножение спиртовых дрожжей происходит в 2 стадии:
- получение засевных (маточных) дрожжей;
- получение производственных дрожжей.
Засевные дрожжи размножают по методу чистых культур в
начале производственного сезона и при сильном инфицировании
производственных дрожжей.
Чистая культура дрожжей поступает на завод и хранится на
сусло-агаре в запаянных пробирках. Хранение ЧК дрожжей
должно проводится при температуре 8–10 0С не более 2-х месяцев без пересева.
Размножение ведется по схеме: пробирка – колба на 500 см3 –
бутыль на 5 дм3 – аппарат ЧК (маточник) на 5 дал. На каждой
стадии используют в качестве среды стерильное солодовое или
солодово-ржаное сусло с концентрацией сухих веществ 12–15% и
кислотностью 0,8 0. Засев и пересев ведется с соблюдением всех
правил микробиологической техники.
Брожение в маточнике продолжается около 24 часов до отброда (видимого содержания сухих веществ по сахарометру)

72

5–6%. Засевные дрожжи должны быть упитанными, с высокой
бродильной способностью, при их размножении не должно происходить нарастания кислотности, количество мертвых клеток не
более 3%. Полученные дрожжи используют в качестве засевных
для размножения производственных дрожжей.
Существует несколько способов размножения производственных дрожжей:
- периодический,
- полунепрерывный,
- непрерывный.
По периодическому способу размножение дрожжей осуществляется в дрожжанках на осахаренном сусле, подкисленном
серной или молочной кислотой, образующейся в процессе молочнокислого брожения. В зависимости от этого дрожжи называют сернокислыми или молочнокислыми.
Серную кислоту вносят в осахаренное сусло для создания
необходимой кислотности и подавления посторонней микрофлоры. Кислотность сусла в данном случае создается органическими
кислотами, которые серная кислота вытесняет из их солей, переходящих в сусло из сырья.
При получении молочнокислых дрожжей кислотность создается непосредственно молочной кислотой, которая накапливается при молочнокислом брожении. Такая среда более благоприятна для дрожжей, кроме того, при молочнокислом брожении накапливаются растворимые азотистые вещества, усвояемые дрожжами. Однако их готовят редко, так как в дрожжевом сусле предварительно необходимо проводить размножение молочнокислых
бактерий, что зачастую увеличивает общий цикл получения
дрожжей, кроме того, бактерии могут быть потенциальным источником микробиологического загрязнения.
Осахаренное сусло с концентрацией сухих веществ 16–18% отбирают из осахаривателя при температуре осахаривания (57–59 0С) и
перекачивают в дрожжанку. При использовании в качестве осахаривающих материалов микробные ферментные препараты в
дрожжевое сусло дополнительно вносят глюкоамилазу из расчета
ее нормы на 1 г крахмала 12 ед. ГС, а при переработке кукурузы –
до 15 ед. ГС/г крахмала.

73

Дрожжевое сусло пастеризуют при температуре 70 0С 20 минут, охлаждают до 50 0С и подкисляют серной кислотой до кислотности 0,7–0,8 0 в зерновом и 0,8–0,9 0 – в картофельном сусле. При этом рН дрожжевого сусла должен быть 3,8–4,2. Сусло
охлаждают до 30 0С, вносят засевные дрожжи в количестве 10%
от объема сусла, охлаждают до 18–22 0С и ведут брожение, контролируя температуру, которая не должна превышать 30 0С. Брожение ведется до отброда, составляющего 1/3 от первоначального
содержания сухих веществ в сусле. После чего от зрелых дрожжей отбирают 10% от объема среды как засевные дрожжи в подготовленную дрожжанку для следующего цикла размножения, а
оставшиеся в дрожжанке направляют на брожение. Производственные дрожжи должны иметь кислотность 0,7–1,2 0 на зерновом
сусле и 0,9–1,3 0 – на картофельном.
При переработке дефектного сырья производственные
дрожжи размножают на сусле с добавлением солодового питания
с большим содержанием сухих веществ на 1–2%, чем в сусле для
брожения, засевные дрожжи вносят также в большем количестве:
до 12%.
Производственные дрожжи можно готовить на отъемах
бродящего сусла при безупречном микробиологическом состоянии производства. Для этого из бродильного чана отбирают сусло
при видимом отброде 9–11%, подкисляют серной кислотой до
кислотности 0,75–0,8 0 и оставляют на дображивание в дрожжанке на 5–6 часов до отброда 5–5,5%.
При инфицировании дрожжей, что определяется по нарастанию кислотности в процессе размножения, маточные дрожжи
обрабатывают серной кислотой. Для этого дрожжи, отобранные
из дрожжанки как засевные, в маточнике подкисляют серной кислотой, предварительно разбавленной водой в 8–10 раз. Кислотность дрожжей доводят до 1,7 0 и выдерживают 3–4 часа, или при
кислотности 2–2,5 0 выдерживают 30–40 минут. После обработки
маточные дрожжи передают в дрожжанку с суслом, в котором
кислотность понижают на 0,1–0,2 0. В этом случае при использовании очищенных дрожжей увеличивают начальную температуру
брожения на 1–2 0С и норму внесения дрожжей на 15–20%.
Готовые производственные дрожжи задают на брожение в
количестве 8–10% к объему сусла.

74

Полунепрерывный способ культивирования дрожжей предусматривает раздельное культивирование дрожжей и подготовку
дрожжевого сусла. Установка включает пастеризатор и две
дрожжанки. В дрожжевое сусло с концентрацией сухих веществ
14–15% вносят засевные дрожжи и размножают до снижения
концентрации сусла до 4–4,5%. Затем половину содержимого переносят в другую дрожжанку и обе доливают свежим суслом.
Размножают до тех же параметров, готовые дрожжи отбирают из
каждой дрожжанки по 1/3 и передают на брожение, а дрожжанки
вновь доливают суслом. Размножение дрожжей таким образом
ведут многократно. При этом сокращается продолжительность
культивирования дрожжей, однако, при этом способе не предусмотрена стерилизация оборудования, поэтому он не нашел применения.
Модификация полунепрерывного способа используется для
культивирования дрожжей при непрерывно-поточном способе
брожения.
Засев дрожжей в головной бродильный чан должен составлять не менее 50% от его объема, поэтому дрожжи размножают в
трех дрожжанках и возбраживателе. Объем дрожжанки составляет 25% от объема возбраживателя. Для размножения засевных
дрожжей служит маточник, который устанавливается в дрожжевом отделении, объем его составляет 20% от объема дрожжанки.
В начале производственного сезона засевные дрожжи готовят аналогично периодическому способу. В 1-й дрожжанке готовят дрожжи из чистой культуры по режиму, предусмотренному
для периодического способа. Эти дрожжи используют для засева
в две другие дрожжанки. В дрожжанки 2 и 3 набирают сусло половину их полезного объема, пастеризуют, подкисляют и охлаждают. Затем содержимое 1-й дрожжанки вносят поровну в две
другие. Освободившаяся 1-я дрожжанка, промывается, пропаривается, заполняется суслом из осахаривателя. Сусло доосахаривается при температуре 57–58 0С, пастеризуется, охлаждается и
подкисляется по режиму периодического культивирования. При
температуре сусла 30 0С с одной из двух других дрожжанок перекачиваются дрожжи в количестве 15% от объема сусла.

75

Зрелые дрожжи из 2-й и 3-й дрожжанок используются для
засева в возбраживатель, а из 1-й дрожжанки – для засева в
дрожжанки 2 и 3, как описано выше.
В возбраживатель подается производственное сусло, подкисляется до кислотности 0,4 0 и вносятся дрожжи. Размножение
должно вестись с учетом того, чтобы через каждые 36 или 48 часов зрелые дрожжи из возбраживателя спускались в головной
чан. Скорость размножения регулируется температурным режимом. Концентрация дрожжевых клеток в зрелых дрожжах должна
быть на уровне 100 млн. кл./см3.
Непрерывный способ культивирования дрожжей предусмотрен для размножения дрожжевой культуры для непрерывнопоточного способа сбраживания. Он осуществляется в установке,
в состав которой входят 3 головных дрожжегенератора, один
промежуточный и один концевой дрожжегенератор, соединенных
последовательно. Объемы этих аппаратов увеличиваются таким
образом, чтобы объем концевого дрожжегенератора был равен
объему головного аппарата бродильной батареи. Сусло из осахаривателя доосахаривается в отдельном сборнике, нагревается в
контактной головке при температуре 75–78 0С, пастеризуется в
выдерживателе 20–30 минут, охлаждается в теплообменнике и
непрерывным потоком поступает в головные дрожжегенераторы.
В дрожжегенераторы второй и третьей ступени поступает производственное сусло. Скорость притока регулируется для поддержания постоянной концентрации дрожжевых клеток на уровне
80–90 млн. кл./см3. Дрожжегенераторы последовательно освобождаются и стерилизуются, что позволяет обеспечить микробиологическую чистоту дрожжевой культуры.
7.3 Процессы при сбраживании осахаренного сусла
Основной целью процесса брожения является максимальное
сбраживание сахаров и накопление спирта.
При сбраживании осахаренного сусла одновременно идут
два основных процесса:
- сбраживание сахаров с образованием спирта, диоксида
углерода, побочных и вторичных продуктов брожения; процесс
брожения сопровождается выделением тепла;

76

- доосахаривание декстринов ферментами, внесенными на
стадии осахаривания.
Процесс брожения можно разделить на несколько стадий
(рис. 7.1)
Первая стадия – возбраживание, в течение этого периода
практически нет убыли сахаров. Эта стадия соответствует лагфазе размножения дрожжей, которая характеризуется тем, что
происходит адаптация дрожжей к среде, синтез необходимых
ферментов для их жизнедеятельности.
Вторая стадия – главное брожение, в процессе которого наблюдается максимальная скорость сбраживания сахаров, так как
сусло содержит достаточно питательных и ростовых веществ.
18
16

Убыль сахаров, %

14
12
10
8
6
4
2
0
2

6

12

18

24

30

36

42

48

54

60

66

72

Время, ч

1

2

3

Рис. 7.1 – Динамика сбраживания сахаров

Третья стадия – дображивание. Скорость сбраживания сахаров уменьшается за счет 2-х основных лимитирующих факторов:
1. Недостаток сахаров и других веществ, необходимых
дрожжам, дрожжи сбраживают сахара, образующиеся при доосахаривании декстринов за счет гидролитической активности глюкоамилазы.

77

2. Накопление спирта в значительных концентрациях, который тормозит процесс брожения.
В зависимости от организации проведения всех этих стадий
используются 3 основных способа брожения:
- периодический;
- циклический;
- непрерывно-поточный.
7.4 Способы и режимы сбраживания осахаренного
сусла
По периодическому способу все 3 стадии сбраживания осахаренного сусла проводятся в одном аппарате – бродильном чане.
Бродильный чан представляет собой цилиндрический сборник с
конической или сферической крышкой и днищем, внутри расположен охлаждающий змеевик для поддержания заданной температуры брожения.
Сусло поступает непрерывно, одновременно с суслом задаются дрожжи в количестве 8–10% от общего объема. Начальная
температура брожения – 20–22 0С, в период главного брожения –
29–30 0С, в период дображивания – 27–28 0С. Продолжительность
брожения – 72 часа. Окончание процесса контролируют по видимой концентрации сухих веществ, которая не должна изменяться в
течение 2–3 часов. В зависимости от вида используемого сырья в
конце брожения она должна составлять: для ржи – 1,3%; ячменя –
1,2%; пшеницы – 0,7%; кукурузы – минус 0,2%; картофеля –
0,4%.
В процессе брожения контролируется также кислотность бродящего сусла. Прирост кислотности не должен превышать 0,3 0, так
как высокая кислотность среды ингибирует глюкоамилазу, это
может привести к значительному недоброду сахаров сусла из-за
высокого содержания недоосахаренного крахмала. Значительное
нарастание кислотности, как правило, является следствием инфицирования бродящего сусла посторонней микрофлорой, низкой
бродильной активности дрожжей.
При недостаточном количестве бродильных аппаратов допускается 48-ми часовое брожение. При этом увеличивают дози-

78

ровку глюкоамилазы до 15–18 ед. ГС/г крахмала, кроме того, начальная температура брожения – 24–25 0С.
Зрелую бражку прямо или через передаточный чан передают на ректификацию.
В процессе брожения выделяется диоксид углерода, который, проходя через слой бражки, насыщается парами спирта. Для
улавливания спирта из газов брожения устанавливаются спиртоловушки, в которых абсорбция спиртовых паров производится
тонкой пленкой воды. Водно-спиртовый раствор концентрацией
до 5% из спиртоловушки смешивается со зрелой бражкой. Диоксид углерода направляется в углекислотный цех.
Циклический способ сочетает непрерывное возбраживание и
главное брожение с периодическим дображиванием. Брожение
проводится в бродильной батарее, состоящей из 2–3-х механизированных дрожжанок, возбраживателя и 6–10 чанов для брожения в прямом и обратном направлении, при этом головным становится попеременно 1-й и последний чаны батареи. Наиболее
эффективно использовать 10 чанов.
Приготовление дрожжей проводится аналогично периодическому способу. В начале процесса в головной чан из возбраживателя передают дрожжи и начинают приток осахаренного сусла.
После заполнения головного чана сусло по переточным трубам
поступает в следующие чаны батареи. Через 20–24 часа в 1-й чан
вторично спускают дрожжи из возбраживателя, а перед заполнением 9-го – третий раз. После заполнения 9-го чана приток сусла
и дрожжей идет в предварительно подготовленный 10-й чан, который становится головным, а из 9-го чана бражку направляют на
перегонку. Этот чан моется, стерилизуется и в него поступает
бродящее сусло из 10-го чана. Аналогично поочередно освобождаются 8 … 2 чаны, и поток сусла идет в обратном направлении.
Общая продолжительность процесса – около 60 часов. Увеличивается съем спирта с 1 м3 бродильных аппаратов до 2,3 дал, улучшаются технологические показатели процесса брожения.
Недостатком этого способа является неодинаковая продолжительность пребывания бродящего сусла в разных аппаратах
батареи: наибольшая – в головных, наименьшая – в последних,
что может привести к закисанию бражки. Рекомендуется иметь

79

несколько параллельных батарей, аппараты в которых поочередно стерилизуются.
Наиболее перспективным способом брожения является непрерывно-поточный, в котором все стадии брожения разделяются
по разным аппаратам. Осахаренное сусло и дрожжи непрерывно
вводятся в головной аппарат батареи, сбраживается во время
прохождения по всем аппарату, а из последнего зрелая бражка
поступает на перегонку.
Основы непрерывно-поточного брожения заложены русским ученым С.В. Лебедевым в начале 20 века, затем развиты рядом отечественных исследователей, в 1955 году способ практически реализован В.Л. Яровенко с сотрудниками.
Установка для непрерывно-поточного брожения приведена
на рис. 7.2.

Рис. 7.2 – Схема непрерывно-поточного брожения

В установку входят: маточники 1, три механизированные
дрожжанки 2, дрожжегенератор 3, возбраживатель 4 и 8–10 бродильных чанов 5–11, два из которых (5 и 6) являются головными,
остальные служат для дображивания. Объем дрожжанок должен
составлять 25% от объема возбраживателя, объем возбраживате-

80

ля – 50% от объема головного чана. Дрожжи из возбраживателя
должны спускаться в головной чан через 36 или 48 часов.
Дрожжи и сусло подаются только в головной чан батареи,
затем бродящая среда по принципу сообщающихся сосудов перетекает в следующие чаны батареи, зрелая бражка из последнего
поступает на ректификацию. Скорость подачи сусла поддерживается на уровне 10–12% от объема чана в час. Температура начала
брожения – 22–24 0С.
Во избежание инфицирования среды и закисания бражки все
чаны батареи поочередно по графику освобождаются, моются и
стерилизуются, а приток сусла идет в следующие чаны.
Головные чаны освобождаются через 36–48 часов, чаны для дображивания – через 48–72 часа. Концентрация дрожжевых клеток во
всех аппаратах поддерживается на уровне 90–120 млн. кл./см3, что
поддерживается регулированием притока свежего сусла. При
этом дрожжи размножаются в стационарной фазе, так как постоянно получают питательные вещества.
Общая продолжительность условно определена в среднем
56 часов.
Этот способ позволяет увеличить производительность бродильного отделения на 30%, увеличивается выход спирта на 0,5%
с 1 т условного крахмала.
Однако ряд особенностей перемещения сусла по аппаратам
батареи приводит к задержке части среды у стенок аппаратов, тогда как в другой части из-за быстрого перетока не успевают
сбраживаться все сахара.
Для устранения этого недостатка В.Л. Яровенко с сотрудниками был предложен проточно-рециркуляционный способ, являющийся разновидностью непрерывно-поточного.
По этому способу сбраживаемая среда из 2, 3 и 4 аппаратов
возвращается в 1-й аппарат батареи. Таким образом, из 1–4 аппаратов создается рециркуляционный контур, в котором создается
более высокая скорость прохождения сусла. Это приводит к увеличению удельной скорости роста дрожжей, «размывает» застойные зоны, препятствует инфицированию сусла. Объем рециркулируемой среды составляет до 100%. Зрелая бражка, полученная
по этому способу, содержит меньше несброженных сахаров,
меньше нарастает кислотность, больше концентрация спирта и

81

количество клеток в головном чане батареи. Продолжительность
брожения снижается с 56–60 часов до 51 часа. Благодаря меньшему нарастанию кислотности в процессе брожения удлиняется
межстерилизационный период с 2-х до 3-х суток. Производительность батареи увеличивается до 40%, увеличивается выход
спирта до 0,8–1,2 дал/т крахмала. За счет возврата бродящей среды обеспечивается повторное использование дрожжей, благодаря
чему уменьшается расход сахара на их биосинтез.
7.5 Качественные показатели зрелой бражки
В зрелой бражке кроме видимой концентрации сухих веществ контролируется крепость: 8–9%, нарастание кислотности:
не более 0,15–0,20 0; содержание несброженных сахаров: 0,25% –
при отличной работе; 0,35 – при хорошей, 0,45 – при удовлетворительной.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Дайте биологическую характеристику спиртовых дрожжей. Назовите оптимальные условия для размножения дрожжей.
2. Какие вещества потребляются спиртовыми дрожжами в
качестве углеводного и азотистого питания?
3. Какие соединения являются активаторами и ингибиторами роста дрожжей?
4. Назовите и охарактеризуйте способы культивирования
засевных и производственных дрожжей.
5. Охарактеризуйте цели и процессы, происходящие при
сбраживании осахаренного сусла.
6. Назовите способы сбраживания сусла, приведите их параметры и дайте сравнительную характеристику.
7. По каким показателям контролируется процесс брожения? Как влияет на процесс брожения повышенная кислотность
бродящего сусла?

82

8. ВЫДЕЛЕНИЕ СПИРТА ИЗ БРАЖКИ И ЕГО
ОЧИСТКА ОТ ПРИМЕСЕЙ
8.1 Состав бражки и характеристика летучих
примесей спирта
Бражка представляет собой многокомпонентную смесь, в
состав которой входит вода – 82–90%, сухие вещества – 4–10%,
летучие вещества – 6–11%, в том числе 5–9% этилового спирта.
Сухие вещества бражки представлены как взвешенными
частицами (дрожжи, дробина), так и растворенными в водноспиртовой смеси органическими и неорганическими веществами
(декстрины, несброженные сахара, белки, кислоты, минеральные
вещества). В зерно-картофельной бражке много взвешенных частиц, она более вязкая, чем мелассная, но общее количество сухих
веществ в мелассной бражке выше (8–10%) по сравнению в зерновой (5–7%) и особенно картофельной (3–4%).
Летучие примеси составляют около 0,5% к объему спирта,
однако количество их велико: в настоящее время обнаружено более 70 различных веществ. Основную часть примесей составляют
4 группы органических соединений: спирты, альдегиды, кислоты
и эфиры. Кроме того, выделена группа азотистых веществ (аммиак, амины, аминокислоты) и серосодержащих соединений (сероводород, сернистый альдегид, сульфокислоты, меркаптаны), которые оказывают значительное влияние на органолептические
показатели спирта.
Основная часть примесей образуется в процессе брожения,
состав их также зависит от вида и качества сырья, параметров
технологических процессов. Частично примеси выщелачиваются
из сырья, воды и вспомогательных материалов.
Среди примесей этилового спирта преобладают спирты,
наибольшую долю их составляют изоамиловый, изобутиловый,
н-пропиловый спирты, которые составляют основу сивушного
масла (0,30–0,35% от количества этанола в бражке). Метиловый
спирт образуется преимущественно при тепловой обработке сырья, в наибольших количествах он присутствует в бражке из
свекловичного сырья, в зерно-картофельной бражке его обычно
не более 0,2% к количеству этилового спирта.

