Запросить консультацію зручним для вас способом

До питання про платинову фільтрацію горілки

ЗЗав.лаб. УкрНДІспиртбіопрод Кравчук З.Д.

На сьогоднішній день одним з найважливіших питань у лікеро-горілчаному виробництві залишається підбір і використання якісних та ефективних сорбентів для обробки водно-спиртових сумішей. При виробництві горілок органолептична оцінка залежить від того, наскільки правильно використовується сорбент, наскільки вдало встановлено режим очистки, і, звичайно ж, який сорбційний матеріал використовується для обробки водно-спиртової суміші.  

В наш час переважна більшість лікеро-горілчаних заводів використовують активоване вугілля БАУ-А его модифікацію БАУ-ЛВ. Загальновідомо про всіх переваги й недоліки цих сорбентів. У той же час багатьма європейськими виробниками використовуються сорбційні матеріали спрямованої дії - для покращення смаку, для одержання горілчаної продукції з ледь відчутним горілчаних ароматом. До таких сорбентів належать кокосове активоване вугілля (АВ): звичайне й імпрегноване сріблом чи платиною.

Метою досліджень, що проводились у лабораторії лікеро-горілчаного виробництва УкрНДІспиртбіопрод, було дослідити характеристики кокосового активованого вугілля, його переваги й недоліки, а також можливість його використання у виробництві горілок на українських підприємствах.

Результати цих досліджень наведені нижче. Позитивні властивості, котрими характеризується АВ:

1. Сорбційна ємність кокосового АВ значно вища, ніж вугілля  БАУ. Сорбційна ємність залежить від порожнистої структури АВ, співвідношення макро-, мега- й мікропор. При очистці  водно-спиртових сумішей значення має кількість саме мікропор, оскільки в них відбувається сорбція мікрокомпонентів спирту, що надають йому неприємний запах і смак. Макро- й  мегапори сприяють окислювальним процесам - у мегапорах вугілля міститься кисень повітря, котрий окислює етиловий та інші спирти у відповідні альдегіди й кетони, а згодом – у кислоти, що утворюють зі спиртами складні ефіри.

Для вугілля БАУ співвідношення макро-, мега- й мікропор 30:28:40; для кокосового вугілля 15:22:60. Таким чином, кокосове вугілля характеризується у 1,5 раза більшою кількістю мікропор і приблизно такою ж кількістю мегапор. У той же час кількість макропор у ньому в 2 рази менша, ніж у вугіллі БАУ, а значить окислення спирту в кокосовому вугіллі проходитиме значно менше. Висока сорбційна здатність кокосового вугілля дає можливість збільшити продуктивність установок або суттєво зменшити їх розміри.

Типові реакції наступні:

При окисленні розкисляються неграничні з’єднання -  кротоновий альдегід та акролеїн, котрі не лише токсичні, але й спричиняють різку пекучість у горілках, знебарвлюють кольорові напої. Розкислені форми неграничних з’єднань сорбуються мікропорами, таким чином покращується органолептична оцінка напою. Більшість реакцій каталізується окислами металів (заліза, срібла, платини тощо), котрі містяться в активованому вугілля як зольна домішка (залізо) або спеціально наноситься на зерна вугілля й утримуються вугіллям (імпрегноване сріблом чи платиною вугілля). Під дією каталізаторів відбувається етерифікація спиртів.

Проведені в лабораторії УкрНДІспиртбіопрод дослідження показали, що при наявності в якості каталізаторів іонів заліза окислювальні процеси протікають спонтанно, некеровано. Швидкість реакції окислення на першій стадії (етанолу до ацетальдегіду) протікає зі значно більшою швидкістю, ніж окислення ацетальдегіду до кислот з одночасною сорбцією проміжних продуктів реакції. У результаті цього утворюється надлишок ацетальдегіду, що й спостерігається при обробці водно-спиртових сумішей активованим вугіллям БАУ-А.

Дещо інші процеси спостерігаються при обробці водно-спиртової суміші активним вугіллям, імпрегнованим сріблом чи платиною. У результаті електрохімічної різниці потенціалів, що виникає між сріблом чи платиною й вугіллям, у водно-спиртовому розчині протікають окислювально-відновлювальні реакції та реакції етерифікації більш інтенсивно з однаковою швидкістю при кожному новоутворенні з’єднань, таким чином не спостерігається накопичення якогось проміжного продукту реакції (наприклад, ацетальдегіду). У результаті цього швидше наступає хімічна рівновага хімічних з’єднань в обробленій вугіллям водно-спиртовій суміші. Час контакту імпрегнованого вугілля з водно-спиртовою сумішшю скорочується у 2 - 2,5 рази, тобто швидкість фільтрації зростає.

2. Зольність АВ: від вмісту золи та її складу також залежить органолептична оцінка горілок; чим більшим є вміст золи, тим довше проходить нормалізація роботи вугільного фільтра, тобто виведення його на робочий режим. Вміст золи в АВ БАУ до 10 %, тоді як у кокосовому вугіллі до 3%.

3. Механічна міцність характеризує здатність АВ не розпадатися в пил, витримувати дію високих температур при регенерації, від механічної міцності залежить і строк використання вугілля. Механічна міцність БАУ 75 – 79%, косового до 98 %.

Оскільки характеристики АВ різняться між собою, то й режими очистки водно-спиртових сумішей будуть дещо різними. Для отримання горілок з високими органолептичними оцінками необхідно в першу чергу дотримуватися оптимального режиму очистки водно-спиртових сумішей 14o – 16oС і часу контакту водно-спиртової суміші з АВ 60 – 80 мин. Невелика кількість платини ще більш покращує органолептику. Внаслідок того, що платина є ще більшим каталізатором і окислювально-відновлювальних процесах, ніж срібло.

Досвід роботи на багатьох підприємствах України (Хортиця, Немирів, Княжий Град, ХЛГЗ+(торгівельна марка PRIME) і т.д.) показав, що відфільтровані через платинову фільтрацію зразки при зберіганні покращують свої органолептичні властивості.

Ця технологія успішно застосовується при виробництві горілок на підприємствах Росії, України й Молдови, таких як: Княжий Град (Україна), Хортиця (Україна), Немирів (Україна), Топаз (Росія), Спікул де Аур (Молдова), та ін.