Производство водки

      II РАСЧЁТНАЯ ЧАСТЬ

      2.1 АППАРАТУРНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА

     Аппаратурно-технологическую  схему производства особых водок  рассмотрим на примере производства водки «Золотой родник». Она включает следующие стадии:

1. приемка спирта;
2. подготовка воды;
3. приготовление инвертированного сахарного сиропа;
4. приготовление водно-спиртового раствора (сортировки);
5. обработка водно-спиртового раствора активным углем:
6. внесение ингредиентов и корректировка купажа водки;
7. контрольное фильтрование водки;
8. расфасовка, оформление и хранение готового изделия.

     Для приемки спирта на заводах имеется спиртоприемные отделения, оборудованное сливными устройствами, мерниками и насосами. Спирт из автоцистерн сливается через нижнюю трубу по резиновому шлангу. Из железнодорожных цистерн слив спирта осуществляется с помощью насоса (принудительно)./13/.

     Вода  из водопровода поступает в фильтр грубой очистки мешочного типа 1. Фильтр заполнен слоем кварцевого песка, на поверхности которого удерживаются взвешенные частицы. Песочный фильтр имеет простую конструкцию и удобен в эксплуатации.

     Далее вода с помощью насоса 2 поступает  в Na-катионитовую установку 3. Установка представляет собой вертикальный закрытый сосуд цилиндрической формы. Работа Na-катионитовой утсановки заключается в циклическом проведении четырех операций: умягчение воды, взрыхление катионита и регенерация его раствором поваренной соли, отмывка от солей кальция и магния и от избытка поваренной соли.

     В течение длительного периода  работы установки жесткость умягченной воды остается практически постоянной в пределах до 0.07 мг/л. Постепенно жесткость воды возрастает, и когда она достигает 0.14 мг/л, установка переключается на регенерацию.

     Регенерация установки происходит следующим образом. В солерастворителе 4 готовят 5-10% раствор поваренной соли. Этот солевой раствор прокачивают через Na-катионитовую установка сверху вниз, затем установка промывается 1700-2000 л воды. Установка готова к работе.

     Умягченная  вода с помощью насоса 5 поступает в обратноосмотическую установку 6, где вода обессоливается и из нее удаляется патогенная микрофлора. Подготовленная вода поступает в буферную емкость 7.

     Для приготовления водки ректификованный  спирт из буферной емкости 8 смешивают  с подготовленной умягченной водой из буферной емкости 7. Сортировку готовят крепостью 40 об.%. Сортировку готовят в геометрически закрытом аппарате 9. В смеситель из буферных емкостей подается рассчитанное количество спирта, а затем вода. Так как плотность спирта меньше плотности воды, то он, поднимаясь вверх, способствует лучшему перемешиванию. Перемешивание водно-спиртовой смеси происходит с помощью насоса 10. Далее водно-спиртовая смесь проходит через теплообменник 11, где охлаждается водой до температуры 20ºС, и направляется в напорную емкость 12.

     Перед подачей в производство водки  «Золотой родник» сортировка с помощью  насоса 13 вновь проходит через теплообменник 14.

     В сортировке содержится небольшое количество взвешенных частиц (сотые или тысячные доли процента). Для освобождения от них сортировку фильтруют до и после обработки активным углем. Фильтрация через песочный фильтры после угольной очистки необходима для задержания мелкодисперсных частичек угля, образующихся в процессе очистки вследствие гидростатического воздействия потока жидкостей.

     Вода  из теплообменника 14 поступает в  песочный фильтр 15. В качестве фильтрующего материала применяется кварцевый  песок. Размеры пор фильтрующего материала, как правило, меньше размеров взвешенных частиц, находящихся в  фильтруемой жидкости, однако некоторые частицы меньшего размера вначале проходят через поры фильтрующего материала и поэтому первые порции фильтрата получаются мутными. В дальнейшем на фильтрующем материале образуется слой взвешенных частиц, через который фильтруется сортировка, и фильтрат получается прозрачным. Фильтрация происходит под давлением. По мере увеличения количества профильтрованной жидкости высота слоя осадка на фильтрующем материале увеличивается. Пропорционально высоте этого слоя увеличивается сопротивление, и скорость фильтрации уменьшается. Поэтому необходимо периодически очищать фильтрующую поверхность от образовавшегося осадка. Фильтрацию  сортировки проводят сверху вниз со скоростью не более 0.77 м/ч или 30 дал/ч.