83

Из альдегидов преобладает уксусный альдегид. Его количество увеличивается при аэрации сусла, поэтому уксусного альдегида больше в 10–50 раз в мелассной бражке (до 0,05% к этанолу)
по сравнению с зерно-картофельной.
Кислоты представлены, в основном, уксусной, присутствуют также масляная, пропионовая, валериановая и др. Их содержание 0,05–0,1% к количеству этилового спирта.
Эфиры образуются при брожении, а также частично при перегонке бражки. Преобладают уксусноэтиловый, уксуснометиловый, муравьиноэтиловый эфиры. Их содержание около 0,05% к
количеству этанола.
Основной целью брагоректификации является выделение
спирта из бражки и максимальное освобождение его от летучих
примесей.
8.2 Теоретические основы брагоректификации
Бражка может быть представлена как смесь легколетучего
компонента (спирта с летучими примесями) и труднолетучего
компонента (вода и труднолетучие примеси).
Выделение спирта из бражки и его освобождение от примесей осуществляются путем перегонки и ректификации.
Под перегонкой понимается разделение смеси из двух компонентов (или фракций), обладающих различной летучестью или
температурой кипения, на отдельные компоненты (или фракции)
путем частичного испарения и последующей конденсации пара.
Разделение смеси происходит благодаря обогащению пара легколетучим компонентом (ЛЛК), при этом жидкость обогащается
труднолетучим компонентом (ТЛК).
В процессе ректификации происходит разделение многокомпонентной смеси (бражки) на компоненты или группы компонентов (фракции), различающихся летучестью (упругостью паров), путем многократного массо- и теплообмена между противоточно движущимися паровым и жидкостным потоками.
Процесс перегонки подчиняется двум законам Коновалова и
закону Вревского.
В соответствии с 1-м законом Коновалова пар, находящийся
в равновесии с жидкостью, обогащается тем компонентом, при-

84

бавление которого к смеси снижает температуру кипения. Для
смеси этиловый спирт – вода при любой концентрации спирта в
жидкости концентрация спирта в паре будет выше, чем в жидкой
фазе. В данном случае спирт будет представлять собой ЛЛК, а
вода ТЛК.
Однако в соответствии со 2-м законом Коновалова для смеси спирт – вода при атмосферном давлении обогащение паровой
фазы спиртом будет идти до определенной концентрации, при
которой концентрация спирта в паровой и жидкой фазе будет
одинакова. Такая смесь называется нераздельнокипящей, а точка
на диаграмме фазового равновесия в координатах Х (концентрация спирта в жидкой фазе,% об.) – У (концентрация спирта в паровой фазе,%, об.), соответствующая этой концентрации – азеоторопной точкой. При атмосферном давлении она соответствует
концентрации спирта 97,2% об., т.е. при более высоких концентрациях спирта пар не обогащается ЛЛК. Следовательно, путем
перегонки при атмосферном давлении нельзя получить спиртовый раствор более высокой концентрации.
Оба закона Коновалова действуют при атмосферном давлении. Однако положение азеотропной точки может смещаться в
зависимости от давления. В соответствии с законом Вревского с
понижением давления пар будет обогащаться ЛЛК, т.е. спиртом.
При давлении 9,33 кПа (температура кипения 27 0С) азеотропная
точка смещается до 100%. Таким образом, если вести перегонку
при давлении ниже атмосферного, можно получит спирть более
высокой концентрации.
Летучесть любого компонента может быть охарактеризована коэффициентом испарения:
К=У/Х,
где Х – концентрация вещества в жидкой фазе, %;
У– концентрация этого же вещества в паровой фазе, %.
Чем выше К, тем большую летучесть имеет данный компонент.
При очистке спирта от примесей их летучесть оценивается в
сравнении с летучестью спирта. Для этого введен коэффициент
ректификации:

85

Kр´= Кпр./Ксп.,
где Кпр. – коэффициент испарения примеси;
К сп. – коэффициент испарения спирта.
Коэффициент ректификации показывает, как изменяется содержание примесей по отношению к спирту.
Если Кр=1, то перегонка не сопровождается очисткой, содержание примесей в парах и жидкости одинаково.
Если Кр >1, то дистиллят содержит больше примесей, чем
подвергнутая перегонке смесь, т.к. летучесть примесей выше, чем
летучесть этилового спирта.
Если Кр<1, примеси накапливаются в жидкости, т.к. их летучесть меньше летучести этилового спирта и дистиллят содержит меньше примесей, происходит испарение этилового спирта.
В зависимости от значений K´ примеси классифицируются
на 4 группы.
Головные примеси при любых концентрациях спирта имеют K´ >1. Они более летучи, чем этиловый спирт. К этой группе
примесей относятся альдегиды, акролеин, низкомолекулярные
эфиры, кетоны и др.
Хвостовые примеси всегда имеют меньшую летучесть, чем
этиловый спирт, поэтому K´<1. К хвостовым примесям относят
уксусную кислоту, фурфурол, воду.
Промежуточные примеси обладают двоякими свойствами:
при высоких концентрациях спирта они ведут себя как хвостовые, при низких концентрациях – как головные. При определенной концентрации спирта их K´= 1. Каждая промежуточная примесь имеет свою зону максимального накопления, где K´ равен 1,
в этой зоне осуществляют ее отбор. Промежуточные примеси,
для которых K´=1 при концентрации этанола ≥ 70% об., условно
называют верхними, при меньших концентрациях этанола – нижними примесями. К верхним промежуточным примесям относятся, например, изопропанол, изовалериано-этиловый, изомасляноэтиловый эфиры. К нижним промежуточным примесям относятся
все спирты сивушного масла (кроме изопропанола), иовалерианоизоамиловый, уксусно-изоамиловый эфиры.
Для концевых примесей также характерна двоякость
свойств, как и для промежуточных, однако, они ведут себя как

86

головные при высоких концентрациях спирта и как хвостовые –
при низких концентрациях спирта. Характерной концевой примесью является метанол.
8.3 Принципиальные схемы брагоректификационных
установок
Процесс ректификации осуществляется в ректификационных колоннах, в которых на специальных контактных устройствах происходит контактирование парового потока, обогащенного
ЛЛК, и жидкостного потока, содержащего относительно высокую
концентрацию ТЛК. Для получения паровой фазы, обогащенной
ЛЛК, используют перегонку с дефлегмацией. Суть ее заключается в том, что паровой поток частично конденсируется в специальном теплообменнике – дефлегматоре. Полученный конденсат
возвращается, а оставшаяся часть несконденсировавшихся паров
конденсируется в холодильнике. При этом в оставшейся части
пара концентрация ЛЛК выше, чем в исходном паре. Отношение
количества флегмы L к количеству дистиллята D называется
флегмовым числом: R=L/D. Чем больше флегмовое число, тем
выше концентрация ЛЛК в дистилляте, но при этом больше расход энергии на перегонку.
В ректификационных колоннах на контактных устройствах
(тарелках) происходят непрерывные процессы массо- и теплообмена между жидкостным и паровым потоками. Флегма, стекая
вниз, встречается с восходящим паровым потоком. При контакте
этих потоков восходящий паровой поток обогащается ЛЛК, а
жидкостной поток – ТЛК. Для создания парового потока в нижнюю часть колонны вводится греющий пар. При достаточно длительном процессе массо- и теплообмена потоков двухкомпонентной смеси из колонны выходит пар, представляющий собой практически чистый ЛЛК, конденсат которого дает дистиллят, а из
нижней части – практически чистый ТЛК, который называют кубовым остатком.
Для разделения многокомпонентных смесей на чистые компоненты последовательно устанавливают несколько колонн, объединенных в установки, в каждой из которых образуется дистил-

87

лят, состоящий из одного или нескольких ЛЛК, и остаток, представляющий собой ТЛК.
Ректификационные установки спиртового производства
подразделяют на:
- сырцовые, предназначенные для получения спирта-сырца
из бражки. В них вместе с этанолом из бражки выделяются практически все летучие примеси. В спиртовой промышленности используются редко;
- установки для ректификации спирта-сырца, в которых
спирт-сырец очищается от сопутствующих летучих примесей, в
результате чего получается ректификованный спирт. Используются, в основном, на ликероводочных заводах или мелких спиртовых заводах;
- брагоректификационные установки, в которых совмещены технологические операции выделения из бражки и очистки
спирта от примесей;
- установки для абсолютирования спирта, в которых получают абсолютный спирт (крепостью около 100%).
Брагоректификационные установки нашли самое широкое
применение на спиртовых заводах.
В их состав, как правило, входят три основных колонны:
бражная, эпюрационная и спиртовая, а также 1–3 дополнительных, устанавливаемых по мере необходимости.
Бражная колонна служит для выделения летучей части
бражки от нелетучей и ее освобождения от экстрактивных веществ, твердой фазы и большей части воды. Побочный продукт,
полученный из бражки после отгонки спирта в бражной колонне,
называется бардой. Она выводится из нижней части колонны, с
ней удаляются взвешенные частицы, экстрактивные вещества,
часть воды и большая часть хвостовых примесей. Летучая часть
бражки, которая содержит этиловый спирт, воду и сопутствующие летучие примеси, выходит в виде пара или бражного дистиллята. Спирт-сырец, спиртово-водный пар, которые выходят из
бражной колонны, и бражной дистиллят различаются только по
концентрации в них спирта: спирт-сырец имеет крепость не менее 88% по объему, спиртово-водный пар и бражной дистиллят –
40–55% по объему. Состав примесей в них примерно одинаков.

88

Бражной дистиллят может быть представлен 5 основными
компонентами: этиловый спирт С, головные примеси Г, хвостовые примеси Х, промежуточные примеси П и концевые примеси
К. Два последних компонента можно представить как головные
или хвостовые, тогда смесь может рассматриваться как смесь 3
компонентов – С, Г, Х. Для разделения 3-х компонентной смеси
достаточно 2 колонн. Для этой цели используют эпюрационную и
спиртовую колонны.
Эпюрационная колонна служит для выделения головных
примесей (головной или эфиро-альдегидной фракции). Этот процесс называется эпюрацией, а спирт, освобожденный от головных
примесей, получил название эпюрата.
В спиртовой колонне спирт-эпюрат разделяется на практически чистый этиловый спирт (спирт-ректификат) и лютерную
воду, т.е. освобождается от промежуточных примесей.
Последовательность включения основных колонн в установку может быть различной, однако, следует учитывать ряд основных закономерностей, определяющих наилучшие условия отделения примесей спирта:
• Известно, что коэффициент ректификации почти всех головных примесей меньше при низкой концентрации спирта, поэтому их выделение из слабоградусных растворов идет в колоннах с меньшим числом тарелок, при меньшем расходе пара. Поэтому эпюрационная колонна включается в установку сразу за
бражной и питается бражным дистиллятом.
• Освобождение спирта от промежуточных примесей лучше всего проводить из зоны максимального их концентрирования. Это возможно в средней части колонны, в которой по высоте
концентрация спирта изменяется от 0 до азеотропной точки, то
есть в спиртовой колонне.
• Извлечение концевых примесей лучше проводить в верхней части колонны, в которой концентрация спирта максимальна,
тогда концевая примесь имеет характер головной и отделяется в
зоне, выше зоны концентрирования этанола. На практике фракцию спирта, обогащенного метанолом (концевой примесью), отделяют в самой верхней зоне спиртовой колонны в виде так называемого непастеризованного спирта. Для получения спирта,

89

полностью освобожденного от метанола, необходима установка
еще одной колонны, называемой колонной окончательной очистки. Для выделения и концентрирования промежуточных примесей устанавливают сивушную колону.
В зависимости от способа включения бражной колонны
имеется несколько схем брагоректификационных установок
(БРУ): прямого, косвенного и полупрямого действия. Принципиальные схемы БРУ приведены на рис. 8.1.

а

б

в

Рис. 8.1 – Принципиальные схемы БРУ

Особенность установок прямого действия (рис. 8.1, в) состоит в питании спиртовой колонны водно-спиртовым паром, выходящим прямо из бражной колонны. В этих установках тепло
греющего пара используется двукратно. Пар вводится только в
нижнюю часть бражной колонны, а эпюрационная и спиртовая
колонны обогреваются водно-спиртовыми парами из бражной
колонны. Бражка поступает в эпюрационную колонну, освобождается от головных примесей и подается на питание бражной колонны. Флегма из спиртовой колонны также поступает на питание бражной, при этом барда имеет низкую концентрацию сухих
веществ за счет разбавления лютерной водой из спиртовой колонны.
Принципиальной особенностью БРУ косвенного действия
(рис. 8.1, б) является предварительное выделение из бражки спирта и сопутствующих примесей. Водно-спиртовые пары из браж-

90

бражной колонны поступают в конденсатор, конденсируются в
холодильнике, полученный бражной дистиллят поступает в жидком виде в эпюрационную колонну, где отделяются головные
примеси за счет введения в нижнюю часть колонны греющего
пара. Спирт-эпюрат также в жидком виде направляется в спиртовую колонну для освобождения от промежуточных и концевых
примесей также за счет ввода свежего греющего пара. Все три
колонны обогреваются свежим греющим паром. Особенностью
этой установки является то, что все колонны связаны друг с другом жидкостными потоками.
В установках полупрямого действия (рис. 8.1, а) бражку не
подвергают предварительной эпюрации, т.е. из нее не выделяют
головные примеси, а непосредственно направляют в бражную колонну. Водно-спиртовые пары из бражной колонны вместе со
всеми летучими примесями направляются в эпюрационную колонну, где из них выделяются головные примеси. Спирт после
отделения от головных примесей в виде жидкого спирта-эпюрата
для освобождения от хвостовых и промежуточных примесей направляют в ректификационную колонну.
Основным отличием установок полупрямого действия от
БРУ косвенного действия является питание эпюрационной колонны не жидкостным, а паровым потоком из бражной колонны.
Дополнительные колонны: окончательной очистки, сивушная, разгонная (для извлечения спирта из ГФ), включаются в БРУ
независимо от принципа действия.
8.4 Основные типы брагоректификационных
установок. Выход спирта, его потери
На спиртовых заводах СНГ в качестве типовых приняты установки косвенного действия. Они стабильны в работе, легки в
управлении и эксплуатации, обеспечивают высокое качество
спирта; примеси, выделенные при ректификации, выводятся в
концентрированном виде.
Промышленностью выпускаются БРУ производительностью
1000, 1500, 2000 дал спирта в сутки с 3 или 4 колоннами (с колонной окончательной очистки) и 3000 и 6000 дал спирта в сутки
(с двумя дополнительными колоннами: окончательной очистки и

91

сивушной). На ряде крупных заводов устанавливается также разгонная колонна для выделения спирта из головной фракции.
На рис. 8.2 представлена аппаратурно-технологическая схема типовой 3-х колонной установки косвенного действия.
Бражная колонна имеет 21–28 одноколпачковых или ситчатых тарелок с межтарелочным расстоянием 280–550 мм. Ситчатыми тарелками оснащены бражные колонны установок производительностью 3000 дал /сутки и более.
В эпюрационной колонне независимо от производительности 39–41 многоколпачковых тарелок с межтарельчатым расстоянием 170 мм.
Спиртовая колонна имеет 71–74 многоколпачковых тарелок
такого же типа, как в эпюрационной, с межтарельчатым расстоянием 170 мм.
Колонны обогреваются открытым или закрытым паром. К
каждой подключены теплообменники для конденсации пара.
Бражка, поступающая в установку, проходит подогреватель
бражки 8, где нагревается до температуры 70–85 0С, в сепараторе
5 освобождается от СО2 и других неконденсирующихся газов, затем вводится в бражную колонну 1.
Вместе с неконденсирующимися газами уносится некоторое
количество паров спирта. Для улавливания спирта из СО2 установлен конденсатор 4, конденсат из которого направляется в
верхнюю часть эпюрационной колонны. В нижней части к бражной колонне подключен гидравлический затвор 13 с пробным холодильником 12.
Спиртоводный пар из бражной колонны проходит пеноловушку (иногда ее встраивают внутрь колонны), частично (приблизительно на 50%) конденсируется в подогревателе бражки и
возвращается в колонну в виде флегмы (сконденсированная жидкость в дефлегматоре).
Остальная часть пара конденсируется в основном 6 и дополнительном конденсаторе 7, отдавая теплоту конденсации охлаждающей воде.

Рис. 8.2

92

93

Полученный бражной дистиллят крепостью 40–50% направляется для питания эпюрационной колонны 2 на 20, 27 или 36 тарелки снизу. Пар, выходящий из эпюрационной колонны, конденсируется, в основном, в дефлегматоре 15 и небольшая часть в
конденсаторе 16 в результате отвода теплоты охлаждающей водой. Часть пара, которая конденсируется в конденсаторе, имеет
максимальную концентрацию головных и концевых примесей и
называется головной фракцией (ГФ).
Учитывая, что коэффициенты испарения большинства головных примесей увеличиваются с понижением концентрации
спирта, для более полного их выделения в эпюрационную колонну предусматривается подача воды. Этот прием получил название гидроселекции. Предельное количество воды, которое может быть подано в колонну – 0,9 кг на 1 кг вводимого спирта. В
этих условиях улучшается отделение уксусно-этилового и уксусно-изоамилового эфиров, но несколько ухудшается извлечение
уксусного альдегида. Чтобы улучшить процесс отделения уксусного альдегида, следует увеличить подачу пара в колонну.
Освобожденный от головных и частично от концевых примесей бражной дистиллят – спирт-эпюрат крепостью 30–35% поступает на питание спиртовой колонны 3 на 16 тарелку снизу.
Спиртовая колонна оснащена дефлегматором 17 и конденсатором
18. Часть водно-спиртовых паров конденсируется в дефлегматоре
и возвращается для питания колонны. Наибольшая часть пара направляется в конденсатор, где после конденсации образуется так
называемый непастеризованный спирт, который подается в верхнюю часть эпюрационной колонны. Отбирается он из конденсатора с 1–3 тарелок сверху в количестве 3%. С ним отводятся головные и концевые примеси, которые выделяются и концентрируются в пастеризационной части (выше места отбора ректификованного спирта) спиртовой колонны. Пар конденсируется за
счет отвода теплоты охлаждающей водой.
Спирт-ректификат (пастеризованный спирт) обычно отбирается с 4–10 тарелок сверху, проходит через холодильник 20 и направляется в спиртоприемное отделение через фонарь 19 и контрольный снаряд 23 для учета спирта.

