Классификация спирта

Классификация спирта. В зависимости от исходного сырья спирт подразделяется на пищевой и технический. В свою очередь пищевой спирт может вырабатываться из:

♦   зернового сырья и картофеля;

♦   сахарной мелассы и других отходов сахарного производства;

♦   плодов.

В зависимости  от степени очистки спирт подразделяется на безводный, медицинский, люкс, экстра, высшей очистки, 1-го сорта.

Этиловый  спирт (этанол) — продукт перегонки сброженных углеводосодержащих продуктов с последующим концентрированием и обработкой отгона (спиртсодержащей жидкости). Этанол представляет собой бесцветную, легкоподвижную горючую жидкость плотностью при 0°С 806 кг/м³, с температурой кипения 78,3°С; он смешивается с водой в любых соотношениях, в больших дозах ядовит.

Этиловый  спирт широко применяется в различных  отраслях народного хозяйства. Более 150 производств используют его в  качестве сырья, растворителя и горючего.

В России вырабатывается более 1/6 из мирового производства этилового  спирта. Основными потребителями  пищевого этилового спирта являются ликеро-водочная и винодельческая отрасли пищевой промышленности. Пищевой спирт — это высококонцентрированная смесь почти чистого этилового спирта с водой. 95%-й питьевой этиловый спирт как пищевой продукт реализуется только в районах Крайнего Севера и Сибири. В основном же он используется в качестве основного или вспомогательного сырья при изготовлении водок, ликеров, наливок, горьких и сладких настоек, виноградных и плодово-ягодных вин.

Пищевой этиловый спирт получают из растительного  сырья, богатого крахмалом (картофеля, зерна злаков, отходов крахмалопаточного  производства) и инулином (топинамбура  и корней цикория), или из сырья, содержащего  сахара (мелассы — отхода сахарного  производства, сахарной свеклы, некондиционного  сахара-сырца, стеблей сахарного  тростника, некондиционных плодов и  ягод, включая виноград, а также  из отходов виноделия).

Технический спирт вырабатывают из растительного сырья с высоким содержанием клетчатки негидролизуемыми ферментами дрожжевой клетки (древесных опилок, соломы, торфа, мха), и из сульфитных щелоков (отходов целлюлозно-бумажного производства), содержащих до 1,5% сахара. Технический этиловый спирт вырабатывают также синтетическим путем — гидратацией (в присутствии катализатора) углеводорода этилена — С₂Н₄ + Н₂0 = С₂Н₅ОН.

Этиловый  спирт из пищевого сырья и древесины  получают по одному и тому принципу путем сбраживания Сахаров под  действием ферментов дрожжей. Отличие  состоит лишь в способах гидролиза  полисахаридов сырья до сбраживаемых Сахаров: крахмал пищевого сырья гидролизуют биохимическим путем с помощью ферментов (амилаз), а целлюлозу древесины — химическим способом, воздействуя на нее минеральными кислотами. Процесс же сбраживания гексоз в том и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой:

гексозы—фосфорные эфиры—гексоз-фосфотриозы—

фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—

уксусный  альдегид—этиловый спирт.

В основе производства этилового спирта из клубней картофеля  и зерна злаков лежат два биохимических процесса: гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся Сахаров в спирт и углекислый газ, и физический процесс разделения жидкостей по точкам кипения.

Осахаривание крахмала ведут с помощью амилолитических ферментов, накапливающихся в проросших зернах (солоде) или продуцируемых грибами рода Aspergillus: Asp. avamori, Asp. oryzae. Asp. niger, Asp. usamii, Asp. botatae. Фермент дрожжей сх-глюкозидаза (мальтаза) катализирует гидролиз дисахарида мальтозы до двух молекул глюкозы, а комплекс ферментов зимазы сбраживает глюкозу в этиловый спирт и углекислый газ: С₆Н₁₂0₆-> 2С₂Н₅ОН + 2С0₂ + 118 кДж.

Из злаковых культур для получения этилового  спирта в основном используют кукурузу, ячмень, овес, рожь, пшеницу, просо. В  производстве спирта применяют так  называемый "зеленый солод", т. е. увлажненное до содержания 38—40% влаги  и проросшее зерно ячменя, ржи, пшеницы, овса, проса, кукурузы. Обычно на спиртовых заводах применяют  смесь солодов из двух или трех видов зерна. При подборе смесей стремятся к созданию наиболее полного  комплекса активно осахаривающихся ферментов.

Для сбраживания  осахаренного зернокартофельного сырья, называемого затором, применяют дрожжи Saccharo-myces cerevisiae расы XII, II М.

Производство  спирта из крахмалистого сырья складывается из следующих основных технологических  процессов:

♦  подготовки сырья — мойки, очистки от посторонних примесей;

♦  тепловой обработки (разваривания) с водой при температуре 120—150°С и давлении не менее 588 кПа (6 атм) для разрушения клеточной структуры и растворения крахмала;

♦  охлаждения разваренной массы;

♦   осахаривания крахмала под действием амилолити-ческих ферментов — а- и (З-амилаз и олиго-1,6-глюкозида-зы (декстриназы), содержащихся в солодовом молоке или чистой культуре плесневых грибов, в течение 5—10 мин при температуре 57—58°С;

♦   сбраживания мальтозы и декстринов (после превращения их в мальтозу) в этиловый спирт и углекислый газ под действием ферментов дрожжей для получения зрелой бражки, содержащей 7—10% спирта;

♦   выделения из бражки путем ее перегонки с паром в специальных колонках спирта-сырца, содержащего 88% об. этилового спирта и получаемые в процессе брожения примеси;

♦  повторной перегонки спирта-сырца на ректификационном аппарате периодического или непрерывного действия для получения ректификованного спирта крепостью 96— 96,5% об. Спирт-ректификат получают также непосредственно из бражки на непрерывно действующих брагоректи-фикационных аппаратах, где из спирта-сырца выделяют примеси.