     Для удаления из сортировки примесей, придающих ей неприятный запах и вкус, производят обработку ее активным углем. Обработку сортировки проводят в угольной колонке 17 путем фильтрации через высокий слой угля снизу вверх. Скорость фильтрации водно-спиртовой смеси через угольную колонку 17 не должна превышать 40 дал/ч.

     После обработки активным углем полученную сортировку фильтруют, что позволяет  удалить мельчайшие частички угля и  получить продукт безукоризненно прозрачный, с кристальным блеском. Фильтрацию водки проводят в песочном фильтре 18. Полученную сортировку направляют в доводной чан 19, где проверяют ее крепость. При отклонении крепости от пределов, установленных стандартом, сортировку следует довести до требуемой крепости добавлением спирта или воды. Готовую сортировку направляют в купажный чан 24.

     Сахар вводят в ликероводочные изделия  в виде водного раствора – сиропа. Готовят сироп горячим способом. Сахарный сироп готовят концентрацией 65.8%. В сироповарочный котел 20 набирают умягченную воду из буферной емкости 7; воду подогревают до 50-60ºС и затем при непрерывном размешивании механической мешалкой  засыпают в нее рассчитанное количество сахара. После растворения сахара сиропу дают два раза вскипеть, снимая пену. Затем добавляют винную кислоту. Прибавление кислоты вызывает инверсию сахарозы, что предотвращает выпадение кристаллов сахара в охлажденном сиропе. Варка сиропа во избежание карамелизации сахарозы длится 30 мин. Приготовленный сироп с помощью насоса 21 подают в теплообменник 22 для охлаждения до 15-20ºС.

     Экстракт  родиолы розовой и пищевую добавку «GS» разбавляют в смесителе 23 с сортировкой, подаваемой из доводного чана 19.

     Все ингредиенты: сортировку, сахарный сироп, смесь пищевой добавки «GS» и экстракта родиолы розовой, вносятся в купажный чан 24, где они перемешиваются с помощью якорной мешалки. Далее водка с помощью насоса 25 подается на окончательную фильтрацию через угольную колонку 26 и песочные фильтры 27 и 28. Готовая очищенная водка собирается в буферной емкости 29 и далее направляется на розлив.  

     Установка для Na-катионнрования. Установка состоит из катионитового фильтра, солерастворителя, сборников умягченной воды и оборотных солевых вод.

     Главный аппарат установки — катионитовый фильтр (рис. 2.1.1.) — представляет собой  стальной вертикальный цилиндрический корпус 1 со сферическими крышкой и днищем. К днищу приварены лапы (опоры), опирающиеся на фундамент. В верхней части корпуса находится люк 2 для загрузки кварцевого песка и катионита. На залитом бетоном днище расположено дренажное устройство 3, предназначенное для равномерного сбора проходящей через катионит умягченной воды, а также воды, подводимой под слой катионита при его взрыхлении. Через это же устройство отводят раствор поваренной соли при регенерации. Дренажное устройство состоит из горизонтальной заглушённой на конце основной трубы и отходящих от нее заглушённых патрубков, к которым приварены на равном расстоянии небольшие вертикальные патрубки с навинченными на них шестигранными колпачками. На каждой грани колпачка просверлены четыре отверстия диаметром 2—3 мм.

     Поверх  дренажного устройства насыпаны три  слоя кварцевого песка общей высотой 400 мм, служащие для предотвращения уноса катионита в дренажную систему. Обычно высота двух верхних слоев кварцевого песка по 125мм, нижнего —150мм. Величина зерен кварцевого песка уменьшается снизу вверх и равна в нижнем слое 5—10 мм, в среднем 2,5—5,1 мм и в верхнем 1—2,5 мм. На кварцевый песок насыпают катионит слоем 1,5—2 м. Примерно 35% объема фильтра оставляют свободным для компенсирования расширения катионита при взрыхлении и равномерного распределения умягченной воды но всему сечению фильтра. В технике водоподготовки этот объем называют водяной подушкой.

     В центре фильтра под крышкой укреплена  коническая распределительная воронка 4, через перфорированные стенка которой в процессе умягчения поступает жесткая вода, а при регенерации — раствор поваренной соли. Но этой же воронке во время взрыхления катионита отводится промывная вода.

