• Автомат отбора голов

Химический состав фракций погона

На примере извлечения коньячных спиртов.

В процессе перегонки, в результате взаимодействия между собой отдельных составных частей браги, состав его летучих компонентов изменяется. На основании исследований, проведенных на Ереванском коньячном заводе, Мнджоян об этих изменениях делает следующие выводы.

1. В процессе перегонки браги значительно увеличивается количество уксусного альдегида за счет окислительных процессов, протекающих в кубе. Образование уксусного альдегида в процессе второй перегонки спирта-сырца весьма незначительно.

Наибольшее количество уксусного альдегида находится в головном погоне, и, следовательно, его содержание в коньячном спирте может быть отрегулировано отбором головной фракции.

2. При перегонке вина с целью получения коньячного спирта заметно повышается содержание общих эфиров за счет главным образом увеличения количества средних эфиров, для образования которых в кубе имеются все условия (высокая температура, спирт и кислоты). Эфирообразование происходит за счет одноосновных кислот, главным образом уксусной. Наибольшее количество эфиров накапливается в головных и средних погонах, наименьшее - в хвостовых.

3. Количество летучих кислот при перегонке вина и спирта-сырца не увеличивается. Основная масса летучих кислот (90% от общего содержания в вине) остается в кубе. То же наблюдается при дистилляции спирта-сырца.

При фракционировании наибольшее содержание летучих кислот можно отметить в хвостовых погонах, а наименьшее - в головных. Регулировать содержание летучих кислот в основном погоне можно путем своевременного отбора хвостового погона.

4. Новообразование фурфурола происходит за счет пентоз, содержащихся в вине, причем в кубе при перегонке пентозы количественно дегидратируются в фурфурол, который полностью переходит в дистиллят. Колебание в содержании фурфурола в отдельных погонах незначительно.

5. Увеличения количества метилового спирта при перегонке вина и спирта-сырца не происходит.

При фракционированной перегонке сырого спирта метиловый спирт содержится во всех фракциях.

Что касается высших спиртов, то их содержание в сыром спирте выше, чем в вине. При фракционировании сырого спирта основная масса сивушного масла переходит в головной и средний погоны, содержание высших спиртов в хвостовом погоне невелико, как и в отработанной жидкости, остающейся в кубе после перегонки.

Табл. 1, составленная по данным опытных перегонок Мнджояна на кубовых аппаратах, дает характеристику состава исходного виноматериала, первого погона и отдельных фракций второго. Режим перегонки обычный, принятый в производственных условиях.

Мнджоян установил также, что на новообразование летучих примесей влияет система перегонного аппарата. Экспериментальная перегонка на аппаратах различных систем - с огневым и паровым обогревом, с двукратной перегонкой и с дефлегмацией - показала, что прирост альдегидов и ацеталей и образование эфиров происходит в большей мере при перегонке на аппаратах двукратной перегонки с паровым обогревом, чем на других системах.

Это можно объяснить большей длительностью процесса перегонки на аппаратах двукратной перегонки с паровым обогревом.

Что касается образования фурфурола, то вследствие неполной дегидратации (85%) пентоз его образуется меньше в аппаратах с паровым обогревом. Причиной этого является то, что температура нагревания в них более низкая, чем в аппаратах с огневым обогревом.

Безусловный интерес представляют исследования Фалькович [130] вопроса о поведении летучих кислот при перегонке коньячных виноматерилов. Автор исследования устанавливает, что чем больше спирта в перегоняемой жидкости и чем выше укрепляющее действие аппарата, тем меньше коэффициент испарения уксусной кислоты. Так как во всех случаях эти коэффициенты ниже единицы, то уксусная кислота является типичной хвостовой примесью.

Головные погоны В головные погоны переходят те компоненты вина - летучие примеси, коэффициент ректификации которых в условиях перегонки выше единицы. В головных погонах, как видно из приведенных выше анализов, содержатся главным образом альдегиды, эфиры и высшие спирты, преимущественно изоамиловый спирт. В них также имеются кислоты, фурфурол и метиловый спирт.

Альдегиды, являются продуктами неполного окисления спирта. Уксусный альдегид кипит при 20,8° и представляет собой бесцветную летучую жидкость с резким запахом, которая на воздухе легко окисляется в уксусную кислоту.

В вине, содержащем кислоты и спирты, имеются все условия для образования эфиров. Учитывая многообразие спиртов и кислот, находящихся в вине, легко представить себе большое число могущих образоваться эфиров. В головном погоне содержатся главным образом средние эфиры: среди них - уксусно-этиловый эфир, имеющий точку кипения 77°. Содержащийся в сыром спирте фурфурол переходит в головной и средний погон.

