Изобретение относится к пищевой промышленности и может найти применении в ликеро-водочной отрасли при производстве водки. The invention relates to the food industry and may find application in the alcoholic beverage industry in the production of vodka.
Классический способ производства водки включает получение технологической воды, ее смешение со спиртом, предварительное фильтрование полученной сортировки на песчаных форфильтрах, ее обработку активным углем и окончательное фильтрование на песочных фильтрах [1] Известны способ и устройство, позволяющие интенсифицировать процесс фильтрации водки [2] К недостаткам указанных способов можно отнести применение в качестве фильтрующего материала кварцевого песка (размеры зерна 1-3,5 мм в нижнем слое и 3,5-5 мм в верхнем слое), так как он не обеспечивает современных требований по степени очистки водки от взвешенных частиц и при истирании в процессе фильтрования и регенерации сам выделяет мелкодисперсные частицы. Кроме того, в процессе фильтрования через песочные фильтры скорость потока водки снижается за счет накопления на фильтре осадка. Эти недостатки снижают эффективность очистки водки на активном угле, так как мелкодисперсные загрязнения особенно органического происхождения, попадающие с технологической водой, а также с вносимыми согласно рецептуре ингредиентами, блокируют поверхность зерен активного угля, что приводит к изменению скорости фильтрования и ухудшению очистки водки от таких микропримесей, как альдегиды, кетоны, метанол, сивушные масла и др. Кроме того, песочные фильтры на стадии окончательной фильтрации пропускают частицы пылевидного активного угля размером до 10 мкм, а также выделяют мелкодисперсные частицы песка размером до 20 мкм, которые попадают непосредственно в готовые изделия, снижая тем самым их качество. The classic method of producing vodka includes obtaining technological water, mixing it with alcohol, pre-filtering the resulting sorting on sand forfilters, treating it with activated carbon and final filtering on sand filters [1] There is a known method and device that can intensify the process of filtering vodka [2] these methods can be attributed to the use of quartz sand as a filter material (grain sizes of 1-3.5 mm in the lower layer and 3.5-5 mm in the upper layer), since it does not provide ivaet modern requirements in the degree of purification of vodka from suspended particles, and by abrasion during filtration and regeneration itself allocates fine particles. In addition, during the filtering process through sand filters, the vodka flow rate decreases due to the accumulation of sediment on the filter. These shortcomings reduce the efficiency of vodka purification using activated carbon, since finely dispersed contaminants, especially those of organic origin, that enter the process water, as well as with ingredients introduced according to the recipe, block the surface of activated carbon grains, which leads to a change in the filtration rate and a deterioration in the purification of vodka from such microimpurities like aldehydes, ketones, methanol, fusel oils, etc. In addition, sand filters at the stage of final filtration pass particles of pulverized activated carbon p zmerom to 10 microns, and emit the fine particles of sand of up to 20 microns, which fall directly into finished products, thereby reducing its quality.
Технический результат, достигаемый изобретением, улучшение качества водки и увеличение срока службы активного угля. Для достижения данного технического результата предлагается предварительное фильтрование осуществлять на 2-каскадном фильтре с микронажем разгрузочного каскада 30 мкм и основного фильтрующего каскада 6 мкм, таким образом, чтобы скорость протока сортировки через слой активного угля оставалась постоянной на протяжении всего цикла фильтрования, а окончательное фильтрование осуществлялось на мембранных микрофильтрах с отрицательным дзета-потенциалом и микронажем 0,45 мкм. При этом на 2-каскадном фильтре полностью задерживаются микрочастицы, попадающие с технологической водой и вносимыми ингредиентами. Постоянство скорости протока сортировки через слой активного угля достигается за счет дифференцирования нагрузки на два фильтрующих каскада, применения многослойных фильтроэлементов, воспринимающих нагрузку дифференциально по характеристическим рейтингам без увеличения перепада давления по фильтрующим слоям на напряжении всего ресурсного интервала фильтроэлементов, а также за счет применения специальных насосов шестеренчатого типа, способных автоматически увеличивать рабочее давление на каскадном фильтре до 0,6 МПа, что соответствует пределу прочности фильтроэлементов и гарантирует их 100% ресурсную выработку. Применение на стадии окончательного фильтрования мембранных фильтров с отрицательным дзета-потенциалом и микронажем 0,45 мкм позволяет полностью освободиться от пылевидных частиц активного угля с размерами более 0,2 мкм, исключает возможность попадания в водку микрочастиц кварцевого песка, а продавливание потока через разветвленную капиллярно-пористую структуру микрофильтра улучшает гомогенизацию водно-спиртового раствора, в результате чего водка приобретает кристальную прозрачность, становится более гармонической во вкусе и запахе. The technical result achieved by the invention, improving the quality of vodka and increasing the service life of activated carbon. To achieve this technical result, it is proposed to carry out pre-filtering on a 2-stage filter with microning of the discharge cascade of 30 μm and the main filtering cascade of 6 μm, so that the speed of the sorting flow through the active carbon layer remains constant throughout the entire filtering cycle, and the final filtering is carried out on membrane microfilters with negative zeta potential and micronage of 0.45 microns. At the same time, microparticles falling into the process water and the introduced ingredients are completely retained on the 2-stage filter. The constancy of the speed of the sorting flow through the active carbon layer is achieved by differentiating the load on the two filter stages, using multilayer filter elements that perceive the load differently by characteristic ratings without increasing the pressure drop across the filter layers on the voltage of the entire resource interval of the filter elements, and also by using special gear pumps types capable of automatically increasing the working pressure on the cascade filter to 0.6 MPa, which corresponds It meets the ultimate strength of filter elements and guarantees their 100% resource output. The use of membrane filters with a negative zeta potential and micronage of 0.45 μm at the final filtering stage allows one to completely free from dusty particles of activated carbon with sizes greater than 0.2 μm, eliminates the possibility of silica sand microparticles getting into vodka, and forcing the flow through a branched capillary the porous structure of the microfilter improves the homogenization of the water-alcohol solution, as a result of which vodka acquires crystal transparency, becomes more harmonious in taste and smell .