94

Промежуточные примеси выводятся из спиртовой колонны
в виде двух продуктов сивушной (парообразной) фракции и сивушного спирта.
Сивушный спирт в количестве 2% отбирается с 17, 20 и 25
тарелок в жидком или парообразном состоянии и направляется в
бражную или эпюрационную колонну или выводится как товарный продукт. Сивушная фракция отбирается в количестве 3–4% в
виде пара с 5, 7, 9 и 11 тарелок снизу, конденсируется, охлаждается в холодильнике 21 и направляется в экстрактор 22 для освобождения от этанола путем промывки водой.
С сивушной фракцией в основном выводятся нижние промежуточные примеси – изоамиловый, изобутиловый и частично
пропиловый спирты, с сивушным спиртом – верхние (эфиры и
частично пропиловый спирт).
После конденсации, охлаждения и экстрагирования из сивушной фракции спирта получают сивушное масло, которое выводится как товарный продукт. Сивушный спирт охлаждается и
удаляется из установки в виде побочного продукта. Промывная
вода из экстрактора возвращается в спиртовую колонну на 12–14
тарелки снизу.
Лютерная вода (флегма, освобожденная от спирта) отбирается снизу колонны через гидравлический затвор 13 и используется частично для промывки сивушной фракции, частично сбрасывается в канализацию. Возможно использование ее для приготовления замеса. Для улавливания спирта из несконденсировавшихся газов служат спиртоловушки 14. Все колонны снабжены
вакуум-прерывателями, регуляторами подачи воды, пара, термометрами.
Для непрерывного контроля работы установок на линии подачи бражки, отбора головной фракции, непастеризованного, сивушного и ректификованного спирта, а также сивушной фракции
устанавливают ротаметры.
БРУ монтируют в отдельном изолированном помещении на
4-х этажах.
Широкое распространение приобретают установки полупрямого или косвенно-прямоточного действия, разработанные
ВНИИПБТ. Они выпускаются производительностью 100, 500,
1000, 1500, 2000, 3000, 6000 дал в сутки. Отличительной особен-

95

ностью этих БРУ является предварительная эпюрация бражки в
бражной колонне и использование части спиртоводного пара,
выходящего из бражной колонны на обогрев эпюрационной колонны.
Бражная колонна в верхней части имеет 6–11 тарелок, на которых осуществляется эпюрация бражки (освобождение от головных примесей). Нижняя отгонная часть имеет 17–23 тарелки.
Бражка, нагретая до 70–75 0С, пройдя сепаратор СО2, поступает
на верхнюю тарелку эпюрирующей часть бражной колонны и освобождается от головных примесей за счет спиртоводного пара
из отгонной части колонны. Спиртоводный пар с головными
примесями из верхней части брагоэпюрационной колонны конденсируется в подогревателе бражки и конденсаторах и в виде
бражного дистиллята подается на питание эпюрационной колонны. Бражка, освобожденная от основной части примесей, стекает
в отгонную часть бражной колонны и из нее испаряется оставшийся спирт. Спиртоводный пар из отгонной части делится примерно на 2 равных потока: один идет на эпюрацию бражки, а
другой – через пеноловушку на обогрев эпюрационной колонны.
При этих условиях 60–80% спирта, содержащегося в бражке, идет
на питание эпюрационной колонны, оставшаяся часть – на ее
обогрев в виде спиртоводного пара. Остальные режимы работы
установки косвенно-прямоточного действия аналогичны работе
БРУ косвенного действия.
Выход спирта определяется как его объем в декалитрах,
полученный из 1 т сбраживаемых углеводов (крахмала, сахаров)
в пересчете на крахмал.
Теоретический выход, вычисленный по уравнению спиртового брожения, составляет 71,98 дал из 1 т условного крахмала.
Практический выход колеблется от 81,5 до 93% от теоретического и нормируется для различных видов сырья. Его значение
меньше теоретического на величину потерь. В производстве
спирта учитывают механические и технологические потери.
Механические потери вызваны неисправностью оборудования, нарушениями в организации процесса производства. К ним
относят потери от рассыпания зерна, картофеля, от утечки через
неплотности в трубопроводах, потери полупродуктов при мойке

96

оборудования, испарения спирта через фланцы колонн, конденсаторов и др.
Технологические потери обусловлены сущностью процессов
спиртового производства и имеют скрытый характер. Они могут
быть выявлены только при постадийном контроле и учете производства. К ним относят потери крахмала при измельчении сырья,
при разваривании, потери на синтез биомассы дрожжей, на образование побочных продуктов брожения, на несброженные сахара,
потери спирта с газами брожения, с бардой и т.д. Пути снижения
этих потерь связаны с совершенствованием технологических
процессов, соблюдением режимов на каждой производственной
стадии.
Более подробно нормы потерь и причины, приводящие к
ним, а также пути сокращения приведены в литературе /1, 9, 10/.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Назовите состав зрелой бражки, охарактеризуйте примеси
спирта.
2. Сформулируйте законы Коновалова и Вревского, для каких смесей они применимы?
3. Приведите классификацию летучих примесей спирта, назовите основные представители головных, хвостовых, промежуточных и концевых примесей.
4. Охарактеризуйте основные схемы БРУ. По каким принципам включаются последовательно в установку бражная, эпюрационная и спиртовая колонны, каково их назначение?
5. На примере установки косвенного действия опишите ее
работу по приведенной схеме.
6. В чем заключается принцип гидроселекции примесей
спирта?
7. Какова отличительная особенность работы установки
косвенно-прямоточного действия?
8. Как определяется теоретический и практический выход
спирта? Каковы причины потерь спирта и сбраживаемых углеводов, пути их сокращения?

97

Раздел 2. ТЕХНОЛОГИЯ ВОДОК
И ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
9. СЫРЬЕ ДЛЯ ПРОИЗВОДСТВА ВОДОК И ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
9.1 Ассортимент и характеристика водок
Водкой, согласно ГОСТ Р 51355-99, называют спиртные напитки, крепостью 40,0–45,0%, 50,0% и 56,0%, полученные обработкой специальным сорбентом водно-спиртового раствора, с добавлением или без добавления ингредиентов, с последующим
фильтрованием.
Ликеро-водочной промышленностью производятся водки и
водки особые. По физико-химическим показателям водки и водки
особые должны соответствовать нормам, приведенным в табл. 9.1.
Таблица 9.1 – Физико-химические показатели водок и водок особых
Наименование
показателя
Крепость, %
Щелочность – объем
соляной кислоты концентрации (НСl)=0,1
моль/дм3, израсходованный на титрование
100 см3 водки, см3 не
более
Массовая концентрация альдегидов в 1
дм3 безводного спирта, мг не более
Массовая концентрация сивушного масла
(1-пропанол, 2- пропанол, спирт изобутиловый, 1-бутанол,
спирт изоамиловый) в
1 дм3 безводного
спирта, мг не более

Норма для водок особых из
спирта
Высшей
Высшей
«Экстра» «Люкс»
«Экстра» «Люкс»
очистки
очистки
40,0-45,0; 50,0; 56,0
40,0-45,0
Норма для водок из спирта

3,0

2,5

2,0

3,0

2,5

2,0

8,0

4,0

3,0

8,0

5,0

4,0

8,0

6,0

6,0

8,0

6,0

6,0

98

Окончание табл. 9.1
Наименование
показателя
Массовая концентрация сложных эфиров
в 1 дм3 безводного
спирта, мг не более
Объемная доля метилового спирта в пересчете на безводный
спирт, % не более

Норма для водок особых из
спирта
Высшей
«Экстра» «Люкс»
«Экстра» «Люкс»
очистки

Норма для водок из спирта
Высшей
очистки

15,0

10,0

5,0

20,0

15,0

10,0

0,03

0,02

0,02

0,03

0,02

0,02

Водка, в соответствии с требованиями к органолептическим
показателям, по внешнему виду представляет собой прозрачную
жидкость без посторонних включений, по цвету – бесцветную
жидкость, должна иметь вкус и аромат, характерные для водок
данного типа, без постороннего привкуса и аромата. Водки
должны иметь мягкий, присущий водке вкус и характерный водочный аромат, водки особые – мягкий вкус и подчеркнуто специфический аромат.
В водки для формирования специфического вкуса и аромата
вносят различные соли (соль поваренную, натрий двууглекислый
и др.), кислоты, настои зернопродуктов, в водки особые – мед,
настои растительного сырья, ароматные спирты.
9.2 Требования к воде. Способы водоподготовки
Вода составляет основной объем готовой продукции, поэтому ее характеристика существенно влияет на качество водок и
ликероводочной продукции. Вода должна отвечать гигиеническим требованиям как питьевая, однако, по некоторым показателям ее качество регламентируется более жестко, чем для обычной
питьевой воды.
Требования, предъявляемые к воде для ликероводочной продукции, представлены в табл. 9.2.

99

Таблица 9.2 – Основные показатели воды технологического назначения

Показатели
Жесткость, мг-экв./дм3
Щелочность, см3 раствора НСl концентрацией 0,1моль/дм3 /100 см3
Окисляемость, мг О2/дм3
Сухой остаток, мг/дм3
Fe, мг/дм3
Si, мг/дм3
РО4, мг/дм3

С исходной жесткостью после технологической обработки (max)
более
до 1 мг-экв/дм3
1 мг-экв/дм3
1
0,2
1
6
100
0,1
3,0
0,1

4
6
500
0,15
7,0
0,1

Природная вода может иметь отклонения от указанных требований: содержать повышенное количество ионов жесткости, щелочность, железа, взвеси, коллоиды, органические загрязнения и др.
Жесткая вода ухудшает органолептические показатели ликероводочных изделий и водок. Соли жесткости воды плохо растворимы в спирте, поэтому применение жесткой воды приводит к
появлению в готовом продукте осадков, взвесей, «колец» жесткости на горлышке бутылке. Ионы железа, кальция, магния реагируют с лимонной кислотой, с дубильными, пектиновыми веществами настоев, спиртованных соков и морсов при производстве
ликероводочных изделий, что также приводит к помутнению напитков, к перерасходу лимонной кислоты.
Способы водоподготовки при различном составе исходной
воды различны, могут включать одну или несколько операций.
Основные рекомендации по водоподготовке в зависимости
от состава исходной воды:
1 Вода отвечает всем требованиям:
а) только фильтрация;
б) при повышенном сухом остатке – коагулирование.
2. Вода с повышенной жесткостью:
а) вода с повышенной жесткостью (сухой остаток до 500 мг/дм3,
щелочность до 4 см3 раствора НСl концентрацией 0,1моль/дм3/100 см3)
– рекомендуется использовать Nа-катионирование;

100

б) то же, но с повышенной окисляемостью (более 6 мг О2/дм3),
присутствуют ионы Fe, Si, РО4. Рекомендуется предочистка, т.е.
удаление Fe, органических веществ, затем Nа-катио-нирование;
в) повышенная щелочность и повышенная жесткость –
Nа-катионирование и подкисление кислотой.
3. При сухом остатке более 500 мг/дм3 – обессоливание ионитами.
4. При сухом остатке до 3000 мг/дм3 – обратный осмос.
Для умягчения воды наиболее распространены ионообменные способы, которые подробно рассмотрены в 1-й части курса
«Технология отрасли».
Как правило, на заводах применяют Nа-катионированитовый способ. Однако его можно использовать при жесткости
исходной воды не более 7 мг-экв./дм3. Этот способ умягчения основан на замене ионов кальция и магния воды на ионы натрия,
содержащиеся в катионите. При этом в обработанной воде увеличивается щелочность и сухой остаток за счет того, что один ион
кальция или магния заменяется на два иона натрия. При истощении обменной емкости катионита его регенерируют раствором
поваренной соли.
При более высокой исходной жесткости воды применяют
Н-катионитовый способ умягчения, который устраняет недостатки Nа-катионитового, однако, он более дорогой, так как для
регенерации используют растворы соляной или серной кислот.
Кроме того, для изготовления колонок и коммуникаций необходимо использовать коррозионностойкие материалы, увеличивается нагрузка на очистные системы при сбросе промывных вод с
повышенной кислотностью.
Можно использовать параллельное Nа- и Н-катионирование
или другие более современные способы умягчения: электродиализ, обратный осмос.
Коагуляции подвергается вода со стабильной мутью, которая
не удаляется через песочный фильтр. Создается органическими
солями Fе, кремниевыми, гуминовыми кислотами, их солями и
другими органическими коллоидами.
В качестве коагулянта используют глинозем Аl2(SО4)3 · 8 Н2О
или железный купорос FeSО4· 7 Н2О. Необходимое количество
коагулянта определяют опытным путем, коагулирование идет в

101

слабощелочной среде при рН не более 8,2, который создается гашеной известью.
Коагулянт

отстаивание
2–3 часа

фильтрация через песочный
фильтр

В щелочной среде образуются гидроокиси алюминия или
железа, которые выпадают в осадок в виде хлопьев с развитой
сорбционной поверхностью и сорбируют примеси. Частицы коагулянта заряжены положительно, молекулы кремневой кислоты,
гуминовые вещества – отрицательно, происходит их взаимная
нейтрализация, одновременно уменьшается карбонатная (временная) жесткость.
Обесцвечивание и дезодорирование. Если цвет, привкус не
удаляются коагуляцией, то применяют дополнительные методы
обработки воды.
Цветность создается железом в виде Fе(НСО3)2 – карбоната
закиси, его удаляют продувкой воздухом в градирнях или деферризаторах. Образуется осадок Fе(ОН)3, который затем удаляют
фильтрацией через песочные фильтры.
Для обезжелезивания применяют также фильтрование через
песочные фильтры с кварцевой загрузкой.
Используют безреагентный способ или обработку кварцевого песка модифицирующими реагентами. При безреагентном
способе из воды, содержащей железо и кислород, при фильтровании через слой кварца на поверхности его зерен образуется каталитическая пленка из окислов Fе2+ и Fе3+. Эта пленка интенсифицирует процесс окисления и выделения Fе3+, которое задерживается фильтром в виде Fе(ОН)3.
Если безреагентный способ не дает эффекта, то на поверхность кварцевого песка наносят пленку из гидроокиси Fе и двуокиси Fе, внося растворы FeSО4 и КМnО4.
Для удаления органических веществ воду дезодорируют.
Обрабатывают воду раствором КМnО4, который снижает окисляемость воды и удаляет ионы Fе2+. После этого воду умягчают
Nа-катионитовым способом и доочищают воду активным углем,
из которого удалены минеральные вещества обработкой 0,5–1,0%
раствором НСl. Можно обрабатывать воду обычным углем марки

102

БАУ-А или ДАК – в частности для воды, предназначенной для
приготовления водки «Пшеничная». Разница в окисляемости воды до и после обработки не менее 0,2–0,3 мг О2/дм3.
Для полного обессоливания воды применяют последовательное Н-катионирование и ОН-анионирование, обратный осмос, дистилляцию.
Однако обессоливание воды делает воду безвкусной, что негативно повлияет на вкус водки. Единого мнения об оптимальном
солевом составе воды для производства водок нет, однако, считается, что в небольшом количестве гидрокарбонаты натрия, калия,
кальция, хлориды калия и натрия положительно влияют на органолептические показатели водки. Рядом исследователей рекомендуется в деминерализованную воду добавлять нормированное
количество этих солей или смешивать деминерализованную воду
с водопроводной до получения жесткости около 0,2 мг-экв./дм3,
что придаст воде более привычный вкус.
9.3 Требования к этиловому спирту. Влияние
примесей на его органолептические показатели
Этиловый спирт, используемый для производства водок и
ликероводочных изделий, должен отвечать требованиям ГОСТ Р
51652-2000 «Спирт этиловый ректификованный из пищевого сырья».
В соответствии с названным ГОСТом спирт из пищевого
сырья выпускается 6 сортов: 1 сорт, высшей очистки, «базис»,
«экстра», «люкс», «альфа».
В спирте-ректификате нормируются органолептические и
физико-химические показатели. По внешнему виду – спирт –
прозрачная жидкость, бесцветная, с характерным вкусом и запахом, без постороннего привкуса и запаха. Физико-химические
показатели спирта приведены в табл. 9.3.
Для производства спиртов экстра, люкс, базис можно использовать зерно, картофель и их смесь. Для спирта 1 сорта и
высшей очистки, кроме этого сырья, применяют также сахаросодержащие виды сырья, мелассу, сахарную свеклу, головную
фракцию этилового спирта, полученную при выработке спирта из
пищевого сырья. Для спирта альфа – пшеницу, рожь и их смесь.

103

Таблица 9.3 – Физико-химические показатели ректификованного спирта
Наименование
показателя
Массовая доля
этилового
спирта, % не
менее
Проба на чистоту с серной
кислотой
Проба на окисляемость, мин
при 20 0С, не
менее
Массовая концентрация альдегидов в пересчете на безводный спирт,
мг/дм3 не более
Массовая концентрация сивушного масла:
1-пропанол, 2пропанол,
спирт изобутиловый, 1бутанол, спирт
изоамиловый в
пересчете на
безводный
спирт, мг/дм3
не более
-изоамиловый
и изобутиловый спирты
(3:1) в пересчете на безводный
спирт, мг/дм3,
не более

Норма для спирта
1-го Высшей
«Базис» «Экстра» «Люкс» «Альфа»
сорта очистки

96,0

96,2

96,0

96,3

96,3

96,3

выдерживает

10

15

20

20

22

20

10

4

5

2

2

2

35

8

5

6

6

6

15

4

3

3

2

2

104

Окончание табл. 9.3
Наименование
показателя

Норма для спирта
1-го Высшей
«Базис» «Экстра» «Люкс» «Альфа»
сорта очистки

Массовая концентрация
сложных эфиров в пересчете
на безводный
спирт, мг/дм3
не более

30

15

13

10

5

10

Массовая концентрация свободных кислот
(без СО2) в пересчете на безводный спирт,
мг/дм3 не более

20

15

15

12

8

12

0,05

0,05

0,05

0,03

0,03

0,003

-

-

15

-

-

-

-

-

1,0

-

-

-

Объемная доля
метилового
спирта в пересчете на безводный спирт,
% не более
Массовая концентрация сухого остатка в
пересчете на
безводный
спирт, мг/дм3
не более
Массовая концентрация летучих азотистых оснований в пересчете на азот, в
1 дм3 безводного спита, мг
не более

105

Спирт этиловый имеет ряд физико-химических свойств, которые следует учитывать при производстве ликероводочной продукции:
- спирт смешивается с водой в любых пропорциях;
- при растворении его в воде наблюдается адиабатическое
сжатие смеси – контракция, связанная с образованием смешанных ассоциатов молекул воды и спирта, величина сжатия должна
учитываться в расчетах при получении сортировки;
- при смешивании воды и спирта выделяется тепло.
Ряд показателей спирта свидетельствуют о наличии не индивидуальных компонентов, а определенных групп веществ.
Проба с серной кислотой характеризует наличие органических веществ (альдегидов, фурфурола, высших спиртов и др.),
окисляемых серной кислотой, и характеризует чистоту спирта.
Проба на окисляемость перманганатом калия характеризует
наличие в спирте непредельных соединений (акролеина, кротонового альдегида, фурфурола и др.), а также сернистых соединений. Чем выше их концентрация, тем быстрее изменяется цвет
перманганата калия, внесенного в пробу спирта.
Массовая концентрация альдегидов учитывает присутствие
альдегидов и кетонов. В спирте преобладает уксусный альдегид,
а из кетонов – ацетон. Кроме этих соединений в спирте могут
присутствовать непредельный кротоновый альдегид СН3-СН=
=СН-СНО, который образуется в процессе перегонки из уксусного альдегида, а также акролеин СН2=СН-СНО, который образуется при разложении жиров и пентозанов при разваривании и перегонке.
Массовая концентрация сивушного масла характеризует количество высших спиртов. Так как преобладают изоамиловый,
изобутиловый спирты, то отдельно нормируется их сумма.
Кроме спиртов, определяемых в соответствии с требованиями ГОСТ, присутствуют в незначительных количествах высшие
спирты с числом атомов более 5: гексиловый, гептиловый, октиловый и т.д. Образуются в процессе брожения.
Отдельно нормируется массовая концентрация метилового
спирта, учитывая его токсичность. Он образуется при разложении пектиновых веществ, особенно в повышенных концентрациях при переработке картофеля, сахарной свеклы.