          Воздух из фильтра  при его заполнении водой удаляется  через трубку 5 с крапом (появление в этой трубке йоды свидетельствует о заполнении фильтра). Для спуска водяной подушки и контроля за уровнем раствора поваренной соли при регенерации пользуются трубкой 6. Трубки 7 и 8 предназначены для отбора проб жесткой и умягченной воды. Концы этих трубок выведены к сливной воронке 9, соединенной с канализацией. По манометрам 10 наблюдают за давлением в трубопроводах жесткой и умягченной воды. Крапы 11, 12 и 13 служат для подачи жесткой воды, раствора поваренной соли, отвода промывной воды по одному и тому же трубопроводу, краны 14, 15 и 16 — для подачи промывной воды, отвода умягченной воды и спуска солевого раствора.

          Рис. 2.1.2 Na-катоинитовый фильтр

      Раствор поваренной соли приготовляют в солерастворителе проточного типа. Корпус 1 солерастворителя — стальной цилиндрический с приваренным сферический днищем и съемной сферической крышкой. Для загрузки соли на крышке смонтирована воронка 2 с поднимающимся цилиндрическим стаканом 3, вставляемым в открытую задвижку 4 п служащим для предохранения ее от попадания соли. В нижней части аппарата расположено дренажное устройство 5 в виде коробки со щелями у основания. Выше дренажа располагается трехслойная подстилка из кварцевого песка высотой 300—400 мм с различными размерами зерен: в нижнем слое 5—7 мм, в среднем 2—3 мм и в верхнем — 1,5—2 мм.

      Соль  насыпают поверх слоя кварцевого песка и разравнивают через люк 6. После загрузки соли и закрытия задвижки 4 в солерастворитель подают воду по питающей трубе 7, растворяют соль, раствор ее фильтруется через слой кварцевого песка, собирается в дренажном устройстве и выводится из аппарата.

      Кварцевый песок промывают пропусканием воды в обратном направлении, т. е. снизу  вверх. Четыре крана, имеющиеся на коммуникациях, позволяют переключать воду на верхнее или нижнее питание солерастворителя, отбирать раствор соли. При наполнении солерастворителя водой воздух удаляется через трубку 8, подведенную к сливной воронке 9 для сброса воды. Пробы раствора соли отбирают с помощью трубки 10 с краном.

      Рис. 2.1.3 Солерастворитель

      Песочный  фильтр изготавливают из листовой меди в виде цилиндрического корпуса , луженого   внутри,   со сферическими днищем 2 и съемной крышкой 3, прикрепленной к фланцу  корпуса болтами.   Высота фильтра   1100  мм, диаметр 700 мм.

      С помощью двух съемных луженых перфорированных дисков, покоящихся на прикрепленных к корпусу кольцах, фильтр разделен на три камеры: верхняя и нижняя камеры свободные, средняя заполнена кварцевым песком в два слоя общей высотой 700 мм. В нижнем слое зерна имеют размер от 1 до 3,5 мм, в верхнем 3,5—5 мм. При зарядке фильтра перед заполнением песком на нижний диск кладут медный луженый или деревянный обруч, обтянутый фланелью или шинельным сукном. Такие же обручи размешают между слоями песка и над верхним диском. Зазоры между обручами и корпусом фильтра плотно забивают ватным жгутом. Иногда на верхний обруч укладывают слой ваты, обернутой марлей.

      Подлежащая  фильтрации сортировка поступает по штуцеру 4 с краном, проходит фильтрующую камеру и по патрубку 5 отводится на обработку активным углем.

      Песочные  фильтры для фильтрации водки  отличаются тем, что изготавливаются  из листовой нержавеющей стали, снабжены ротаметром и стеклянным фонарем 6 на выходной трубе. С помощью ротаметра контролируют скорость фильтрации, посредством  фонаря — прозрачность водки.

      Рис. 2.1.4 Песочный фильтр 

      Смеситель представляет собой герметически закрытый стальной цилиндрический резервуар со сферическими днищем и крышкой. На крышке укреплена горловина 1 со смотровыми стеклами 2 и патрубком 3 для установки воздушника. Вода, спирт и возвратные продукты (чистый брак) подаются соответственно по патрубкам 4, 5 и 6. Перемешивание спирта с водой осуществляется гидродинамическим способом заключающимся в том, что смесь спирта и воды многократно перекачивается центробежным насосом по внешнему трубопроводу снизу вверх и проходит через насадки (сопла), расположенные внутри чана. Чан снабжен измерительным стеклом 20 и краниками для отбора проб.

      Рис. 2.1.5 Чан-смеситель

      Угольная  колонка представляет собой цилиндрический корпус 1 с приваренным сферическим днищем 2, имеющим штуцер 3 для подачи сортировки. Колонка закрыта сферической крышкой 4, которая крепится к корпусу при помощи болтов. Между фланцами крышки и корпуса помешают паронитовую прокладку.