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. Свежеприготовленную сортировку закачивают из сортировочного чана шестеренчатым насосом, фильтруют на 2-каскадном форфильтре, далее подают на батарею колонн с активным углем, контролируя скорость протока с помощью ротаметров. Полученная водка подается далее на мембранный микрофильтр, где происходит ее окончательное (полировочное) осветление далее в доводной чан для доведения крепости и в напорную емкость для последующего розлива. Производительность, микронаж и ресурсные характеристики фильтрующих каскадов форфильтра и мембранных микрофильтров подбираются так, чтобы обеспечить постоянную скорость протока сортировки через колонны с активным углем, а также возможность фильтрования всего заданного объема без замены фильтроэлементов. Скорость протока сортировки через колонны с активным углем определяется качеством используемого спирта, активностью самого угля и объемом сортировки. The proposed method is as follows. Freshly prepared sorting is pumped from the sorting tank by a gear pump, filtered on a 2-stage forfilter, then fed to the battery of activated carbon columns, controlling the flow rate using rotameters. The resulting vodka is then fed to the membrane microfilter, where it is finally (polished) clarified further in the finishing vat for finishing the fortress and in the pressure vessel for subsequent bottling. The performance, micronage and resource characteristics of the filtering stages of the for-filter and membrane microfilters are selected so as to ensure a constant flow rate of sorting through active carbon columns, as well as the ability to filter the entire specified volume without replacing filter elements. The speed of the sorting flow through active carbon columns is determined by the quality of the alcohol used, the activity of the coal itself and the sorting volume.
В таблице приведены примеры 1-3 реализации предлагаемого способа производства водки, а также основные показатели качества в сравнении с прототипом (регламентной технологией). The table shows examples 1-3 implementation of the proposed method for the production of vodka, as well as the main quality indicators in comparison with the prototype (regulatory technology).
Водка, полученная предлагаемым способом, отличается более низким содержанием азотистых органических веществ (альдегиды, метанол, сивушное масло), ухудшающих ее качество. Показатели, определяемые минеральной частью, остаются без изменения в соответствии с регламентными требованиями рецептуры. При этом улучшается прозрачность изделий и возрастает общий дегустационный балл. Необходимо отметить, что микронаж каскадов форфильтра 30 мкм и 6 мкм является оптимальным, так как при его увеличении снижается срок службы активного угля, а при уменьшении качество водки остается на том же уровне, эксплуатационные затраты возрастают за счет более высокой стоимости частой замены фильтроэлементов. Vodka obtained by the proposed method is characterized by a lower content of nitrogenous organic substances (aldehydes, methanol, fusel oil), worsening its quality. The indicators determined by the mineral part remain unchanged in accordance with the regulatory requirements of the formulation. At the same time, the transparency of the products improves and the overall tasting score increases. It should be noted that the micronage of the 30 μm and 6 μm forfilter cascades is optimal, since when it increases, the service life of activated carbon decreases, while the quality of vodka remains at the same level, operating costs increase due to the higher cost of frequent replacement of filter elements.
Микронаж фильтра 0,45 мкм с отрицательным дзета-потенциалом также является оптимальным, так как при его увеличении или отсутствии заряда в материале мембраны ухудшается прозрачность и снижается дегустационная оценка водки, а при уменьшении качество водки не изменяется, но возрастают эксплуатационные затраты. The micronage of a 0.45 μm filter with a negative zeta potential is also optimal, since when it increases or there is no charge in the membrane material, transparency decreases and the tasting score of vodka decreases, and with a decrease, the quality of vodka does not change, but operating costs increase.