106

Массовая концентрация кислот определяет концентрацию
свободных органических карбоновых кислот. Из них преобладает
уксусная кислота, в небольших количествах содержатся также
пропионовая, масляная, изомасляная, валериановая и др.
Массовая концентрация эфиров характеризует содержание
сложных эфиров. Из них преобладает уксусно-этиловый, присутствуют также уксусно-метиловый, уксусно-пропиловый, муравьиноэтиловый и др. Образуются при брожении и перегонке бражки.
Большинство примесей спирта влияют на его органолептические показатели.
Метиловый спирт и фурфурол токсичны. Метанол не определяется во вкусе, а фурфурол в небольших концентрациях дает
запах ржаного хлеба.
Сивушные спирты и альдегиды имеют жгучий вкус и острый запах, особенно непредельные альдегиды.
Кислоты дают неприятный резкий запах. Эфиры придают
спирту тонкий фруктовый аромат. Диэтиловый эфир имеет специфический сладкий вкус с остаточным ощущением горечи, гнилостный запах.
На вкус влияют также ненормируемые примеси, например,
триметиламин, который образуется при переработке свекловичной мелассы и имеет запах рыбьего жира.
9.4 Растительное сырье. Условия его хранения
В производстве водок и ликероводочных изделий используется свыше 100 видов растительного сырья.
В зависимости от употребляемой части растений, что более
удобно с технологической точки зрения, растительное сырье делят на 5 групп:
- травы и листья;
- корни и корневища;
- цветы;
- древесная кора;
- плоды и ягоды.
В первых трех группах различают ароматическое и неароматическое сырье, в соответствии с этим различаются требования
к условиям хранения и их использования. К ароматическим тра-

107

вам относят зубровку, иссоп, мелиссу, мяту; к неароматическим –
трифоль, пустырник и др. К числу ароматических корней относят
калган, имбирь, к неароматическим – генциановый корень, корень
солодки, родиолы розовой. В третьей группе сырья используют
только цветы и соцветия, богатые ароматическими веществами
(цветы гвоздики, акации, черемухи, розы и др.). Кору используют
тех растений, которые имеют ароматический, жгуче-пряный, вяжущий вкус (кора дуба, коричного дерева, хинная и др.).
Плоды и ягоды составляют наиболее обширную группу сырья. К плодам относят не только традиционные виды: яблоки,
грушу, рябину, но и сухие плоды различных растений: односемянные – анис, кофе, кубеба, миндаль, перец черный; многосемянные – бадьян, ваниль, кардамон, бобы какао, укроп и др.
Из плодов цитрусовых используют также сушеные и свежие
корки: апельсиновые, лимонные, мандариновые и др.
Плоды и ягоды используют как свежие, так и в сушеном виде. Чаще всего перерабатывают свежую клюкву, бруснику, из
сушеных – чернослив, курагу, вишню, рябину, черемуху.
Поступает сырье на завод в различной таре в зависимости от
вида. Сухие плоды – в джутовых или бумажных мешках, травы,
корни, корневища – в тюках из мешковины, ценное ароматическое сырье – в стеклянных герметично закрытых широкогорлых
банках, залитых парафином, сушеное плодово-ягодное сырье, какао-бобы, перец, чай – в картонных коробках или фанерных ящиках. Свежее плодово-ягодное сырье доставляется в ящиках, бочках, корзинах, на решетах (земляника, малина и др.).
Сушеное сырье хранится от 1,5 лет до 6 месяцев в зависимости от вида и тары в сухих складах при температуре до 4 оС. Свежее хранят на открытых площадках в течение 6–12 часов в зависимости от вида, в охлаждаемых складах при температуре
0 – минус 0,5 0С – от 7 суток (земляника, малина) до 240 суток
(клюква), а яблоки зимних сортов – до 360 суток.
Все сырье должно быть без признаков порчи, не загрязненным, не зараженным вредителями.

108

9.5 Основные материалы
К основным материалам ликеро-водочного производства
относится сахар, кислоты, красители, ароматические вещества,
купажные материалы.
Сахар используют для создания сладкого вкуса, консистенции
напитков, для смягчения вкуса водок. Для получения ликеров, кремов, бесцветных напитков применяются более очищенные сахаррафинад, рафинированный сахар-песок, для остальных – сахарпесок. Хранят сахар в мешках в сухих складских помещениях на
стеллажах.
Из сахара готовят белый или инвертированный сахарный
сироп.
Кроме сахара для некоторых видов ликеро-водочных изделий и для водок особых используют мед. Доставляется мед в деревянных бочках, бидонах, флягах массой от 120 до 50 кг. Хранят
при температуре 5–10 0С в сухих складах, срок хранения меда,
отвечающего требованиям стандарта, не ограничен.
Для подкисления напитков, а также в некоторые наименования водок вносят органические кислоты.
При производстве ликеро-водочных напитков используют
лимонную кислоту, отвечающую требованиям ГОСТ 908-80. Ее
вносят в купаж в виде растворов.
В водки добавляют уксусную, янтарную кислоту. Неорганические кислоты, например, соляную, используют при инвертировании сахарного сиропа.
В качестве ароматических веществ применяют эфирные
масла (анисовое, апельсиновое, розовое, мятное и др.), пищевые
эссенции – натуральные и синтетические, ванилин.
Красители добавляют для придания цвета необходимой интенсивности. Используют натуральные красители (колер, черничный, бузиновый, энокраситель, свекольный, чайный) и синтетические.
Из натуральных красителей более распространен колер, получаемый путем термической обработки сахара при температуре
185–190 0С. Из синтетических чаще используют тартразин (оранжево-желтый порошок) и индигокармин (синий порошок или
паста). Их применяют в смеси для придания напиткам зеленого

109

цвета (для ликеров «Шартрез», «Мятный», горькой настойки
«Изумрудная», «Полынная» и др.).
В качестве купажных материалов используют виноградные
вина, коньяк, пиво, глицерин и другие ингредиенты, которые
вносят в готовом виде при купажировании изделий.
9.6 Вспомогательные материалы
К вспомогательным материалам относят те виды сырья, которые непосредственно не входят в состав изделий, но необходимы на различных стадиях производства. К ним относят коагулянты, иониты, кислоты, поваренную соль для регенерации ионитов,
моющие, дезинфицирующие средства и др.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Назовите основное сырье для производства водок и ликеро-водочных изделий.
2. Приведите классификацию и основные требования к водкам.
3. Назовите требования к воде для ликеро-водочного производства, обоснуйте их с точки зрения влияния на качество продукции.
4. Какие отклонения от качественных показателей воды необходимо корректировать в природной воде, предназначенной
для производства водок и ликеро-водочных изделий?
5. Охарактеризуйте и дайте сравительную оценку способов
умягчения, коагуляции коллоидов воды, обезжелезивания, удаления органических веществ.
6. По каким показателям оценивается качество спирта разных сортов?
7. На какие показатели водок и ликеро-водочных изделий
влияют примеси спирта? Дайте их химическую характеристику и
возможное влияние на органолептические и физико-химические
показатели.
8. Приведите классификацию и характеристику растительного сырья, используемого в ликеро-водочной промышленности.
Назовите условия хранения и пути их использования.

110

9. Какие виды сырья относятся к вспомогательному сырью?
Для каких целей оно используется?
10. Что относится к вспомогательному сырью? Каково его
назначение в ликеро-водочном производстве?

111

10. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВА
ВОДОК
10.1 Доставка, приемка, хранение спирта и подача
его в производство
Этиловый спирт поступает на ликероводочные заводы в
специальных автомобильных или железнодорожных цистернах,
герметично закрытых, оборудованных люками. Вместимость железнодорожных цистерн 50, 20, 25 и 12,5 т, автомобильных – 240,
360 или 370 дал в зависимости от типа.
Приемка спирта на заводах осуществляется в спиртоприемные отделения, оборудованные сливными устройствами, мерниками и насосами. Из железнодороджной цистерны спирт сливают
центробежным или поршневым насосом через колпак люка, из
автомобильных цистерн – самотеком или насосом через нижнюю
трубу.
Для измерения объема поступившего спирта спиртоприемное
отделение завода должно быть оборудовано двумя коническими и
одним цилиндрическим мерником 1 класса точности с погрешностью в измерении объема спирта не более ±0,2%. Мерники конические изготовляются марок 787-М вместимостью 250 дал и ТКС-М
вместимостью 1000 дал, цилиндрические мерники марки
К7-ВМА вместимостью от 15 до 75 дал. Емкость мерников измеряют 1 раз в 3 года наполнением водой с температурой 10–25 0С с
помощью типовых мерников 1-го класса точности.
Принятый спирт из мерников передают в промежуточную
емкость, а оттуда перекачивают в спиртохранилище. Хранят
спирт в цистернах вместимостью от 5000 до 50000 дал и более.
Суммарная вместимость сборников спирта рассчитывается на
30-ти суточный запас.
Цистерны заполняются спиртом по трубе, проходящей через
крышку почти до дна. Определение объема спирта в цистерне
проводят с помощью металлической рейки, укрепленной снаружи
цистерны, или металлической клейменной линейкой, опускаемой
через лючок в крышке цистерны. Сливают спирт через сливную
трубу с задвижкой внизу цистерны. Цистерны также оборудова-

112

ны лазом для осмотра и чистки, тарельчатым клапаном для предотвращения утечки спирта.
Спирт в производство поступает самотеком по спиртопроводу, проложенному в подземном туннеле, в мерники, установленные в сортировочном отделении.
При работе со спиртом следует строго соблюдать правила
техники безопасности и пожарной защиты.
Принятый на заводе спирт учитывают в декалитрах (дал),
приведенных к температуре 20 0С, в пересчете на безводный
спирт. Крепость спирта (объемную долю) определяют с помощью
металлических или стеклянных спиртомеров.
Нормы потерь утверждаются Департаментом пищевой, перерабатывающей промышленности РФ и зависят от времени года,
климатической зоны, дальности перевозок, продолжительности
хранения, вида и емкости тары.
10.2 Способы приготовления сортировок
Сортировкой называют водно-спиртовые растворы необходимой крепости, получаемые смешиванием подготовленной воды
и спирта. Приготовление сортировок осуществляют периодическими и непрерывными способами.
Периодический способ наиболее распространен на заводах,
так как он достаточно прост. Сортировку готовят в сортировочных чанах, перемешивают пропеллерной мешалкой или циркуляцией. Возможно перемешивание сжатым воздухом через барботер с отверстиями 1,5 мм при расходе воздуха 1 м3/м3 сортировки.
Спирт из воздуха улавливается спиртоловушками.
Расчетное количество спирта поступает из мерника, расположенного выше сортировочного чана, кроме того, подают исправимый брак из сборника, затем умягченную воду из мерника, растворы ингредиентов, предусмотренных для данного сорта водки
из мерников. Спирт легче воды, поэтому поднимается вверх, что
способствует лучшему перемешиванию смеси. Сахар вносят в виде сахарного сиропа; соли и другие сухие добавки (бикарбонат натрия, лимонную кислоту, перманганат калия и др.) – в виде растворов. Инвертированный сахарный сироп, мед задают в доводной
чан после обработки сортировки активным углем, так как моноса-

113

хариды и ароматические вещества меда сорбируются углем. Мед
вносят в виде раствора, приготовленного на водке, в соотношении
1:10, раствор меда фильтруют на рамном фильтр-прессе.
После перемешивания сортировки определяют крепость
спиртомером, при отклонении крепости от заданной ее корректируют и повторно перемешивают. Некоторые ингредиенты, например, сахар, искажают значение крепости сортировки, поэтому
истинную крепость определяют после перегонки пробы.
Продолжительность приготовления сортировки в среднем
1,5 часа.
Непрерывные способы приготовления сортировки основаны
на непрерывном смешивании спирта и воды в заданном соотношении для получения раствора необходимой крепости при создании
турбулентного движения смеси для ее полного перемешивания.
Один из первых непрерывных способов получения сортировки был освоен на Московском и Ленинградском ликероводочных заводах. В качестве основного элемента установки использован кольцевой смеситель, в котором происходит смешивание воды и спирта, соотношение объемов которых регулируется с
помощью ротаметров. Крепость сортировки при выходе из смесителя на 0,5–1,5% выше заданной. Окончательное доведение
крепости производится в продуктовом трубопроводе путем подачи умягченной воды из напорного бачка с регулятором уровня.
Установка полностью автоматизирована, в ней предусмотрен
контроль и регулирование крепости сортировки и исправимого
брака с учетом их температуры.
Ингредиенты в сортировку вносятся с помощью специальных мерников.
Благодаря полной герметизации установки потери спирта
существенно снижаются, экономятся площади в сортировочном
отделении, достигается стабильность качества водки.
На Полтавском ликеро-водочном заводе разработан способ
непрерывного приготовления сортировки с использованием инжекторного смесителя, который для повышения эффективности перемешивания смеси спирта и воды дополнен турбулизатором с отверстиями. Скорость истечения смеси в отверстиях – 2,5–4,5 м/с. Производительность установки – 1800 дал/час.

114

10.3 Теоретические основы обработки сортировки
активным углем
Спирт, используемый для приготовления водок, содержит
большое число примесей, ухудшающих качество продукта. Смесь
спирта с водой обрабатывают различными сорбционными материалами, которые изменяют состав примесей, благодаря чему
водка приобретает характерный мягкий вкус.
Как правило, в качестве сорбента примесей применяют активный уголь, который получают из древесного угля-сырца, специальных сортов каменного угля, полукокса и торфа.
В водочном производстве применяют березовый активный
уголь марки БАУ, БАУ-А, косточковый уголь КАУ-В и др.
Уголь БАУ получают из угля-сырца путем термической обработки в токе водяного пара, при этом выгорают смолы и другие
продукты пиролиза, заполняющие поры угля, вследствие чего
многократно увеличивается его внутренняя поверхность.
Основной компонент активного угля – углерод (до 96%), в
небольших количествах присутствуют водород, азот, сера, минеральные вещества: железо, алюминий, кальций, магний, калий,
кремний. Некоторые минеральные вещества, особенно окислы
железа, магния, кремний, могут играть роль катализаторов химических реакций, протекающих на угле.
Основные процессы, происходящие при обработке сортировки, – сорбция и окислительно-восстановительные реакции.
Сорбционные процессы протекают благодаря большой поверхности пор угля. Различают три разновидности пор, которые
отличаются размерами и механизмом сорбции веществ.
Макропоры имеют радиус кривизны от 100 до 200 нм.
Удельная поверхность их невелика: 0,5–2,0 м2/г, поэтому они не
представляют интереса для адсорбции.
Переходные поры имеют радиус кривизны от 1,5 до 100 нм.
Удельная поверхность их от 20 до 70 м2/г, в них может происходить адсорбция паров в небольшом объеме.
Микропоры – самые мелкие поры угля, их радиус кривизны
менее 1,5 нм, то есть соизмерим с размерами сорбируемых молекул, поэтому микропорам принадлежит основная роль в сорбции
молекул примесей спирта.

115

Различают два основных типа сорбционных процессов: физическую адсорбцию и хемосорбцию.
Физическая адсорбция происходит за счет межмолекулярных (ван-дер-ваальсовых) сил. Адсорбция лучше идет из водноспиртовых растворов свежим углем. Скорость адсорбции основных примесей тем выше, чем выше молекулярная масса примеси
и чем ниже крепость спирта. Однако при выборе режима обработки сортировки необходимо учитывать влияние примесей на
сорбцию друг друга, способ обработки, продолжительность контакта и другие процессы, происходящие на угле, в частности изменение состава примесей за счет физико-химических и химических процессов.
Кроме физической сорбции на угле происходит хемосорбция. Это связано с тем, что каркас древесного угля представляет
собой мелкие кристаллиты с графитовой решеткой, сложенные в
,
тонкие пленки. Пограничные атомы кристаллитов
имеют свободные валентности, способны связываться с кислородом. При этом
образуются окислы основного характера:
С
О
С

которые при взаимодействии с водой дают основание. Вследствие этого уголь лучше сорбирует примеси кислого характера.
Окислительно-восстановительные процессы на угле идут
благодаря как присутствию связанного кислорода, так и молекулярного кислорода, содержащегося в водно-спиртовых растворах.
Катализаторами этих реакций служат окислы металлов, входящие
в состав угля.
В процессе обработки сортировки происходят реакции
окисления непредельных соединений и спиртов, образование
эфиров и их омыление.
Наиболее значимые реакции:
Этиловый спирт+ О
уксусный альдегид + Н2О
Уксусный альдегид + О
уксусная кислота
Спирт+ кислота
эфир + Н2О
Фурфурол+ О
пирослизевая кислота.

116

Процесс окисления спиртов идет достаточно глубоко, в результате чего образуются более сложные соединения: эфиры карпиловой, пеларгоновой кислот, энантовая кислота и другие высшие гомологи, которые улучшают органолептические показатели
водок. В результате всех процессов на угле уменьшается содержание высших спиртов за счет физической сорбции и реакции
этерификации, несколько увеличивается содержание альдегидов,
так как их сорбция восполняется новообразованием, увеличивается концентрация сложных эфиров, уменьшается количество непредельных соединений за счет окислительных реакций. В целом,
водно-спиртовые растворы приобретают водочный вкус и аромат,
улучшается их качество.
10.4 Фильтрование и обработка сортировок
активным углем
Сортировка после приготовления может содержать мелкие
взвеси, попадающие с водой, некоторое количество солей выпадает в осадок после смешивания воды со спиртом. В процессе обработки сортировки углем за счет механического истирания уносятся мелкодисперсные частицы угля. В связи с этим фильтрование
сортировки проводится до и после обработки активным углем.
Фильтрование производится через одно- и двухпоточные песочные фильтры с кварцевым песком, величина зерен которого –
0,5–3,0 мм. Направление жидкости в однопоточных фильтрах при
фильтрации сверху вниз со скоростью 30–60 дал/час. В двухпоточных фильтрах подача жидкости осуществляется сверху и снизу, в
середине корпуса расположен коллектор для отвода фильтрата.
Для обработки сортировки активным углем используют динамический способ, во взвешенном слое угля, двухступенчатый
способ в сортировочном чане и угольной батарее, а также в
сортировочном чане для заводов с производительностью менее
700 тыс. дал в год. Кроме того, очистку сортировок можно проводить модифицированным крахмалом.
Наиболее распространенный способ обработки сортировок
активным углем – динамический (по методу В.Ф. Комарова).
На рис. 10.1 приведена схема установки для обработки сортировки динамическим способом.

117

Установка для обработки включает песочные форфильтры 2,
последовательно соединенные угольные колонки 6 и 9 и песочные или керамические фильтры 12 для фильтрования водок. С
помощью кранов 1, 3, 4, 5, 7, 8, 10, 11, 13, 14 регулируется подача
сортировки по установке.
Сортировка подается из напорных баков в песочные фильтры, проходит угольные колонки снизу со средней скоростью
30–60 дал в час и поступает на песочные фильтры для очистки от
частиц угля и других примесей, а затем в доводные чаны, где при
необходимости корректируется ее крепость.
При длительных остановках угольных колонок в сортировке
нарастает содержание альдегидов, поэтому в случае такой необходимости скорость пропускания сортировки регулируется на
минимальную скорость 3–5 дал/час. При повторном пуске батареи первые порции сортировки направляют в исправимый брак.
Продолжительность работы угольных фильтров зависит от
активности угля, содержания примесей в сортировке, скорости
пропускания и других факторов.