Примеси являются вторичными и побочными продуктами спиртового брожения. Большинство их оказывает вредное воздействие  на организм человека, и поэтому  остаточное количество и состав примесей влияют на качество спирта-ректификата  и вырабатываемых из него ликеро-водочных изделий. При общем содержании примесей в спирте-сырце 0,3—0,5% в их составе идентифицировано более 50 соединений, которые могут быть отнесены к одной из четырех групп химических веществ: альдегидам и кетонам, эфирам, высшим спиртам (сивушные масла) и кислотам.

Очистка (ректификация) спирта-сырца от примесей является обязательным условием последующего использования  спирта для приготовления водок  и ликеро-водочных изделий. Ректификация путем перегонки спирта-сырца основана на различных точках кипения при нагревании этилового спирта и загрязняющих его примесей. В зависимости от степени летучести эти примеси бывают головными, хвостовыми и промежуточными.

Головные  примеси кипят при температуре  ниже температуры кипения этилового  спирта. Это альдегиды (уксусный и  др.), эфиры (муравьиноэтиловый, уксуснометиловый, уксусноэтиловый и др.), метиловый спирт. К хвостовым относят примеси, кипящие при температуре выше температуры кипения этилового спирта. Это в основном сивушные масла, т. е. высшие спирты — пропиловый, изо-пропиловый, бутиловый, изобутиловый, амиловый, изоа-миловый и др. К хвостовым примесям относятся также фурфурол, ацетали и некоторые другие вещества.

Промежуточные примеси представляют собой наиболее трудноотделимую группу соединений. В зависимости от условий перегонки  они могут быть и головными, и  хвостовыми. В эту группу примесей входят изомасляноэтиловый, изовалерианоэтиловый, уксусноизоамиловый, изова-лерианоизоамиловый эфиры.

В некоторых  случаях спирт-сырец перед ректификацией  предварительно подвергают химической обработке для освобождения от примесей: раствором NaOH омыляют сложные эфиры и превращают их в соли летучих кислот; раствором КМп0₄ окисляют альдегиды в непредельные соединения.

В зависимости  от степени очистки спирт этиловый ректификованный бывает четырех сортов: люкс — 96,3%, экстра — 96,5% об., высшей очистки — 96,2 и 1-го сорта — 96% об. Для производства алкогольных напитков используется спирт "Люкс", "Экстра" и высшей очистки. Спирт "Люкс" и "Экстра" вырабатывают из различных видов зерна (кроме бобовых культур) и смеси зерна и картофеля. Количество крахмала картофеля в смеси не должно превышать 35% при выработке спирта "Люкс" и 60% при выработке спирта "Экстра".

Спирт высшей очистки в зависимости от исходного  сырья вырабатывают:

♦ из зерна, картофеля или из зерна и картофеля;

♦   из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы сахара-сырца и другого сахаро- и крахмалосодержащего пищевого сырья в различных соотношениях;

♦  из мелассы.

Поскольку спирт  ректификованный "Экстра" вырабатывают из кондиционного зерна, то содержание примесей в нем не должно превышать 0,07 г/дм³. В спирте высшей очистки и 1-го сорта количество примесей допускается соответственно до 0,1 и 0,15 г/дм³. Помимо крепости в ректификованном спирте всех трех сортов нормируется содержание альдегидов (соответственно не более 2, 4 и 10 мг в 1 л безводного спирта), сивушного масла (не более 3, 4 и 15 мг/дм³), эфиров (не более 25, 30 и 50 мг/дм³), свободных кислот (не более 12, 15 и 20 мг/дм³). Он должен выдерживать пробу на метиловый спирт с фуксинсернистой кислотой. Содержание фурфурола не допускается.

Этиловый  спирт всех сортов должен быть бесцветным и прозрачным, без посторонних  частиц. Вкус и запах должны быть характерными для этилового спирта, изготовленного из соответствующего сырья. Посторонние привкусы и запахи не допускаются.

По физико-химическим показателям этиловый спирт ректификованный должен соответствовать показателям качества, приведенным в табл. 20. 
 
 

Спирт этиловый питьевой вырабатывают крепостью 95 ±0,2% об. Запах и вкус его должны быть характерными для этилового ректификованного спирта высшей очистки, вырабатываемого из зерна и картофеля, остальные показатели качества такие же, как и для спирта этилового ректификованного высшей очистки.

Разливают спирт  в чистые стеклянные бутылки емкостью 0,5 и 0,25 л. На бутылку со спиртом наклеивают этикетку установленного образца с  указанием: наименование завода-изготовителя, наименование спирта, крепость в объемных процентах, емкости бутылки и  номера действующего стандарта. Срок хранения питьевого спирта не ограничен.

По  качеству спирт этиловый питьевой должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 16. Из органолептических показателей в спирте определяют внешний вид, цвет, вкус и запах. Спирт питьевой должен быть прозрачной, бесцветной жидкостью с характерным вкусом и запахом (табл. 21).