Способ очистки водно-спиртовых растворов для получения высококачественных сортов водки

 

Изобретение относятся к области очистки водно-спиртовых растворов активным углем. Используют активный уголь из фруктовых косточек с объемом микропор 0,38-0,50 см³г, удельной поверхностью по БЭТ 1150-1340 м²/г и время контакта водно-спиртового раствора с активным углем составляет 1,7-2,6 ч. Изобретение позволят повысить эффективность адсорбционной очистки, улучшить качество водки, а также производительность процесса очистки. 1 табл.

Изобретение относится к способу очистки активным углем (АУ) водно-спиртовых растворов (сортировок) от сивушных масел, кетонов, сложных эфиров, альдегидов и других органических веществ, придания водно-спиртовой смеси вкусовых качеств.

Известен способ очистки спирта и спиртовых напитков формованным и порошкообразным активным углем (В кн. Х.Кинле, Э.Бадер Активные угли и их промышленное применение. Ленинград. Химия. 1984. с. 140). Недостатком способа является сложность получения формованного активного угля по сравнению с дробленным. Кроме того, активный уголь необходимо отмывать от щелочи.

Наиболее близким к предложенному способу по технической сущности и достигаемому результату является применение березового активного угля (БАУ-А) для очистки водно-спиртовых растворов (сортировок) от сивушных масел, кетонов, сложных эфиров, альдегидов и других органических веществ с объемом адсорбирующих пор (микропор) 0,22-0,28 см³/г (Кельцев Н.В. Основы адсорбционной техники. - М.: Химия, 1984 г., с. 551-555). Недостатками данного метода являются невысокая адсорбционная способность в отношении сивушных масел, кетонов, сложных эфиров, альдегидов и других органических веществ, выражающаяся в ограниченном сроке службы активного угля и невозможности проведения его термической регенерации.

В основе изобретения лежит задача повышения эффективности адсорбционной очистки водно-спиртовых растворов и получения более высококачественных сортов водки за счет применения активного угля с более высокими прочностными и адсорбционными характеристиками. Кроме этого, заявляемое техническое решение направлено на увеличение производительности и ресурса работы адсорбционных колонок.

Предметом данной заявки является способ очистки водно-спиртовых растворов активным углем растительного происхождения, который включает обработку водно-спиртовых растворов активным углем, полученным из фруктовых косточек, с объемом адсорбционного пространства микропор 0,38-0,50 см³/г, удельной поверхностью по БЭТ 1150-1340 м²/г и временем контакта 1,7-2,6 часа.

Отличие от прототипа заключается в том, что обработку водно-спиртовой смеси ведут активным углем, полученным из фруктовой косточки с объемом микропор 0,38-0,50 см³/г, удельной поверхностью по БЭТ 1150-1340 м²/г с временем контакта 1,7-2,6 часа.

Использование совокупности отличительных признаков заявляемого способа, а именно использование активного угля из фруктовых косточек с объемом микропор 0,38-0,50 см³/г, с удельной поверхностью по БЭТ 1150-1340 м²/г, регулирование времени контакта с активным углем в течение 1,7-2,6 часов способствует проведению оптимального режима очистки водно-спиртового раствора, что в конечном итоге позволяет более эффективно очистить водно-спиртовый раствор от сивушных масел и других органических примесей по сравнению с активным углем БАУ-А, увеличить производительность адсорбционной колонки в два с лишним раза и более чем в 2 раза ресурс работы. Одновременно высокая механическая прочность позволяет проводить термическую регенерацию активного угля из фруктовой косточки и дополнительно увеличивать ресурс его работы.

Применимость заявляемого способа иллюстрирует следующий пример.

Пример. Водно-спиртовую смесь пропускают через слой активного угля, полученного из фруктовых косточек. Активный уголь имел следующие показатели: объем адсорбционного пространства микропор - 0,44 см³/г, удельная поверхность по БЭТ 1245 м²/г, механическая прочность на истирание - 85%. Высота слоя активного угля - 60 см. Размер зерен активного угля составлял - 1,0-3,6 мм. Очистку вели таким образом, что время контакта водно-спиртового раствора с активным углем составляло 2,0 часа.