Рис. 10.1 – Установка для обработки сортировки динамическим способом

118

Угольную колонку отключают на регенерацию, когда разность окисляемости водно-спиртового раствора до и после пропускания меньше 2,5 минут для высокосортных водок и 2 минут –
для водок на спирте высшей очистки и разность в органолептической оценке составит соответственно меньше 0,2 и 0,1 балла.
Регенерируют отработавший уголь насыщенным водяным
паром при давлении около 0,07 МПа и температуре около 115 оС
или химическим методом.
При пропаривании колонки отгоняется спирт и сорбированные примеси. Пар подается сверху, водно-спиртовые пары конденсируются в трубчатом теплообменнике 15, охлаждаемом водой. Крепость отгона контролируют с помощью спиртомера, установленного внутри фонаря 20. Крепость конденсата периодически проверяют. После того, как содержание спирта в нем будет
равно нулю, конденсат направляют в канализацию, одновременно
увеличивают подачу пара в колонну и продолжают регенерацию
еще 6–10 часов. В результате регенерации колонки образуется
около 50–60 дал спиртового отгона крепостью 55–60%, который
поступает в сборник 21 и используется как неисправимый брак.
Расход пара составляет около 4 кг/кг угля. После пропаривания
уголь охлаждают естественным путем или продуванием сжатым
воздухом.
Регенерацию проводят 3–4 раза в год. Потери угля составляют около 1,2 кг/1000 дал сортировки.
Химическую регенерацию проводят после выпаривания из
угля спирта. Колонку охлаждают до температуры 30–40 оС и обрабатывают 0,4–0,5%-ным раствором перманганата калия из расчета 5–6 кг КМnО4 на угольную колонку. Уголь дважды выдерживают с раствором перманганата калия по 30 минут, растворы
сливают в канализацию и промывают колонку умягченной водой
10–15 минут до исчезновения розового окрашивания. Расход воды не менее 2–3 объемов колонки. После промывки угля водой
его вторично пропаривают 30 минут водяным паром с температурой 105–110 0С.
Динамический способ имеет ряд недостатков. Уголь находится в неподвижном слое, кроме того, по колонке сортировка
движется вблизи корпуса колонки, где наименьшее гидродина-

119

мическое сопротивление, поэтому работает не вся его поверхность.
Попыткой устранить недостатки динамического способа является использование установки для обработки сортировки во
взвешенном слое угля.
Основным аппаратом установки является контактор – цилиндрический корпус с коническим днищем, вверху расположена
расширяющаяся часть – сепаратор. Обработку ведут мелкодисперсным углем при коэффициенте заполнения аппарата
0,55–0,60. Скорость подачи сортировки – 5–8 дм3/м2 . с, что выше
критической. Уголь переходит во взвешенное состояние, увеличивается массообмен между углем и сортировкой. Сортировка,
достигая расширенную часть аппарата – сепаратор, снижает скорость, при этом частицы угля увлекаются вниз.
Установка из 4 последовательно соединенных колонок имеет производительность 500 дал/час и заменяет до 10 обычных колонок.
Описанный способ позволяет увеличить эффективность и
скорость обработки сортировки, однако, за счет истирания частиц
угля в сортировку попадает большое количество мелкодисперсного угля. Их удаление предусматривается сначала на фильтрах с
намывным слоем, затем на песочных фильтрах.
Двухступенчатый способ предусматривает обработку на
первой ступени в сортировочном чане из расчета 400 г гранулированного или 100 г пылевидного угля на 1000 дал водки. Сортировку перемешивают 30 минут и направляют в напорный чан.
Для улавливания частиц угля служит специальный фильтр – углеулавливатель, где уголь задерживается на тканевой поверхности. Очистку угля проводят после пропускания 15–20 тыс. дал
сортировки. Из гранулированного угля извлекается спирт и его
можно использовать повторно, пылевидный уголь не регенерируют. Вторая ступень обработки осуществляется динамическим
способом, но с большей скоростью пропускания: 60 дал/час на
свежем угле, 50 дал/час – на регенерированном.
На заводах мощностью менее 700 тыс. дал в год допускается
проводить обработку активным углем только в сортировочных
чанах из расчета 2 кг/1000 дал водки. Сортировку перемешивают
30 минут, отстаивают 2 часа и декантируют, отбирая продукт на

120

высоте 15 см от дна чана. Декантат перекачивают в напорный
чан, отстаивают 2 часа и отбирают на высоте 7 см от дна напорного чана самотеком, направляя на фильтрацию через два последовательно соединенных рамных матерчатых фильтра. Фильтрат
собирают в промежуточный чан, откуда направляют на фильтрацию через фильтр-пресс с картоном марки Т, а затем в доводной
чан. При приготовлении очередной сортировки добавляют активный уголь – 0,5–1 кг на 1000 дал водки. Средний расход угля составляет 1,0–1,2 кг/1000 дал.
При обработке сортировки модифицированным крахмалом
необходимое качество водки достигается только за счет сорбции
им примесей.
Модифицированный крахмал готовят из сухого крахмала,
обрабатывая 2,5–5%-ный раствор крахмала ледяной уксусной кислотой. Расход крахмала – 3 кг, кислоты – 320 см3 на 1000 дал
сортировки.
Смесь раствора крахмала и уксусной кислоты выдерживают
1 час при температуре 68–70 0С до получения однородной клейковидной массы, охлаждают до 20 0С и вносят в сортировочный
чан. Расход раствора модифицированного крахмала 120–60 дм3
2,5 или 5%-ной концентрации соответственно на 1000 дал сортировки. Сортировку выдерживают 2 часа в сортировочном чане
или в напорном и направляют на фильтрацию через фильтрпресс. Можно предварительно фильтровать на фильтре грубой
очистки типа мешочного. Отработанный крахмал смывают водой
и используют для приготовления клея. Внесение ингредиентов и
корректировку крепости проводят в доводном чане, откуда водка
направляется на розлив.
10.5 Контроль качества водок
Качество водок контролируют на соответствие ГОСТ Р
51355-99 по физико-химическим и органолептическим показателям. Порядок проведения органолептического анализа приведен в
разделе 14.

121

Вопросы и задания для самоконтроля
1. Назовите основные стадии производства водок.
2. Как осуществляется доставка, приемка и хранение спирта
на заводе? С какой целью используются типовые мерники спирта?
3. Охарактеризуйте способы приготовления сортировки и
дайте их сравнительную оценку. На каких стадиях возможно внесение в сортировку ингредиентов водок?
4. Какова цель фильтрования сортировки через активный
уголь?
5. Охарактеризуйте состав, способы получения и свойства
активного угля.
6. Какие процессы протекают на активном угле, которые
приводят к изменению состава примесей спирта?
7. Назовите химические реакции превращения основных
примесей спирта: альдегидов, спиртов, кислот, эфиров, какие качественные и количественные изменения их приводят к улучшению и ухудшению качества водок?
8. Охарактеризуйте способы фильтрования сортировок через активный уголь, дайте их сравнительную характеристику.
9. Какое оборудование и с какой целью используют для
фильтрации сортировок и водок?
10. Как оценивается качество водок?

122

11. ПРОИЗВОДСТВО ПОЛУФАБРИКАТОВ ЛИКЕРОВОДОЧНЫХ ИЗДЕЛИЙ
11.1 Ассортимент и характеристика ликероводочных изделий
Ликеро-водочные изделия представляют собой спиртные
напитки крепостью 12-60 %, приготовленные смешиванием спирта, умягченной воды, полуфабрикатов (спиртованных настоев,
морсов, соков, ароматных спиртов) с добавлением эфирных масел, сахарного сиропа, красителей или без них.
Качество ликеро-водочных изделий определяется требованиями ГОСТ. В зависимости от крепости, массовой концентрации экстракта, сахара, кислот ликеро-водочные изделия делят на
15 групп (табл. 11.1).
В таблице представлен диапазон изменения показателей,
однако, для каждого конкретного изделия эти показатели должны
соответствовать величинам, предусмотренным рецептурой.
Таблица 11.1 – Физико-химические показатели ликеро-водочных изделий

Группа изделий
Ликеры:
-эмульсионные
-крепкие
-десертные
Кремы
Наливки
Пунши
Настойки:
-сладкие
-полусладкие
-полусладкие слабоградусные
-горькие
-горькие слабоградусные

Крепость, %

Массовая концентрация, %
Кислот в пеОбщего
Cахара
ресчете на
экстракта
лимонную

18–25
35–45
25–30
20–23
18–20
15–20

15–45
25–50
30–50
50–60
26–47
30–43

15–35
25–50
30–50
49–60
25–40
30–40

0–0,2
0–0,5
0–0,7
0–0,75
0,2–1,0
0–1,3

16–25
30–40
20–28

9–32
10–12
5–12

8–30
9–10
4–10

0–0,9
0–0,8
0–0,8

30–60

0–8

0–7

0–0,5

25–28

-

-

-

123

Окончание табл. 11.1
Группа изделий
Напитки десертные
Аперитивы
Бальзамы
Коктейли

Крепость, %
12–16
15–35
40–45
20–40

Массовая концентрация, %
Кислот в пеОбщего
Cахара
ресчете на
экстракта
лимонную
15–32
14–30
0,2–1,0
5–20
7–30
0–25

4–18
0–24

0,2–0,7
0–0,5

11.2 Производство полуфабрикатов
из растительного сырья
К полуфабрикатам ликеро-водочного производства относятся спиртованные соки и морсы, полученные из плодово-ягодного
сырья, спиртованные настои и ароматные спирты из ароматического и неароматического растительного сырья (трав, кореньев,
цветов, почек и др.).
Спиртованные соки
Их производят, главным образом, на соко-морсовых заводах, однако, в небольших количествах спиртованные соки получают на ликеро-водочных заводах.
Для производства соков используют свежее плодово-ягодное
сырье, которое перерабатывается в период его сбора. Сырье
должно быть без признаков порчи, не пораженное вредителями, в
стадии технической зрелости.
Плоды и ягоды, поступающие на предприятия, хранятся на
сырьевой площадке, расположенной на открытом воздухе под навесом, ограниченное время: от 6 часов (облепиха, малина, клубника) до 48 часов (яблоки, груша, рябина, шиповник). В охлаждаемых камерах при температуре 1–3 0С до нескольких суток.
Стадии производства спиртованных соков:
- сортировка и мойка сырья;
- измельчение сырья;
- обработка мезги до прессования;
- прессование мезги;
- осветление сока;

124

- консервирование сока;
- слив спиртованного сока.
Для сортировки плоды и ягоды поступают на инспекционные транспортеры или сортировочные столы, на которых проводят вручную отбор некондиционного сырья, сорной примеси. Потери при сортировке составляют 0,5–1,0%.
Мойка сырья производится холодной водой в моечных машинах разной конструкции в зависимости от вида сырья: барабанного, вентиляторного типа или с душевыми устройствами.
Измельчение плодов и ягод производят до размеров частиц
3…10 мм, полученная масса называется мезгой. Чем более тонко
измельчена мякоть плодов и ягод, тем больше клеток будет повреждено. Однако слишком тонкое измельчение превратит мезгу
в сплошную массу, не будет канальцев для вытекания сока. Дробят на ножевых, валковых, дисковых дробилках. Ягоды с тонкой
кожицей не дробят.
После дробления от мезги отделяют самый ценный соксамотек на стекателях или торпанах (деревянный чанок с ложным
днищем). Сок-самотек поступает в смеситель для спиртования.
Для повышения выхода сока мезгу обрабатывают различными способами, направленными на увеличение проницаемости
цитоплазматических мембран клеток. Используют кратковременную тепловую обработку при температуре 60–85 0С 3–4 минуты.
При более длительном нагреве возможно потемнение сока или
разваривание мезги, после чего сок практически не будет отделяться.
Хорошее действие оказывает обработка электрическим током
с напряжением 220 В при высоком значении силы тока 50–75 А.
Для этого используют электроплазмолизаторы с валкамиэлектродами, на них можно одновременно проводить и измельчение. Сырье непрерывно проходит между валками и замыкает
электрическую цепь, время обработки доли секунды. При такой
обработке коагулируют белковые вещества протоплазмы, увеличивается выход сока.
Чаще всего для обработки мезги используют ферментные
препараты пектолитического действия, например, Пектофоетидин П10х. Обработку ферментными препаратами обычно прово-

125

дят при температуре 40–45 0С в течение 0,5–1 часа, дозы препаратов – 0,01–0,05% к массе сырья.
Иногда для улучшения дренажных свойств (рыхлости) мезги добавляют различные инертные материалы: древесную стружку, рисовую лузгу и др.
Прессование мезги проводят разными методами. Наиболее
распространены прессы периодического (пакетные, корзиночные)
и непрерывного действия (ленточные, шнековые). В них мезга
подвергается действию давления 0,5–2,5 МПа, в результате чего
сок вытекает, фильтруясь через салфетки (пакетные прессы, рис.
11.1), в которые укладывается мезга, или ситчатый корпус (шнековые прессы).

Рис. 11.1 – Гидравлический пак-пресс:
1 – пульт управления; 2 – салфетка с мезгой;
3 – дренажная решетка; 4 – станина; 5 – поддон; 6 – рама

Выход натурального сока к массе плодово-ягодного сырья
составляет в среднем 55–70%.
Выжимки собирают в бункере как отходы и утилизируют на
кормовые цели.
Консервирование сока проводят добавлением этилового
спирта высшей очистки до крепости 25%, за исключением земляничного, который спиртуют до крепости 20%. Спирт предотвра-

126

щает окисление и микробиологическую порчу сока, а также способствует осаждению коллоидов (пектиновых веществ, белков).
Количество спирта для спиртования вычисляют по формуле:
Vс= Vн* Сн / Сс – Сн,
где Vн – количество натурального сока, дал;
Vс – количество спирта, дал;
Сн – крепость сока после спиртования, %;
Сс – крепость спирта, %.
Спиртуют сок в смесителе, добавляя спирт через кольцевой
разбрызгиватель при непрерывном перемешивании, во избежание
образования обильного осадка.
После спиртования сок отстаивают 10–30 суток в зависимости от вида в емкостях из некорродирующих материалов (алюминиевых, эмалированных, из нержавеющей стали).
Осветление сока проводится для удаления крупных и мелких взвешенных частиц, а также части коллоидов из соков, не
поддающихся спонтанному осветлению. Крупные взвеси удаляются отстаиванием, процеживанием, центрифугированием.
Коллоидно-растворимые вещества соков (пектин, белки,
красящие, дубильные вещества и др.), имеющие размеры частиц
10–6–10–7 см, препятствуют оседанию мелких взвесей. Поэтому
для получения прозрачного продукта необходимо разрушить
коллоидную систему сока и обеспечить оседание нестойких коллоидов и мелких частиц. Коллоиды находятся во взвешенном состоянии вследствие наличия заряда на поверхности, а также гидратной оболочки, что препятствует слипанию частиц. Для удаления коллоидов используют различные методы: физические (мгновенный нагрев-охлаждение), ферментативные, физико-химические. При применении ферментативных методов осветления соки
перед консервированием обрабатывают ферментными препаратами комплексного действия, содержащими протеолитические,
пектолитические, иногда и амилолитические ферменты (например, для яблочного сока). Физико-химические методы предполагают использование осветляющих средств. В качестве таких
средств применяют желатин, танин, кремниевую кислоту, бентонит. Эти вещества в растворе имеют заряд, в частности, желатин

127

заряжен положительно и способствует осаждению отрицательно
заряженных молекул пектина, танин заряжен отрицательно и
осаждает белки.
Бентонит используют чаще других осветляющих средств, он
образует тонкие взвеси при растворении, обладает адсорбционными свойствами, удаляет, в основном, белки. Дозировку бентонита устанавливают в лаборатории методом пробной обработки.
Расход его от 0,5 до 5 г/дм3. Сначала готовят суспензию бентонита при набухании в воде, в сок вносят 5%-ный раствор, отстаивают 3–6 суток и сливают с осадка.
Качество спиртованных соков нормируется ГОСТ 28539-90. Массовая доля экстракта – 5–15 г/100 см3, кислотность – 0,8–5 г/100 см3
(в пересчете на лимонную кислоту) в зависимости от вида сока.
Массовая доля спирта – 20–25%.
Спиртованные соки транспортируют в бочках, авто- и железнодорожных цистернах, хранят в закрытых некорродирующих
емкостях при температуре от 0 до 20 0С до года.
Приемку и отпуск сока осуществляют через мерники или по
массе с пересчетом по плотности.
Спиртованные морсы получают из свежего или сушеного
плодово-ягодного сырья, спиртованные настои – из различных
частей растительного сырья: травы, соцветий, коры, корней, цедры цитрусовых плодов, путем экстрагирования сухих растворимых веществ водно-спиртовым раствором.
Экстрагирование растительного сырья имеет ряд особенностей, связанных с составом и характеристиками растительной
клетки.
Перенос вещества при экстрагировании осуществляется путем молекулярной и конвективной диффузии. Молекулярная
диффузия представляет собой выравнивание концентраций веществ в экстрагируемом сырье и растворителе вследствие хаотического движения частиц вещества.
Основной закон молекулярной диффузии – закон Фика –
определяет зависимость количества вещества, перешедшего в
раствор, от площади контакта фаз, градиента концентрации и
времени экстрагирования:
М= D*F* (∆С/ n)* τ,

128

где М – масса, кг; F – площадь поверхности контакта фаз, м2; D –
молекулярный коэффициент диффузии, м2/с; ∆С – разность концентраций вещества в сырье и растворителе,%; n – толщина слоя,
через который происходит диффузия, м; τ – время, с.
Движущей силой процесса экстрагирования является разность концентраций в растворителе и в основном его объеме, находящемся в контакте с поверхностью твердых частиц. В наиболее общем виде процесс экстрагирования состоит из четырех стадий:
1. Проникновение экстрагента в поры частиц сырья.
2. Растворение вещества.
3. Перенос массы растворимых веществ посредством диффузии из внутренних областей частиц экстрагируемого материала
в пограничный слой, прилегающий непосредственно к частице.
4. Перенос экстрагируемых веществ через пограничный
слой и распределение его по всему объему раствора.
Наиболее существенными являются две последние стадии
процесса, поскольку, главным образом, от них зависит скорость
экстрагирования.
Интенсивность переноса вещества в объеме частиц сырья
характеризуется коэффициентом диффузии, а от поверхности
частиц к омывающей их жидкости – коэффициентом массоотдачи. Коэффициент диффузии зависит от структуры твердого тела,
температуры и концентрации сухих веществ и не зависит от гидродинамических условий на поверхности частиц, конструкции
аппарата.
На величину коэффициента массоотдачи влияет режим движения и свойства жидкости, форма и размер твердых частиц,
конструктивные особенности аппарата.
Факторами, существенно повышающими скорость процесса
извлечения сухих веществ, являются все виды воздействия на
сырье, ускоряющие массообмен в системе жидкость – твердое тело. К ним относят: увеличение движущей силы процесса, а также
скорости каждой стадии; дробление как способ повышения поверхности контакта фаз; обеспечение пористости слоя; создание
оптимального соотношения масс экстрагента и твердой фазы;
увеличение температуры без отрицательного влияния на состав

129

экстрагируемых компонентов и ухудшения гидродинамического
режима в слое; увеличение скорости движения фаз.
Одним из наиболее распространенных способов увеличения
движущей силы процесса экстрагирования является механическое перемешивание в слое взаимодействующих фаз, а также с
использованием различного вида механических колебаний, псевдоожижения, наложения силовых полей, применения ультра- и
инфразвукового излучения и т.п.
Наиболее простым методом экстрагирования является однократное извлечение. Исходное сырье и экстрагент перемешиваются в смесителе, выдерживаются определенное время, обусловленное технологическими показателями, после чего разделяются
на экстракт и выжимки. При достаточной продолжительности
процесса содержание извлекаемого компонента в конечных продуктах будет приближаться к значениям равновесной концентрации. Одним из недостатков данного метода является низкая степень извлечения целевого компонента из исходного раствора.
Для достижения более высокой степени извлечения растворимых веществ применяют метод многократного извлечения с
использованием свежего растворителя. При этом образуется несколько экстрактов с различным содержанием целевого компонента.
Метод многократного извлечения с использованием одного
объема растворителя применяется для получения высококонцентрированного экстракта с максимальным извлечением целевых
компонентов из исходного сырья.
На эффективность извлечения растворимых веществ из сырья влияет вид экстрагента. Правильный подбор экстрагента
обеспечивает не только полноту извлечения веществ, но и их устойчивость при дальнейшей переработке. Вода в пищевой промышленности является наиболее распространенным экстрагентом вследствие дешевизны, доступности, фармакологической и
относительной химической индифферентности, пожарной безопасности, но ее применение ограничено для извлечения некоторых групп соединений природного сырья. Например, агликоны,
гликозиды флавоноидов практически в воде не растворимы, в
водные растворы в большей степени переходят полимерные фор-

130

мы флавоноидов. Поэтому часто в качестве экстрагента применяют органические растворители, в частности спирт.
При производстве морсов и настоев в той или иной степени
используют все способы ускорения процесса экстрагирования.
Проводится, как правило, двукратное настаивание водноспиртовым раствором. Концентрация водно-спиртового раствора
зависит от вида сырья.
Для настаивания плодов и ягод свежих первое настаивание
проводят водно-спиртовыми растворами крепостью 45%, сухих –
50%, для второго настаивания используют 30%-ные растворы для
свежего и 45%-ные для сухого
плодово-ягодного сырья. Для
свежей рябины красной и черноплодной крепость водно-спиртовых растворов 55%, для клюквы – 60%, чтобы в морс не переходили пектиновые вещества. Для
сушеной вишни используют водно-спиртовые растворы 40%, для
кураги и яблок – 45%.
Для цедры цитрусовых плодов используют растворы крепостью 90%, для сухого растительного сырья: трав, кореньев – 50–70%,
для зубровки, лаврового листа,
чабреца – 45%.
Рис. 11.2 – Экстрактор:
Используют периодические
1 – корпус; 2 – предохранительи непрерывные способы экстраный клапан; 3 – манометр;
гирования.
4 – патрубок; 5 – загрузочный
Простейшие
экстракторы
люк; 6 – барботер для подачи
для периодического настаивания
водно-спиртового раствора;
7 – сетка; 8 – баботер для подачи представляют собой емкости с
пара; 9 – сетка с диаметром
ложным перфорированным дни250 мм; 10 – спескной патрубок; щем на расстоянии 20 см от ос11 – разгрузочный люк
новного дна аппарата (рис. 11.2).