Фурфурол (альдегид пирослизевой кислоты) содержится в коньячных спиртах в очень малых количествах (от 1 до 5 г на 1 гл безводного спирта). В некоторых спиртах фурфурола совершенно не содержится; как исключение встречаются спирты с содержанием 10-12 г фурфурола на 1 гл безводного спирта. Мнение, что фурфурол отрицательно влияет на качество коньячного спирта, ни на чем не основано.

Неверно также и то, что в коньячных спиртах, полученных из больных вин, содержится больше фурфурола. Установлено что коньячные спирты, полученные в вакуум-аппаратах, фурфурола не содержат. Спирты, полученные при нагревании вина во время перегонки на голом огне, содержат фурфурол. Кислотные вина с остатками сахара дают больше фурфурола, чем сухие и плоские.

При выдержке коньячных спиртов содержание фурфурола увеличивается.

Из высших спиртов в головных погонах имеются пропиловый, образующий при окислении пропиловую кислоту, изобутиловый и изоамиловый, не смешивающийся с водой и составляющий главую часть сивушного масла.

Многие из высших спиртов (изоамиловый и другие) имеют неприятный запах и резкий вкус. Ввиду относительно небольшого содержания прочих примесей присутствием высших спиртов обусловливается общий характер головных погонов.

Приводим процентный состав сивушного масла, полученного из виноградного вина, перегнанного на кубовом аппарате:

Хвостовые погоны В хвостовые погоны переходят те летучие примеси, коэффициент ректификации которых в условиях перегонки ниже единицы. В хвостовых погонах содержатся главным образом эфиры и кислоты. В небольших количествах имеются альдегиды, фурфурол и метиловый спирт.

Хвостовые погоны содержат также, образуемые высшими спиртами кислоты - пропионовую, валериановую, капроновую, энантовую. Эти кислоты дают эфиры, которые находятся в коньячном спирте и коньяке. Смесь этих эфиров составляет энантовый эфир, имеющий винный запах.

Средние погоны Средний погон содержит в основном этиловый спирт, а также небольшое количество головных и хвостовых примесей: альдегидов, эфиров, кислот, летучих кислот. ФУРфурола, высших спиртов и метилового спирта.

Чистый или чрезмерно очищенный этиловый спирт, выдержанный в бочках, не может дать того, что мы называем коньяком. Поэтому искусство коньячного мастера состоит в том, чтобы средний погон, идущий на приготовление коньяка, очистить от веществ, которые придают ему неприятный вкус и, наоборот, сохранить те, которые образуют аромат или букет коньяка.

Приходится констатировать, что до настоящего времени нет объективных методов рационального проведения фракционированной перегонки. На практике при отборе фракций руководствуются исключительно опытом и мастерством технолога.

Для характеристики изменения содержания примесей в виноматериалах и различных продуктах коньячного производства - в спирте-сырце и коньячном спирте - целесообразно пользоваться методикой, предложенной Фертманом, преследующей выявление коэффициентов очистки и коэффициентов обогащения данной примесью. В табл. 2 приведены показатели, служащие для оценки результатов перегонки.

Из приведенной таблицы видно, что полученный при первой перегонке сырой спирт по сравнению с виноматериалом обогатился альдегидами (коэффициент обогащения 5,1), сложными эфирами (коэффициент 1,1, при этом наряду с возрастанием содержания средних эфиров содержание кислых эфиров уменьшается), фурфуролом (коэффициент 4), высшими спиртами и метиловым спиртом. Снизилось только содержание летучих кислот - произошла очистка (коэффициент 0,6).

Такого же характера изменения в содержании примесей наблюдаются при перегонке сырого спирта. В данном случае происходит только освобождение от кислот (коэффициент очистки 0,7).

Коэффициенты обогащения и очистки количественно отражают процессы, происходящие в перегонном аппарате: обогащение или очистка дистиллята от примесей, как результат одновременно протекающих в аппарате процессов перегонки и новообразования примесей. Они показывают связь между составом полученного дистиллята и находящегося в кубе материала. Применение этих коэффициентов позволяет сопоставить не только результаты перегонки, проведенной в одно и то же время по одному и тому же способу (например, по методу двукратной перегонки), но и по разным способам или по единому методу, но на аппаратах разных систем, в особенности же при более или менее близком по составу исходном материале.

Другой способ установления необходимого для отбора количества отдельных фракций в процессе перегонки - это построение кривых дистилляции (по Фалькович [130]).

Коньячные спирты, закладываемые на выдержку, имеют примерно следующий состав:

Коньячный спирт не обладает посторонним запахом и привкусами.

Коньячная барда По окончании перегонки вина в кубе остается коньячная барда в количестве 62-68% от первоначально взятого для перегонки объема вина. Барда содержит некоторое количество (0,4%) кислого виннокислого калия (винного камня), который извлекается путам осаждения известью в виде виннокислого кальция. Иногда коньячная барда предварительно используется на приготовление тяжелых душистых вод, применяемых при купажах коньяков.