Обработанный водно-спиртовый раствор содержал: сивушных масел в пересчете на безводный спирт - 2,35 мг/дм³; альдегидов - 2,78 мг/дм³.

Характеристики водно-спиртового раствора определялись: Концентрация сивушных масел в пересчете на безводный спирт, мг/дм³ - - ГОСТ 5964 Концентрация альдегидов в пересчете на безводный спирт, мг/дм³ - - ГОСТ 5964 Характеристики активного угля определялись: Прочность на истирание, % - - ГОСТ 16188-70 Объем адсорбционного пространства микропор (см³/г) из изотерм адсорбции по бензолу. Удельная поверхность по БЭТ (м²/г) из изотерм адсорбции по азоту при 77 K. В таблице приведены результаты осуществления способа с использованием активного угля из фруктовых косточек с объемом микропор 0,38-0,50 см³/г, удельной поверхностью по БЭТ 1150-1340 м²/г и по способу-прототипу.

Из приведенных примеров следует, что лучшими характеристиками по очистке водно-спиртовых растворов обладает активный уголь из фруктовых косточек по заявляемому способу, а именно с объемом микропор 0,38-0,50 см³/г, удельной поверхностью по БЭТ 1150-1340 м²/г и временем контакта водно-спиртовой смеси с активным углем 1,7-2,6 часа. Активные угли из фруктовых косточек с объемом микропор менее 0,38 см³/г и удельной поверхностью по БЭТ менее 1150 м²/г обладают более мелкими размерами микропор и соответственно ухудшаются адсорбционные свойства по сивушным маслам, а развитие объема микропор более 0,50 см³/г и с удельной поверхностью по БЭТ более 1340 м²/г приводит к уменьшению механической прочности при практически одинаковой сорбционной емкости, причем становится невозможным проведение термической регенерации. Уменьшение времени контакта активного угля с водно-спиртовым раствором менее 1,7 часа снижает адсорбционные характеристики по сивушным маслам, а превышение времени контакта более 2,6 часа приводит к нарастанию альдегидов и ухудшению качества получаемой водки.

Из таблицы видно, что очистка водно-спиртовой смеси по заявляемому способу имеет по сравнению с прототипом преимущество по адсорбционной активности и производительности. Водка, полученная из спирта высшей очистки на активном угле из фруктовых косточек, по содержанию сивушных масел и альдегидов соответствует лучшим сортам водки, для которых содержание сивушных масел не должно превышать 3 мг/дм³ и альдегидов - 3 мг/дм³, чего не достигается при использовании активного угля БАУ-А.

Использование АУ из фруктовых косточек в стандартных адсорберах (диаметр 0,7 м, высота 4,2 м) позволит обрабатывать сортировку АУ при средней скорости 60 декалитров/час, в то время как на АУ БАУ-А она составляет 30 декалитров/час, при этом улучшается и качество водки. Увеличение скорости обработки обусловлено использованием АУ с более крупными размерами микропор, что улучшает динамику адсорбции. Для АУ БАУ-А размер микропор составляет 10-11 а для АУ из фруктовых косточек 12-13 Увеличение объема микропор приводит к росту ресурса работы АУ, а высокая механическая прочность позволяет проводить термическую регенерацию и повторно использовать АУ из фруктовых косточек.

Использование при очистке водно-спиртовой смеси активного угля из фруктовых косточек позволяет получать высококачественные сорта водок из спирта высшей очистки, одним из представителей которых является водка "Пермская".

Формула изобретения

Способ очистки водно-спиртовых растворов активным углем растительного происхождения, отличающийся тем, что обработку водно-спиртовых растворов ведут активным углем, полученным из фруктовых косточек, с объемом адсорбционного пространства микропор 0,38 - 0,50 см³/г, удельной поверхностью по БЭТ 1150 - 1340 м²/г, а продолжительность контакта составляет 1,7 - 2,6 ч.

РИСУНКИ

Рисунок 1