131

На ложное днище укладывают ткань, загружают измельченное сырье с размером частиц 3–5 мм и заливают экстрагентом
при соотношении сырье: водно-спиртовый раствор 10:1 для свежего, 10:2,5 – для сушеного сырья, для сушеной рябины соотношение 10:3, для шиповника – 10:5. Соотношение определяется
тем условием, что слой растворителя над сырьем должен быть не
менее 10 см, даже после его набухания.
Настаивание проводят при ежедневном перемешивании
6–10 суток для морса первого слива и 6–10 суток для морса второго слива. При периодическом перемешивании путем циркуляции раствора (перекачиванием «на себя») не менее 5 раз настаивают по 14 суток при 1-м и 2-м заливе.
Морсы первого и второго слива объединяют. Массовая концентрация сухих веществ в морсах из свежего сырья – 2,6–6,5%,
из сушеного – 5,4–17,3%, крепость морсов из свежего сырья –
25–26% (из клюквы – 32–33%, из рябины – 34–35%), из сушеного
сырья – от 35 до 47%.
Срок хранения морсов из свежего сырья до 12 месяцев, из
сушеного – до 6 месяцев.
Спиртованные настои получают также с двукратным заливом по 5–10 суток с ежедневным перемешиванием при первом и
втором настаивании. Соотношение сырье:экстрагент от 10:0,4 до
10:2. Размер частиц трав – 2–10 см, кожуры цитрусовых – 1–2 см,
корней – 0,5–2 см, орехов – 0,5–1 см, семян – до расплющивания.
Крепость готовых настоев – 42–60%.
Для ускорения периодического экстрагирования используют
специальные экстракционные установки, в которых процесс проводится в циркуляционном режиме (рис. 11.3). В состав установки входят напорный бак для приготовления раствора экстрагента
и циркуляции, экстрактор, насос. Сырье загружают в экстрактор,
заливают водно-спиртовым раствором и настаивают. Один раз в
час в течение смены по 10 минут проводят циркуляцию раствора,
забирая его насосом из нижней части и возвращая в верхнюю через напорный бак. В течение смены проводят 6–8 циклов циркуляции и настаивания. Продолжительность настаивания при экстрагировании цедры значительно сокращается: первое настаивание до 4–8 суток, второе – 2–5 суток.

132

Из отработанного сырья
спирт извлекается выпариванием
или вымыванием водой.
Для непрерывного настаиваСпирт
ния используют экстракторы различного типа: ленточные, шнековые, лопастные и др.
Значительное
ускорение
процесса достигается при использовании вакуум-экстракционной
установки. Экстрагирование ведут при температуре 40 0С с остаточным давлением в аппарате
20–10 кПа. Продолжительность
процесса сокращается до 4–5 часов при первом заливе и до 2–3
часов – при втором заливе.
Ароматные спирты получают перегонкой эфиро-масличного, плодово-ягодного и другого
ароматического сырья с водноспиртовым раствором. Они предРис. 11.3 – Установка, работаю- ставляют собой бесцветную жидщая в режиме периодического
кость высокой крепости 70–80%,
перемешивания:
содержащую растворы эфирных
1 – напорный бак, 2 – кран,
масел.
3 – смотровой фонарь, 4 – трехКомпоненты эфирных масел
ходовой кран, 5 – экстрактор,
нерастворимы в воде и ограни6 – электродвигатель, 7 – центробежный насос, 8 и 10 выгру- ченно растворимы в воднозочный и загрузочный люки, со- спиртовых растворах и друг в
ответственно, 9 – водомерные
друге. Растворимость их зависит
трубки
от крепости раствора. Известно,
что смеси взаимно нерастворяющихся жидкостей перегоняются при низких температурах, близких к температуре кипения этого раствора, хотя температура кипения самих компонентов эфирного масла значительно выше.
Например, для гераниола – 229 0С, для камфена – 159 0С, для
альфа-пинена – 156 0С и т.д. Коэффициенты ректификации ос-

133

новных компонентов эфирных масел уменьшаются при высокой
крепости водно-спиртовых растворов и увеличиваются при понижении крепости, то есть ведут себя как промежуточные примеси. На этих закономерностях основано получение ароматных
спиртов по принципу фракционной перегонки. Как правило, ароматный спирт собирают в середине процесса перегонки при
средних концентрациях спирта в кубе.
Ароматный спирт получают на периодических перегонных
установках – аламбиках (рис. 11.4).

Отработанная

Рис. 11.4 – Установка для получения ароматного спирта

Установка включает перегонный куб 1, ректификационную
колонку 2, дефлегматор 3, холодильник 4, контрольный фонарь 5
и два сборника отгонов дистиллята 6. Нижняя часть куба имеет
рубашку 7, в которую подается пар, и трубку 8 для отвода конденсата. С помощью маховичка 9 куб может поворачиваться на
90 0. Соединительные муфты 10, 11, 12 могут отворачиваться.
Трубы 13 и 14 соединяют куб с ректификационной колонкой,
трубы 15 и 16 служат для соединения ректификационной колонки
и дефлегматора, а 17 – для передачи паров в холодильник, откуда
дистиллят по трубе 18 через контрольный снаряд стекает в сбор-

134

ники отгонов. Воздушник 19 служит для удаления несконденсировавшихся газов и воздуха в атмосферу.
Ароматные спирты получают из плодово-ягодного или ароматического растительного сырья, а также из спиртованных соков, морсов первого слива или настоев. Сырье загружают в куб
на 75% объема, заливают водно-спиртовым раствором крепостью
50% для сушеного и 60% – для свежего сырья, перегонку ведут
сразу после загрузки или настаивают до 12 часов. Спиртованные
соки или морсы доукрепляют в кубе до 45%-ной крепости.
Перегонку ведут при температуре в кубе в начале процесса
80–90 0С, в конце – до 100 0С. Отбор фракций дистиллята в зависимости от вида ароматного спирта головных – 0,1–2%, средних –
70–50%, концевых – 30–50% от объема заливаемой в куб жидкости.
Переход к отбору каждой фракции производится по органолептической оценке. Скорость сгона регулируется подачей пара в куб
аппарата и воды в дефлегматор и составляет не более 6–7 дал в
час. Крепость отгона в конце процесса перегонки должна составлять 0%.
Головные и концевые фракции используют для приготовления денатурированного спирта. Головную фракцию при перегонке цитрусовых корок присоединяют к ароматному спирту.
Ароматный спирт можно получать также из эфирных масел,
которые предварительно растворяют в водно-спиртовом растворе
крепостью 50% при соотношении 1:25.
11.3 Получение сахарного сиропа и колера
Сахарный сироп готовят горячим способом путем растворения в воде при кипячении или холодным – растворением в холодной воде с температурой 20–25 0С. Более распространен горячий способ, по которому сироп готовят в сироповарочных котлах
с паровой рубашкой и мешалкой. Сироп получают с концентрацией сухих веществ 65,8% или 73,2%. В первом случае соотношение воды и сахара устанавливают из расчета 0,5 дм3 на 1 кг сахара, во втором – 0,35 дм3 на 1 кг сахара.
В котел наливают умягченную воду, нагревают до 50–60 0С
и при непрерывном перемешивании вносят расчетное количество
сахара. После растворения сахара сироп дважды доводят до ки-

135

пения, снимая пену в специальный сборник. Пену и промывные
воды после фильтрации используют при следующей варке.
В сироп с концентрацией 73,2% в процессе варки вносят
лимонную кислоту в количестве 0,08% к массе сахара для предотвращения его кристаллизации.
Общая продолжительность варки не более 30–35 минут,
время оборачиваемости котла – 80 минут.
Горячий сироп фильтруют на сетчатых фильтрах и охлаждают до 15–20 0С в трубчатом или кожухотрубном холодильнике.
При необходимости сироп обесцвечивают, фильтруя через смесь
асбеста и активного угля.
Для экономии сахара можно проводить инверсию в кислой
среде. При этом за счет гидролиза сахарозы до глюкозы и фруктозы увеличивается содержание сухих веществ, сладость сиропа,
не происходит его кристаллизация при хранении.
Инвертированный сахарный сироп получают путем кислотного гидролиза сахарозы при нагревании. Инверсия сахарозы
идет по формуле:
С12Н22О11+ Н2О= С6Н12О6+ С6Н12О6
Сахароза
Глюкоза Фруктоза

За счет присоединения воды по месту разрыва молекулы сахарозы увеличивается содержание сухих веществ в сиропе. Теоретически при 100%-ной инверсии из 100 г сахарозы образуется
105,26 г инвертированного сахара. Сладость инвертированного
сахарного сиропа выше за счет фруктозы – более сладкого сахара, чем сахароза, такой сироп имеет более мягкий вкус, не кристаллизуется при хранении. Однако в процессе инверсии происходит более глубокий распад сахара до оксиметилфурфурола, который является канцерогеном, допустимая доза его, установленная Институтом питания РАМН, 100 мг/1 дм 3 напитка.
При инверсии лимонную кислоту вносят в сироп при температуре 95–100 0С в количестве 1–1,5 кг на тонну сахара в виде
10%-ного раствора. Продолжительность инверсии – 2 часа при
периодическом перемешивании. Степень инверсии – до 50%.
Вместо лимонной можно использовать соляную кислоту, которую вносят из расчета 600 дм3 концентрированной химически

136

чистой кислоты на тонну сахара в разбавленном виде при соотношении с водой 1:10. Продолжительность инверсии – 20 минут.
Для получения инвертированных сиропов можно использовать ферментативный гидролиз с помощью фермента β-фруктофуранозидазы (инвертазы). Инверсию проводят в сиропе с
концентрацией сухих веществ 75% при температуре 67 0С и дозе
фермента 4,5 ед./г сахарозы. Гидролиз длится 27 часов, степень
инверсии при этих параметрах достигает 65%. В результате ферментативного гидролиза оксиметилфурфурол не накапливается.
Колер – один из самых распространенных красителей, его
используют для некоторых наименований ликеро-водочных изделий.
Колер получают путем нагревания сахара до температуры
180–200 0С. При нагревании сахарозы происходит ее дегидратация (отнятие воды) с образованием ангидридов. Ангидриды могут конденсироваться, в результате этого накапливаются красящие соединения – карамели: карамелан, карамелен, карамелин.
Карамелан образуется при отнятии от молекулы сахарозы 2-х молекул воды, карамелен – при потере тремя молекулами сахарозы
8-ми молекул воды, карамелин – при потере двумя молекулами
сахарозы 7-ми молекул воды. Эти карамели различаются окраской, растворимостью в воде. Наиболее ценными веществами колера являются карамелан и карамелен, а карамелин плохо растворим в воде, может выпадать в осадок в готовом напитке. Нагревание колера более 200 0С не рекомендуется, так как происходит
более глубокая дегидратация сахарозы с образованием оксиметилфурфурола, левулиновой, муравьиной кислот, нерастворимых
гуминовых кислот и других продуктов термолиза.
Колер получают в колероварочных котлах с электрическим
обогревом. Их устанавливают в отдельных помещениях с интенсивной вентиляцией.
Котел на 30–35% объема загружают сахаром и постепенно
нагревают при перемешивании до температуры 175–180 0С. Эту
температуру поддерживают до приобретения сахаром бурой окраски в течение 10–20 минут. Затем добавляют тонкой струйкой
горячую воду с температурой 60 0С из расчета получения колера
с концентрацией сухих веществ около 50%. После охлаждения
колера до 60–65 0С полученный раствор перекачивают насосом и

137

хранят в мерных сборниках до 3 месяцев. Цветность колера составляет 74±8 см3 раствора йода концентрацией 1 моль/дм3 на
100 г сухих веществ. Продолжительность варки в среднем 3–5 часов, колер должен образовывать упругую нить при взятии пробы.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Дайте характеристику и классификацию ликеро-водочных
изделий.
2. Приведите характеристику и назначение полуфабрикатов
для ликеро-водочных изделий.
3. Назовите основные стадии производства и параметры получения спиртованных соков. Опишите работу оборудования для
прессования мезги при получении сока.
4. Какие факторы влияют на процесс экстрагирования растительного сырья? Какие из них можно использовать для ускорения процессов настаивания при производстве спиртованных морсов и настоев?
5. Назовите основные стадии и параметры получения спиртованных морсов и настоев, охарактеризуйте оборудование для
их производства.
6. Обоснуйте необходимость проведения фракционной перегонки при получении ароматных спиртов. Опишите схему установки для получения ароматного спирта и назовите параметры
ее работы.
7. Охарактеризуйте качественные показатели спиртованных
соков, морсов, настоев и ароматных спиртов.
8. Какие полуфабрикаты готовят из сахара? Назовите параметры получения белого и инвертного схарного сиропа и колера
и их качественные показатели.

138

12. ПРОИЗВОДСТВО ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ
ИЗДЕЛИЙ
Ликеро-водочные изделия готовят на основе действующих в
отрасли рецептур. Основные стадии производства:
- купажирование компонентов изделий;
- корректировка купажа;
- фильтрование купажей;
- старение ликеров;
- стабилизация ликеро-водочных изделий.
12.1 Купажирование компонентов и корректировка
купажа
Купажирование – смешивание различных компонентов изделий в соответствии с рецептурой. Расход компонентов купажа
в рецептуре приведен в расчете на стандартное сырье среднего
качества. При отклонении показателей сырья и полуфабрикатов
необходимо рассчитывать их расход с учетом фактических характеристик.
Купажирование проводят в закрытых эмалированных купажных чанах или из нержавеющей стали с мешалкой. Возможно
перемешивание перекачиванием «на себя». Цветные и бесцветные изделия купажируют в разных чанах. Коэффициент заполнения купажных чанов 0,85–0,90. Над купажными чанами (на предкупажной площадке) устанавливают мерники полуфабрикатов,
спирта, воды, которые соединены с чаном стационарными коммуникациями.
При купажировании следует строго придерживаться рекомендуемой последовательности, которая определяется используемыми компонентами. Общие принципы купажирования: компоненты вносят от более ароматичных к менее ароматичным, сахарный сироп добавляют после внесения основной части воды,
так как он плохо растворим в спирте.
Для напитков с использованием плодово-ягодных полуфабрикатов последовательно вносят:
- спиртованные соки, морсы;
- часть воды (1/3);

139

- спирт;
- воду (1/3); сахарный сироп;
- раствор лимонной кислоты;
- 80% красителя;
- остальную воду для доведения крепости купажа.
Остальное количество красителя вносят после проверки
цветности купажа.
При купажировании изделий на спиртованных настоях и
ароматных спиртах последовательность внесения компонентов:
- настои, ароматные спирты;
- часть воды (1/2);
- сахарный сироп;
- красители;
- остальную воду.
Лимонную кислоту вносят в купаж в виде водного раствора,
эфирные масла – в виде спиртового раствора (1:10), синтетические красители – в виде раствора в горячей воде или в изделии,
колер – в виде водного раствора (1:1).
Перемешивание купажа проводят после внесения каждого
ингредиента, а затем 15–20 минут по окончании купажирования.
Средняя продолжительность купажирования для горьких
настоек – 60–90 минут, сладких изделий – 90–120 минут, ликеров
и кремов – 120–180 минут.
После составления купажа отбирают среднюю пробу и анализируют по физико-химическим и органолептическим показателям. При отклонениях от рецептурных характеристик корректируют горькие настойки по спирту или воде, сладкие изделия и
ликеры – по спирту, сахару и кислоте. Корректировка сладких
изделий и ликеров усложняется тем, что с добавлением одного
компонента изменяются концентрации остальных. Для расчета
необходимого количества компонентов при корректировке имеются специальные формулы, приведенные в литературе /2, 3/.
12.2 Фильтрование купажей. Старение ликеров
Для обеспечения полной прозрачности изделий, улучшения
их органолептических показателей купажи фильтруют. Рекомендуется для осаждения нестойких коллоидов, облагораживания

140

вкуса и аромата проводить выдержку купажа от 24 до 72 часов.
Для некоторых ликеров, в частности ликера «Бенедектин», выдержка в течение 72 часов обязательна.
Выдержка (старение) ликеров длительное время в дубовых
бочках или бутах повышает их дегустационные свойства. При
этом ликеры обогащаются компонентами древесины, в них протекают окислительно-восстановительные реакции, в результате
которых в продукте накапливаются сложные эфиры, ацетали, облагораживающие вкус. Ликеры «Бенедектин», «Шартрез» рекомендуют выдерживать до 24 месяцев, остальные – от 1 до 6 месяцев. Во время старения несколько снижается крепость, поэтому
закладывают ликеры с большим содержанием спирта, так как после выдержки не разрешается их корректировка.
Фильтруют ликеры после слива и передают на розлив.
Остальные ликеро-водочные изделия фильтруют на фильтрпрессах после кратковременной выдержки или сразу после купажирования. В качестве фильтрующих материалов используются
фильтркартон арок Т, КТФ, КТФ-1, которые представляют собой
асбоцеллюлозные, целлюлозные пластины и др. Фильтр-картон
марки Т обеспечивает качественное фильтрование горьких настоек, марки КТФ – ликёро-водочных изделий с сахаром. Для улучшения качества фильтрования можно проводить дополнительно намывку на фильтркартон диатомита, асбеста или их смеси. Средняя
скорость фильтрования, дал/час . м2: для горьких настоек – 45–65,
сладких изделий – 35–45, ликеров – 30–35.
12.3 Стабилизация ликеро-водочных изделий
Ликёро-водочные изделия представляют собой сложную
коллоидную систему, равновесие которой при определённых условиях может нарушаться, что приводит к изменению цвета,
ухудшению вкуса и аромата, появлению опалесценции и в дальнейшем осадка.
В образовании помутнений участвуют, главным образом,
коллоидные вещества: белки, полифенолы, пектиновые вещества.
В процессе хранения за счет окислительных и физикохимических процессов коллоиды укрупняются, взаимодействуют
друг с другом или металлами и теряют растворимость.

141

Чаще других помутнениям подвержены изделия, в состав
которых входят коньяки и виноматериалы, спиртованные плодово-ягодные морсы и соки, равновесие коллоидной системы в которых устанавливается через 20–22 суток после внесения спирта.
Спиртованные соки содержат пектиновые вещества, которые стабилизируют коллоидную систему и затрудняют осветление полуфабрикатов. Такие соки, как абрикосовый и алычовый,
отличающиеся высоким содержанием пектиновых веществ, не
поддаются спонтанному осветлению; сливовый и брусничный
соки, а также напитки из них с трудом поддаются технологической обработке.
Известно, что склонность напитков к белковым помутнениям зависит от многочисленных факторов – высокое содержание
ионов металлов, танина с определённой молекулярной массой,
значения рН, близкие к изоэлектрической точке белки и т.д. По
данным немецких исследователей, белковые помутнения вызывают белки с низкими изоэлектрическими точками и малыми молекулярными массами.
Полифенольные вещества в изделиях на соках или настоях
подвержены окислению. В такой окисленной форме они легко
полимеризуются, а также взаимодействуют с белками, вызывая
медленное образование помутнений.
В настоящее время известны и давно уже используются различные технологические приёмы приготовления полуфабрикатов
и изделий, обеспечивающие стабильность изделиям в течение 2–8
месяцев. Стабильность ликёроводочных изделий в течение гарантийного срока хранения и более достигается их обработкой на
стадии полуфабрикатов или готового купажа.
Методы обработки полуфабрикатов и изделий с целью их
осветления и повышения стабильности основаны на физическом,
физико-химическом и биохимическом воздействии на коллоидную систему.
Физическая обработка. Метод основан на том, что равновесие существующей в напитке коллоидной системы при пониженной температуре нарушается ввиду снижения растворимости
коллоидных веществ.
Обработка холодом осуществляется в чане, снабжённом
змеевиком, в который подаётся охлаждённый рассол. Купаж, ох-

142

лаждённый до –10÷–15 ºC, выдерживается в течение 48 часов.
После выдержки отобранную из купажа пробу фильтруют и проверяют на стойкость к холоду при температуре 10 ºC. При отсутствии опалесценции обработку холодом прекращают и оставляют
купаж в покое на 24 часа, после этого купаж декантируют и
фильтруют при температуре 0 – минус 3 ºC.
Физико-химическая обработка. Оклейка напитков – один из
широко распространённых способов осветления и стабилизации,
основан на нейтрализации заряженных коллоидных частиц напитка заряженными частицами оклеивающего материала, с последующей адсорбцией и механическим удалением коллоидных
веществ.
При использовании белоксодержащих оклеивающих материалов (желатин, рыбий клей) в напитке при взаимодействии с
фенольными соединениями полуфабрикатов образуется отрицательно заряженный танино-белковый комплекс, который выпадает в осадок в присутствии катионов металлов.
Удаление веществ фенольной природы (особенно конденсированных) возможно применением растворимого поливинилпирролидона.
Белковые вещества удаляются с помощью бентонита, препаратов кремниевой кислоты (силикагель, кизельзоли и др.).
Применение некоторых оклеивающих материалов (бентонит, поливинилпирролидон) более эффективно на стадии полуфабрикатов, так как при повышении спиртуозности и сахаристости эффект их действия снижается.
Предельно допустимые дозы оклеивающих материалов:
бентонит – 5 г/дм³; растворимый поливинилпирролидон –
0,3 г/дм³; полиакриламид – 30 мг/дм³; желатин – 500 мг/дм³.
Ферментативный способ обработки основан на гидролизе
высокомолекулярных соединений напитков до низкомолекулярных компонентов, теряющих способность к образованию комплексов, вызывающих помутнение напитков.
Ферментативную обработку при получении соков целесообразно проводить на стадии переработки сырья. В целях депектинизации плодово-ягодного сырья в настоящее время применяют
термообработку и пектолитические ферментные препараты. Тепловая обработка – нагревание мезги плодово-ягодного сырья –

143

вызывает коагуляцию протоплазмы, инактивацию присутствующих в сырье ферментов, повышение клеточной проницаемости,
уменьшение вязкости соков, что способствует переходу красящих и ароматических веществ из кожицы и мякоти в сок. Наряду
с повышением выхода сока из единицы массы сырья ферментативный способ дает возможность получить осветленные соки,
легко подвергающиеся технологическим обработкам.
Основным биохимическим процессом, протекающим в плодово-ягодной мезге и соке при применении ферментативной обработки, является гидролиз пектиновых веществ. Но наряду с
этим происходят превращения белков, целлюлозы, гемицеллюлозы и других соединений.
Разнообразие плодово-ягодного сырья, отличающегося составом плодовой ткани, особенностями строения и физикохимическими свойствами, требует дифференцированного подхода при разработке режимов ферментативной обработки сырья.
Для ферментативной обработки соков рекомендуется использовать Пектофоетидин П10х в дозе 0,01–0,03% (в расчете на
стандартную активность 9 ед. ПГА/г) в течение 3–6 суток при
температуре 20–25 0С с последующей обработкой бентонитом в
дозе 0,5–1,0 г/дм3.
Выбор способов обработки проводится на основании исследования полуфабрикатов на склонность к различным помутнениям: белковым, полифенольным и другим с помощью специальных тестов.
При определении природы помутнений сначала в лаборатории проводится пробная оклейка для выбора дозы оклеивающего
материала, а затем производственная обработка, продолжительность и порядок которой определяется видом осветляющих
средств и природой осадка.
Рекомендовано 4 основные схемы обработки спиртованных
соков:
1) силикагелем (или другим препаратом кремниевой кислоты) и желатином для удаления белковых помутнений;
2) растворимым поливинилпирролидоном и бентонитом для
удаления полифенольных помутнений;
3) желатином и бентонитом для комплексного осветления;

144

4) бентонитом и полиакриламидом (ПАА) для удаления основных мутеобразующих веществ. ПАА используется в качестве
флокулянта для уплотнения осадка и снижения потерь.
Иногда на предприятии используют один вид осветляющих
средств, например, бентонит или желатин. Физико-химическую
обработку рекомендуют дополнять обработкой холодом.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Назовите основные стадии производства ликеро-водочных изделий.
2. Охарактеризуйте процесс купажирования ликеро-водочных изделий. Назовите и обоснуйте последовательность внесения
ингредиентов при купажировании ликеро-водочных изделий с
использованием разных видов полуфабрикатов.
3. С какой целью проводится фильтрование купажей, какое
оборудование и фильтрующие материалы используют для фильтрования?
4. Какие вещества приводят к помутнению ликеро-водочных изделий? Дайте их характеристику и назовите причины выпадения в осадок.
5. Какие способы используют на ликеро-водочных заводах
для повышения стойкости ликеро-водочных изделий?
6. Какие осветляющие средства применяют для стабилизации ликеро-водочных изделий?
7. С какой целью используют обработку холодом?
8. Для стабилизации каких видов полуфабрикатов можно
использовать ферментативные способы?

145

13. РОЗЛИВ ВОДОК И ЛИКЕРО-ВОДОЧНЫХ
ИЗДЕЛИЙ
13.1 Стеклянная посуда, ее приемка и подготовка
Розлив водок и ликеро-водочных изделий производится в
стеклянные бутылки, фарфоровые и керамические бутылки и
графины, которые должны отвечать требованиям нормативных
или технических документов.
Бутылки изготавливаются из обесцвеченного или полубелого стекла под обкатку алюминиевым колпачками, под винтовую
пробку или специальные виды укупоривающих материалов.
На завод поступает новая или оборотная посуда. Новая посуда доставляется различными видами транспорта, упакованная в
ящики, коробки, поддоны, кули и т.д., либо навалом. Ее принимают по количеству и качеству, отдельно учитываются разбитые
бутылки как стеклобой.
Оборотная посуда поступает из торговой сети в отсортированном виде по вместимости и форме. Не подлежат приемке бутылки с повреждениями, а также повышенной загрязненности. К
посуде повышенной загрязненности относят бутылки с остатками
минеральных масел, дурно пахнущих и красящих веществ, с высохшими пленками сладких напитков и т.п. В бутылках также
могут находиться крупные посторонние предметы: солома, осколки стекла. В этом случае посуда также не принимается. Поэтому при приеме посуда должна предварительно отбраковываться приемщиками.
Хранят бутылки в закрытых складах, а также под навесом
или на огражденных площадках в ящиках или других видах упаковки, не более 6–8 рядов в штабелях.
Мойка посуды осуществляется на промышленных бутыломоечных машинах различных марок в зависимости от производительности и конструкции: Т1-АМЕ-6, АММ-6, АММ-12, которые
входят в состав автоматизированных линий розлива.
Бутылки повышенной загрязненности предварительно моют
с применением моющих средств вручную при помощи ершей и
щеток. Ручную мойку проводят в специальном отделении в ваннах из нержавеющей стали. Бутылки, загрязненные минеральны-

146

ми осадками, моют 5%-ным раствором соляной кислоты; маслами, керосином и подобными веществами – 3%-ным раствором
щелочи. После кислотной мойки бутылки ополаскивают горячей
и холодной водой.
Остальные бутылки с повышенной и нормальной загрязненностью моют в бутыломоечных машинах щелочными растворами
повышенной концентрации. В бутыломоечной машине бутылки
проходят несколько щелочных ванн, где подвергаются отмочке,
обработке моющим раствором, шприцеванию внутренней поверхности и ополаскиванию водой. Общее время пребывания бутылок в машине – около 16 минут.
Мойка бутылок осуществляется на бутыломоечных машинах с использованием моющих средств.
К моющим средствам предъявляется ряд требований:
- они должны хорошо смачивать поверхность бутылок;
- растворять загрязнения;
- омылять жировые включения, диспергировать и уносить
коллоидные частицы;
- обладать бактерицидным действием;
- не быть токсичными;
- не оказывать влияния на стекло;
- хорошо удаляться после мойки;
- не выделять при взаимодействии с солями жесткости
осадков на поверхности бутылок;
- не вызывать коррозию бутыломоечных машин.
Моющие средства, используемые в настоящее время на заводах, полностью не удовлетворяют всем требованиям, поэтому,
как правило, их комбинируют.
В качестве основного моющего средства используют раствор каустической соды – NаОН. Эффективность его действия
можно повысить при добавлении слабых щелочей, фосфатов,
синтетических моющих средств.
Чаще всего используют кальцинированную соду (Nа2СО3),
тринатрийфосфат, тринатрийпирофосфат, триполифосфат, метасиликат натрия, различные органические поверхностно-активные
вещества.
Щелочные растворы нейтрализуют органические кислоты,
омыляют жир, способствуя его переходу в раствор. Полифосфаты

147

связывают соли жесткости и переводят их в водорастворимые соединения, препятствуя оседанию их на поверхности деталей моечной машины. Метасиликат натрия обладает хорошими эмульгирующими и флотационными свойствами, он уменьшает пенообразование в машинах, но хуже других средств смывается с поверхности бутылок.
Очистка стеклянной тары от загрязнений является сложным
процессом. Зачастую твердые загрязнения образуют на поверхности механически прочные пленки, поэтому в процессе их удаления необходимо комплексное воздействие не только химических
средств, но и физико-химическое и механическое.
Как известно, вода обладает плохой смачивающей способностью в отношении неоднородных поверхностей вследствие высокого поверхностного натяжения. Для понижения поверхностного натяжения можно добавлять поверхностно активные вещества (ПАВ). ПАВ, сорбируясь на частичках загрязнений в процессе мойки, образуют вокруг них пленку, что способствует отрыванию частичек загрязнений от стекла. Пленка также препятствует последующему слипанию частичек, в результате чего они
удаляются с моющими растворами.
Наибольшее распространение получили анионактивные
синтетические средства, обладающие свойствами ПАВ. Они
имеют одну или несколько функциональных групп, при диссоциации образуют отрицательно заряженные ионы. К ним относятся алкилсульфонат и алкилбензолсульфонат (сульфонолы).
При добавлении к щелочному раствору 0,2% сульфонола
поверхностное натяжение воды снижается в 2 раза, при этом
снижается расход щелочи.
Качество мойки бутылок зависит также от температуры и
концентрации моющего раствора, от способа и продолжительности его воздействия. Температура мойки должна быть 75–80 0С,
однако температурный перепад при переходе из одной ванны в
другую не должен превышать 38–40 0С, иначе возможен бой бутылок.
Для усиления воздействия раствора применяют гидродинамическое воздействие в виде шприцевания или обработки щетками. Однако последний способ усложняет конструкции машин и в
настоящее время не используется.

148

Концентрация моющих растворов обычно в зависимости от
степени загрязненности принимается в диапазоне 1,5–2%. Жесткость воды для мойки бутылок не должна превышать 1,8 мг-экв/дм3.
Из современных моющих средств используют препараты
зарубежного производства. Для активации щелочи и в качестве
пеногасителя фирмой Döhler (Германия) предлагается препарат
Sanal-ZL. Он также способствует получению блестящей поверхности бутылок. Его применяют в виде 0,1–,5%-ного раствора.
Немецкой фирмой Tensit-Chemie предлагается для дезинфекции зон ополаскивания препарат Rimazon-CL, в качестве стабилизатора жесткости воды, для предотвращения образования
накипи и растворения уже имеющейся – Rimaplex-НО5, в качестве пеногасителя – Rimagents-Spez.
Все они используются как добавки для улучшения качества
мойки бутылок, но моющей основой является раствор щелочи.
Концентрация щелочного раствора снижается в результате
уноса с бутылками, разбавления водой. За 3–4 часа работы концентрация щелочи снижается на 0,2–0,3%. Контроль концентрации моющих растворов должен регулярно проводится лабораторией, при необходимости свежий раствор добавляют из мерников.
Щелочь поступает на завод в твердом виде в металлических
барабанах или в виде концентрированного раствора (43–52%) в
цистернах. Твердую щелочь растворяют в ваннах при нагревании
паром через барботер до температуры 40–50 0С.
Расход моющих растворов достаточно большой, поэтому
экономически эффективно проводить их регенерацию. Для этого
раствор сливают, фильтруют через сетку, песочный или гравийный фильтр, можно также отстаивать, затем концентрированной
щелочью доводят до нужной концентрации и используют повторно.
13.2 Розлив и внешнее оформление продукции
Готовые изделия из напорных чанов направляют на розлив,
который осуществляется на автоматических линиях розлива. Перед розливом продукцию непрерывно подвергают контрольной
фильтрации через фильтры тонкой очистки, которые установлены на трубопроводе перед разливочным автоматом. В состав ли-

149

ний розлива входят бутыломоечная машина, световой экран для
контроля качества мойки, автоматы розлива, укупорки, бракеражный полуавтомат, этикетировочный автомат. Линии розлива в
настоящее время дооборудованы счетчиками бутылок и устройствами для измерения объема разливаемой продукции, принтерами для нанесения на бутылки даты розлива.
Розлив ликеро-водочной продукции производится по объему или по уровню. Первый способ предпочтительней, так как
обеспечивает более точное дозирование. Наиболее распространены разливочные автоматы для дозирования по объему ВАР-6,
Д9-ВАР-6, Т1-ВРА-6 и др.
Укупоривают бутылки колпачками из алюминиевой фольги
марки ФГ толщиной 0,18–0,20 мм. Для бутылок без винтовой
резьбы используют колпачки с гладкими стенками, которые изготавливаются на заводе. Используются, например, штамповочноукупорочные агрегаты ШУ-Р-1, в состав которых входит штамповочный и укупорочный автоматы. Для укупорки бутылок
пробками с винтовой резьбой используют специальные укупорочные автоматы, в патронах которых имеются специальные ролики для выдавливания и накатки винтовой резьбы и обкатки
перфорированного кольца вокруг нижнего венчика бутылки.
Бракераж готовых изделий производится визуально, при
этом контролируется герметичность укупорки, наличие включений, прозрачность. Используют, например, полуавтоматы БАЗ-М,
где бутылка переворачивается вверх дном.
Этикетки наклеиваются на этикетировочных автоматах. На
лицевой стороне этикетки указывается вся необходимая информация о продукции и заводе-изготовителе в соответствии с нормативной документацией на продукцию. На оборотной стороне
этикетки в момент наклейки наносится дата выпуска, номер бригады. В настоящее время на большинстве заводов используются
трехпозиционные этикетировочные автоматы для наклейки этикетки, контрэтикетки и кольеретки. Иногда дата наносится на бутылку с помощью лазерного принтера и специальной краски.
Для наклейки этикетки применяют, в основном, декстриновый клей из кукурузного или картофельного крахмала, который
варят на предприятии. В последние годы широко применяются
клеи из синтетических материалов, которые боле водостойки, не

150

портятся, не отстают от стекла, имеют более длительный срок
хранения, чем декстриновый клей.
Выемка и укладка бутылок в ящики на современных линиях
розлива механизирована. Используются автоматы И2-АУА-6,
И2-АУА-12 и другие. Для компоновки ящиков в пакеты и разборки пакетов в линии розлива устанавливаются также пакетоформирующие и пакеторасформировывающие автоматы. Наибольшее распространение получили пакеты размером 800х1000,
800х1200, 1000х1200 мм, на которых размещается от 20 до 30 бутылок по 5 ящиков в высоту.
В последнее время упаковка бутылок производится также
термоусадочной пленкой, для чего в линии розлива устанавливаются термотоннели.
13.3 Потери спирта и пути их сокращения
Потери спирта рассчитываются на каждом предприятии по
фактически расходованному спирту и выпущенной продукции. В
отрасли установлены предельно допустимые нормативы спирта и
сахара, которые приведены в табл. 13.1, 13.2.
Таблица 13.1 – Нормативы потерь спирта и сахара при производстве водки
и ликеро-водочных изделий
Операции
Единицы измерения
Производство водок на внутрен- % к количеству спирний рынок:
та, поступившего в
разливаемых по объему;
производство
разливаемых по уровню
Производство водок, вырабатыТо же
ваемых для экспорта:
разливаемых по объему;
разливаемых по уровню
То же
Производство ликеро-водочных
изделий на внутренний рынок
разливаемых по объему:
- настоек горьких (крепость выше
30 %);
- настоек горьких слабоградусных
- сладких изделий (наливок, пун-

Нормативы
0,96
2,47
2,1
3,26

0,86
0,83

151

Окончание табл. 13.1
Операции
Единицы измерения
шей, настоек сладких, полусладких, напитков десертных, коктейлей, аперитивов);
- ликеров, кремов, бальзамов
Потери сахара
% к количеству саха- при производстве сладких изде- ра, поступившего в
лий;
производство
- при производстве ликеров

Нормативы
1,57
2,30
0,93
2,40

Таблица 13.2 – Предельно допустимые нормативы потерь спирта при производстве и хранении полуфабрикатов
Операция
Производство вишневого сока
крепостью 16–25 %

Единица измерения
% к объему спирта,
взятому на спиртование
То же

Производство соков из остальных
видов плодово-ягодного сырья
крепостью 16–25 %
Производство спиртованных мор% к объему спирта,
сов из свежего плодово-ягодного
взятому на залив сысырья:
рья
способ настаивания в емкостях
на экстракционной установке
Производство спиртованных морТо же
сов из сушеного плодово-ягодного
сырья
Хранение спиртованных соков и
% к среднемесячному
морсов в металлических, эмалиналичию спирта в сорованных емкостях в помещениях
ках и морсах, нахоназемного типа
дящихся на хранении
Производство ароматных спиртов
% к объему спирта,
из растительного сырья
взятому на залив сырья
То же
Производство настоев из сушеного растительного сырья с извлечением спирта из отработанного сырья на выпарном аппарате:
- при однократном настаивании;
- при двукратном настаивании

Нормативы
2,30

2,4

5,5
5,0
6,4

0,1
3,9

4,5
5,9

152

Окончание табл. 13.1
Операция
Хранение в цехах спиртованных
настоев и ароматных спиртов в
эмалированных емкостях и стеклянной посуде

Единица измерения
% к среднемесячному
наличию спирта, находящегося в настоях
и ароматных спиртах

Нормативы

0,08

Основные источники потерь спирта – испарение вследствие
негерметичности и смачивания внутренней поверхности сборников, аппаратуры, трубопроводов и оборудования; остаток в бутылках после сливания из них чистого брака; пролив напитков
при бое бутылок на линиях розлива и др. Достаточно велики потери спирта от испарения: 0,3–0,4%. Поэтому необходимо регулярно проверять герметичность люков на сборниках и аппаратах,
сокращать количество перекачек. Воздух, вытесняемый из трубопроводов, насыщен парами спирта, поэтому их следует улавливать спиртоловушками. Необходимо сокращать количество исправимого брака, который может появляться при использовании
нестандартных бутылок, при некачественной их мойке.
Из отходов производства полуфабрикатов (мезга, фуз, отстой) нужно полнее извлекать спирт.
Вопросы и задания для самоконтроля
1. Какую посуду используют для розлива ликеро-водочной
продукции? Какие требования предъявляются к стеклянным бутылкам?
2. Как осуществляется доставка и приемка посуды на предприятиях?
3. Какие требования предъявляются к моющим средствам
для бутылок? Охарактеризуйте основные виды моющих средств.
4. Какое оборудование входит в состав линий розлива, каково его назначение и принцип работы?
5. Назовите причины потерь спирта и сахара в производстве
ликеро-водочной продукции.
6. Предложите пути сокращения потерь в процессе технологии.

153

14. ДЕГУСТАЦИОННАЯ ОЦЕНКА КАЧЕСТВА СПИРТА
И ЛИКЕРО-ВОДОЧНОЙ ПРОДУКЦИИ
14.1 Основы дегустационного анализа
Органолептические показатели напитков являются основной
характеристикой их потребительского качества.
При органолептической оценке водок и ликеро-водочных
напитков анализируется несколько основных сенсорных свойств:
вкус, запах, прозрачность и цвет.
При оценке запаха пищевых продуктов различают 4 группы
веществ:
1) специфические или основные, обуславливающие характерный запах;
2) неспецифические или вспомогательные, усиливающие
основной запах или придающие дополнительный оттенок;
3) нейтральные, не оказывающие существенного влияния на
запах;
4) отрицательно действующие, ухудшающие запах.
Минимальная концентрация вещества, при которой распознается его запах или вкус, называется порогом чувствительности. Порог чувствительности зависит от природы вещества, растворителя, присутствия других веществ, индивидуальных способностей дегустатора. В частности, пороговые концентрации в
40%-ном водно-спиртовом растворе изопропилового, изобутилового, н-амилового спиртов – 0,1 г/дм3, а изоамилового – 0,01 г/дм3.
Низкий порог чувствительности имеют эфиры: уксусноизоамиловый – 0,0001 г/дм3, каприловоэтиловый – 0,05 г/дм3, альдегиды:
изовалериановый, энантовый – 0,0001 г/дм3, коричный, ванилин –
0,00001 г/дм3, фурфурол – 0,01 г/дм3.
Различают также 4 типа вкуса: горький, соленый, сладкий,
кислый. Кроме того, отмечаются более сложные вкусовые ощущения комбинации основных вкусов, а также жгучий, острый,
вяжущий, маслянистый и др.
Горьким вкусом обладают алкалоиды, гликозиды, некоторые соли. Чисто соленый вкус присущ только хлористому натрию, кислый вкус имеют органические и неорганические кислоты, их соли. Сладкий вкус придают сахара, многоатомные спир-

154

ты, некоторые аминокислоты. Жгучий вкус придают соединения,
имеющие фенольную группу и боковую цепь из четырех атомов.
Различные вещества влияют на вкус друг друга, например, этиловый спирт усиливает сладость сахаров, горьких веществ и
уменьшает ощущение соленого и кислого вкуса.
14.2 Балловая оценка спирта и ликеро-водочных
изделий
Организация дегустационного анализа проводится с учетом
его цели и задач. В соответствии с этим существуют различные
виды дегустаций: рабочая, производственная, экспертная (арбитражная), конкурсная, учебная, коммерческая и т.д.
Существуют ряд требований к организации рабочего места
дегустатора, к помещениям, посуде, порядку дегустации и др.
Органолептическая оценка спирта, водок и ликеро-водочных изделий осуществляется по 10-ти балльной системе.
Показатели спирта этилового приведены в таблице 14.1.
Таблица 14.1 – Показатели органолептической оценки качества этилового
спирта
Показатели
качества
1. Внешний
вид

2. Запах

Органолептические характеристики

Балльная
оценка

1.1. Бесцветная, про2,0 (отлично,
зрачная жидкость
хорошо)
1.2. Бесцветная жид1,5 (удовкость с легкой опалеслетв.)
ценцией
1.3. Непрозрачная, мутНиже 1,5
ная жидкость
(неудовлетв.)
3,6–4,0 (от2.1. Характерный для
лично)
данного вида спирта,
выработанного из соответствующего сырья, без
постороннего запаха

Условия, при
которых изделие
получает данную оценку

Снимается с дегустации

155

Окончание табл. 14.1
Показатели
качества

3. Вкус

Органолептические характеристики

Балльная
оценка

2.2. Характерный для
данного вида спирта,
выработанного из соответствующего сырья, но
недостаточно выраженный
2.3. Характерный для
данного вида спирта, но
слабо выраженный
2.4. имеет посторонний,
нехарактерный запах
3.1. Характерный для
данного вида спирта,
мягкий
3.2 Характерный для
данного вида, но несколько резковатый
3.3. Характерный для
данного вида, но резкий,
жгучий
3.4. Нехарактерный для
данного вида, посторонний, грубый, несвойственный привкус

3,0–3,5 (хорошо)

Условия, при
которых изделие
получает данную оценку

2,5–2,9
(удовлетв.)
Ниже 2,5
(неудовл.)
3,6–4,0 (отлично)

Снимается с дегустации

3,0–3,5 (хорошо)
2,5–2,9
(удовлетв.)
Ниже 2,5
(неудовл.)

Снимается с дегустации

Таблица 14.2 – Общая балльная оценка спирта этилового
Оценка

Общий балл

Отлично

9,2–10,0

Хорошо

8,0–9,1

Удовлетворительно

6,5–7,9

Условия, при которых изделие получает данную оценку
По всем показателям имеет
отличную оценку
Имеет показатели «хорошо»
и «отлично»
Имеет показатели «удовлетворительно», «хорошо» и
«отлично»

156

Окончание табл. 14.2
Оценка

Общий балл

Неудовлетворительно
Ниже 6,5

Условия, при которых изделие получает данную оценку
Хотя бы по одному из показателей имеет оценку «неудовлетворительно»

Органолептические показатели водок приведены в таблице
14.3.
Таблица 14.3 – Показатели органолептической оценки качества водок
Показатели
качества
1. Прозрачность и цвет

2. Аромат

3. Вкус

Органолептические характеристики

Балльная
оценка

1.1. Бесцветная, прозрачная с блеском жидкость
1.2. Бесцветная, прозрачная, но без блеска
жидкость
1.3. Мутная или подкрашенная жидкость
2.1. Характерный для
данного вида, ярко выраженный
2.2. Характерный для
данного вида, хороший
2.3. Характерный для
данного вида, слабо выраженный
2.4. Нехарактерный для
данного вида, имеет посторонний, грубый аромат
3.1. Характерный для
данного вида, чистый,
мягкий
3.2 Характерный для
данного вида, но несколько резковатый

2,0 (отлично,
хорошо)

Условия, при
которых изделие получает
данную оценку

1,5 (удовлетв.)
Ниже 1,5
Снимается с де(неудовлетв.)
густации
3,6–4,0 (отлично)
3,0–3,5 (хорошо)
2,5–2,9
(удовлетв.)
Ниже 2,5
(неудовл.)
3,6–4,0 (отлично)
3,0–3,5 (хорошо)

Снимается с дегустации

157

Окончание табл. 14.3
Показатели
качества

Органолептические характеристики

Балльная
оценка

3.3. Характерный для
данного вида, но резкий, жгучий
3.4. Нехарактерный для
данного вида, имеет
грубый, посторонний
привкус

2,5–2,9
(удовлетв.)
Ниже 2,5
(неудовл.)

Условия, при
которых изделие получает
данную оценку

Снимается с дегустации

Таблица 14.4 – Общая балльная оценка качества водок
Оценка

Отлично

Хорошо

Удовлетворительно

Неудовлетворительно

Общий балл
9,2–10,0 (для водок, поставляемых на экспорт,
не менее 9,5)
8,0–9,1

6,5–7,9

Ниже 6,5

Условия, при которых изделие получает данную оценку
По всем показателям имеет
отличную оценку

Имеет показатели «хорошо»
и «отлично»
Имеет показатели «удовлетворительно», «хорошо» и
«отлично»
Хотя бы по одному из показателей имеет оценку «неудовлетворительно»

Показатели качества ликеро-водочных изделий приведены в
таблице 14.5.

158

Таблица 14.5 – Показатели органолептической оценки качества ликероводочных изделий
Показатели качества

Органолептические
характеристики

1. Прозрачность и цвет

1.1. Прозрачная
жидкость с блеском,
имеет ярко выра2,0 (отлично)
женный цвет, характерный для данного вида
1.2. Прозрачная
жидкость без бле1,8 (хоска, имеет цвет, харошо)
рактерный для данного вида
1.3. Прозрачная
1,5 (удовжидкость без блелетв.)
ска, недостаточно
выраженный цвет
1.4. Имеет помутнеНиже 1,5
ния, включения, по
(нецвету не соответстудовл.)
вует данному виду
2.1. Ярко выражен3,6–4,0
ный, характерный
(отлично)
для данного вида
2.2. Хороший, ха3,0–3,5
рактерный для дан(хорошо)
ного вида
2.3. Слабый, не ха2,5–2,9
рактерный для дан(удовного вида
летв.)
2.4. Посторонний
Ниже 2,5
тон, нехарактерный
(недля данного вида
удовл.)
3.1. Гармоничный,
слаженный, харак3,6–4,0
терный для данного (отлично)
вида

2. Аромат

3. Вкус

Балльная
оценка

Условия, при которых изделие получает данную оценку

Снимается
с дегустации

Снимается
с дегустации

159

Окончание табл. 14.5
Показатели качества

Органолептические
характеристики
3.2. Хороший, чистый, характерный
для данного вида
3.3. Недостаточно
полно выраженный,
характерный для
данного вида
3.4. Имеет посторонний привкус,
нехарактерный для
данного вида

Балльная
оценка

Условия, при которых изделие получает данную оценку

3,0–3,5
(хорошо)
2,5–2,9
(удовлетв.)
Ниже 2,5
(неудовл.)

Снимается
с дегустации

Таблица 14.6 – Общая балльная оценка качества ликеро-водочных изделий
Оценка

Общий балл

Отлично

9,2–10,0

Хорошо

7,8–9,1

Удовлетворительно

6,5–7,7

Неудовлетворительно

Ниже 6,5

Условия, при которых изделие получает данную оценку
По всем показателям имеет
отличную оценку
Имеет показатели «хорошо»
и «отлично»
Имеет показатели «удовлетворительно», «хорошо» и
«отлично»
Хотя бы по одному из показателей имеет оценку «неудовлетворительно»

Вопросы и задания для самоконтроля
1. Назовите и охарактеризуйте основные органолептические
свойства ликеро-водочной продукции.
2. Какие виды дегустаций используются для оценки качества ликеро-водочной продукции, каково их назначение?
3. Как ранжируются по балловой оценке органолептические
показатели спирта, водок и ликеро-водочных изделий?

160

15. УТИЛИЗАЦИЯ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА
Производство спирта и ликеро-водочных продуктов предусматривает безотходную комплексную технологию.
Утилизация отходов экономически выгодна и технологически эффективна, так как получение новых продуктов из вторичных ресурсов позволяет более полно использовать все компоненты сырья, получать дополнительную прибыль, снижать нагрузку
на очистные сооружения, не загрязнять окружающую среду.
В производстве спирта образуются вторичные сырьевые ресурсы (ВСР): послеспиртовая барда, диоксид углерода, отходы от
очистки и сортировки сырья, побочные продукты – головная
фракция этилового спирта, сивушное масло. На меласснодрожжевых заводах как ВСР образуются отработанные дрожжи,
из которых путем сепарирования и промывки получают хлебопекарные дрожжи.
Переработка барды. Выход послеспиртовой барды составляет в среднем 0,12 м3 на 1 дал спирта. Зерновая барда содержит
7–8% сухих веществ, картофельная – 3–4%. В барде содержится
крахмал 0,1–0,2%, сахара – 0,25–0,5%, некрахмальные полисахариды – 1,7–3,2%, белки – 1,8–2,2% (в картофельной – 0,6–0,8%),
органические кислоты, минеральные соединения. В мелассной
барде сухих веществ 7,5–10,0%, в том числе 0,2–0,5 сахаров, около 3% минеральных веществ.
Основная ценность барды заключается в относительно
большом количестве белковых веществ: 18–28% в пересчете на
сухие вещества барды.
Зерновая и картофельная барда используется на корм животных как в нативном виде, так и сушеная или сгущеная (в виде
сиропа); мелассная барда непосредственно на корм не используется, сбрасывается как сточные воды.
Более целесообразно использовать барду для выращивания
кормовых дрожжей, для получения кормового витамина В12.
При производстве кормовых дрожжей из грубого фильтрата
зерно-картофельной барды получают сухие кормовые дрожжи, из
цельной барды – жидкие кормовые и сухие кормовые дрожжи.
Производство кормовых дрожжей имеет целью увеличение
содержания усвояемого протеина в получаемом продукте за счет

161

биомассы микроорганизмов. Кормовые дрожжи содержат до 54%
протеина с высокой усвояемостью.
В качестве кормовых дрожжей выращивают дрожжеподобные грибы родов Candida, Torulopsis.
Они потребляют глюкозу, ксилозу, галактозу, частично арабинозу, глицерин, органические кислоты.
Схема выращивания кормовых дрожжей включает следующие стадии:
- приготовление питательной среды;
- размножение чистой культуры дрожжей;
- выращивание товарных дрожжей;
- выделение и промывка дрожжей;
- термолиз;
- сушка дрожжей;
- упаковка дрожжей.
Приготовление питательной среды включает выдержку горячей барды при температуре 95–98 0С 30–45 минут, фильтрование, охлаждение до температуры 20–25 0С, смешивание с растворами питательных солей (карбамидом, диаммонийфосфатом) в
сборнике-смесителе. Зерно-картофельную барду перед смешиванием пропускают через разделительное сито для отделения дробины.
Чистую культуру дрожжей размножают в начале производственного сезона или при необходимости замены культуры. Засевные дрожжи получают сначала в лабораторной стадии начиная с пробирки до объема 3–5 дм3, затем в АЧК вместимостью
0,63 и 6,3 м3, в дрожжевом аппарате вместимостью 25 м3 и дрожжегенераторе объемом 100 м3. Температура культивирования
34–36 0С, продолжительность в лабораторной стадии – 16–20 часов, в АЧК – 8–10 часов, в дрожжевом аппарате – 4–5 часов, в
дрожжегенераторе – 3–4 часа. На всех стадиях, кроме лабораторной, среду аэрируют.
Товарные дрожжи выращивают непрерывно-проточным методом в дрожжерастильных аппаратах вместимостью от 320 до
600 м3, оборудованных воздухораспределительной системой. Для
более полного использования питательных веществ среды, экономии воды и вспомогательных материалов, снижения количества стоков до 70% оттоков, полученных при сепарации дрожжей,

162

возвращают в дрожжерастильные аппараты для разбавления барды. Расход воздуха – 55–60 м3/ (м3 . ч).
В процессе выращивания из дрожжерастильных аппаратов
отбирают культуральную среду с дрожжами и направляют на выделение и промывку дрожжей. Перед выделением среду обеспенивают путем добавления пеногасителей или механическим способом. Дрожжевую суспензию на заводах, работающих на зернокартофельном сырье, сначала пропускают через вибросито, а затем на 2 ступени сепараторов. На заводах, перерабатывающих
мелассу, культуральную среду сразу подают на сепараторы, используют, как правило, 3 ступени сепарации.
Получают дрожжевую суспензию с содержанием биомассы
дрожжей 450–500 г/дм3. Сепарационные оттоки направляют обратно в дрожжерастильные аппараты.
Готовую суспензию дрожжей направляют на термолиз для
разрушения дрожжевых клеток и сопутствующих им микроорганизмов. Термолиз проводят непрерывно при температуре 75 0С в
нагревателе и выдерживателе, рассчитанных на 45-минутное пребывание в них суспензии.
Из выдерживателя суспензия направляется на сушку на распылительные или вальцовые сушилки, где высушивают дрожжи
до влажности не более 10%. Температура теплоносителя в распылительной сушилке 280–300 0С.
Сухие дрожжи упаковывают в бумажные крафт-мешки по
20 или 30 кг. Лучше дрожжи предварительно гранулировать с
помощью пресса-гранулятора, в этом случае возможно бестарное
транспортирование дрожжей.
Выход кормовых дрожжей составляет 1,5–2,5 кг/дал спирта,
выработанного из мелассы, 1,5 кг/дал – из картофеля, 2,5–3,5 кг/дал –
из зерна.
Отход после выделения кормовых дрожжей – последрожжевая барда, также может служит кормовым продуктом.
Производство жидких кормовых дрожжей из цельной барды
более экономично, но они содержат до 93% воды, поэтому являются скоропортящимся продуктом, транспортировка на расстояния свыше 30–40 км нерациональна.

163

Сухие кормовые дрожжи из цельной барды получают аналогично производству из грубого фильтрата, но упрощается стадия
подготовки питательной среды.
Сушка барды предусматривает предварительное разделение
ее на фильтрат и дробину с последующим раздельным высушиванием и смешиванием сухой дробины и сиропа из фильтрата.
Однако фильтрат содержит мелкодисперсные взвешенные частицы, которые пригорают к поверхности нагрева, что снижает производительность сушильных установок.
За рубежом предусматривается осветление фильтрата и его
сгущение до содержания сухих веществ 60%.
Диоксид углерода на спиртовых заводах выделятся при
брожении, его количество составляет 95,6% от выхода этилового
спирта.
Около 70% диоксида углерода утилизируют, получая жидкий или твердый диоксид углерода.
Диоксид углерода находится в жидком состоянии при давлении около 7 МПа и температуре до 20–25 0С или при давлении
0,8–1,2 МПа и температуре минус 43,5 – минус 33,3 0С.
Диоксид углерода из бродильных аппаратов собирают в газгольдере, очищают от газов брожения промывкой водой, затем
пропускают через водоотделитель и направляют на сжатие в
трехступенчатом компрессоре.
На первой ступени газ сжимают до давления 0,5 МПа, во
второй – до давления 2,4–2,5 МПа, в третьей – до 7 МПа. После
каждой ступени сжатия диоксид углерода проходит холодильник,
маслоотделитель, после третьей ступени сжатия дополнительно
проходит абсорберы с силикагелем и цеолитом для окончательной очистки и осушения.
После компрессора газ конденсируется в конденсаторе, направляется в рессиверы высокого давления, а оттуда разливается
в стальные баллоны.
Для розлива в изотермические резервуары получают переохлажденный диоксид углерода. Для этого его подвергают дросселированию до давления 0,8–1,2 МПа, в вихреотделителе разделяют газообразную и жидкую фазы. Газообразную фазу смешивают с газом после первой ступени компрессии, а жидкую пода-

164

ют в накопительный сосуд, а оттуда разливают в изотермические
резервуары.
Сжиженный диоксид углерода используют для пищевых целей в производстве газированных напитков, а также как технический. Пищевой диоксид углерода должен содержать СО2 не менее 98,8%.
Головная фракция отбирается из конденсатора эпюрационной колонны. Крепость ее не менее 92%. В ее состав входит до
96% этилового спирта, а также легколетучие примеси – альдегиды, кислоты, эфиры, метанол.
Головную фракцию подвергают разгонке на специальных
ректификационных установках. Получают ректификованный
спирт 1-го сорта 90–94%, эфироальдегидный концентрат 4–7%.
Сивушное масло содержит 5–12% этилового спирта, 7–15%
н-пропанола, 10–20% изобутилового спирта, 60–60% изоамилового спирта, 5–10% воды.
Его можно использовать как сырье для получения чистых
высших спиртов, которые применяют в фармацевтической промышленности, как растворители и пр.
В производстве ликеро-водочной продукции образуются отходы – исправимый и неисправимый брак. Неисправимым браком являются водно-спиртовые растворы после пропаривания
угольных колонок, дистилляты после выпаривания спирта из мезги при производстве соков, морсов, ароматных спиртов, после
перегонки брака напитков на перегонном аппарате. Все эти водно-спиртовые растворы как неисправимый брак направляются на
спиртовые заводы для извлечения из них спирта.
К исправимому браку относятся сливы из бутылок с отклонениями по объему, с внутренними включениями (осколки стекла, мелкие посторонние включения), сливы с разбитых бутылок в
разливном и отпускном цехах. Неисправимый брак собирают в
отдельной емкости и используют при приготовлении очередной
сортировки.

165

СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ
1. Технология спирта / В.Л. Яровенко, В.А. Маринченко,
В.А. Смирнов и др.; под ред. В.Л. Яровенко. – М.: Колос, 1996. –
464 с.
2. Бачурин П.Я., Смирнов В.А. Технология ликерно-водочного
производства. – М.: Пищевая промышленность, 1975. – 219 с.
3. Регламент производства спирта из крахмалистого сырья. –
М.: ВНИИПрБ, 1979.
4. Производственный технологический регламент по производству водок и ликеро-водочных изделий. – М.: ВНИИПБТ, 1990.
5. Справочник по производству спирта: оборудование, средства механизации и автоматизации / Ю.П. Богданов, В.Н. Зотов и
др. – М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983. – 480 с.
6. Справочник по производству спирта: сырье, технология и
технохимконтроль / В.Л. Яровенко, Б.А. Устинников, Ю.П. Богданов, С.И. Громов. – М.: Легкая и пищевая промышленность,
1981. – 336 с.
7. Цыганков П.С., Цыганков С.П. Руководство по ректификации спирта. – М.: Пищепромиздат, 2002. – 400 с.
8. Грачева И.М., Кривова А.Ю. Технология ферментных
препаратов. – М.: Изд-во «Элевар», 2000. – 512 с.
9. Востриков С.В., Маринченко В.А., Яковлев А.Н. Проектирование спиртового производства. – Воронеж: АОЗТ «Полиграф», 2003. – 228 с.
10. Ресурсосберегающая технология в производстве спирта /
В.П. Алесеев, С.И. Громов, Е.А. Грунин; под ред. Н.С. Терновского. – М.: Пищевая промышленность, 1994. – 168 с.
11. Фараджева Е.Д., Болотов Н.А. Дипломное проектирование предприятий ликеро-водочной промышленности. – Воронеж:
Изд-во Воронежского университета, 1995. – 132 с.
12. Ферментные препараты в пищевой промышленности /
Под ред. В.Л. Кретовича и В.Л. Яровенко. – М.: Пищевая промышленность, 1975. – 535 с.
13. Справочник технолога ликерно-водочного производства /
И.И. Бурачевский, Ф.Е. Болотина, А.Н. Макеева и др.; под ред.
В.Л. Яровенко и И.И. Бурачевского. – М.: Агропромиздат, 1988. –
207 с.