Технология производства коньяка. расчет сырья

Цель перегонки - концентрирование этилового спирта с направленным регулированием состава летучих  примесей, формирующих качество. Конечный продукт данного технологического этапа - молодой коньячный спирт. Перегонка на марочные коньяки осуществляют в основном на аппаратах шарантского типа УПКС по технологической схеме: подогрев вина в подогревателе до 50-70 °С, загрузка в перегонный куб, перегонка на спирт-сырец крепостью 23-32 % об. в течение 6-8 ч; перегонка спирта-сырца в течение 10-12 ч с выделением головной фракции (1-3 % от безводного спирта навалки), средней фракции – коньячного спирта крепостью 62-70 % об., хвостовой фракции, отбираемой при крепости дистиллята от 50-45 % об. до 0. Головная фракция направляется на ректификацию, хвостовая 5 раз добавляется к виноматериалу или спирту-сырцу, а затем тоже направляется на ректификацию.

Эмпирически установлено, что  отбор среднего погона следует прекращать при крепости дистиллята ниже 58 % об., в противном случае коньячный спирт может приобрети неприятные тона хвостовых погонов. Перегонка должна быть завершена до 31 марта следующего за урожаем года.

 

 

Рисунок 7 – Схема работы аппарата типа УПКС – 1000

По химическим показателям  свежеотогнанный коньячный спирт  должен соответствовать следующим требованиям:

– объемная доля этилового спирта – 62,0-70,0 % об.;

– массовая концентрация высших спиртов в пересчете на изоамиловый спирт – 180-600 мг/100см³ безводного спирта;

– массовая концентрация альдегидов в пересчете на уксусный альдегид – 3-50 мг/100см³ безводного спирта;

– массовая концентрация средних эфиров в пересчете на уксусно-этиловый эфир – 50-250 мг/100см³ безводного спирта;

– массовая концентрация летучих кислот в пересчете на уксусную кислоту – не более 80 мг/100см³ безводного спирта;

– массовая концентрация фурфурола – не более 3,0 мг/100см³ безводного спирта;

– массовая концентрация метилового спирта – не более 1,2 г/дм³;

– массовая концентрация меди – не более 8,0 мг/дм³;

– массовая концентрация общей сернистой кислоты – не более 45 мг/дм³;

– массовая концентрация железа – не более 1,0 мг/дм³.

5. Хранение в дубовых бочках.

Процесс выдержки коньячных  спиртов длится не менее 30 месяцев  и может продолжаться до 50 (и более) лет. Спирты выдерживают в дубовых  бочках. Емкости не должны иметь  никаких металлических или иных частей, которые могут соприкасаться  со спиртами. Древесину для бочек обычно поставляют из лесов Лимузена (здесь она весьма пористая, что очень важно) или Тронсе (здесь она плотнее).

Возраст дубов должен составлять 150-200 лет.

Выдержка спиртов - один из главных секретов получения коньяка. Во время выдержки в коньячные  спирты переходят танины и другие вещества из древесины дуба. Этот процесс  регулируют так, что в итоге получается особая, неповторимая гамма ароматов: в процессе выдержки спирты из новых  бочек переливают в уже использованные, даже многократно, старые бочки.

За год выдержки испаряется примерно 0,5 % спирта. За 50 лет выдержки в бочках крепость напитка снижается  с 71 % до 46 %. А в целом за год  на территории, где создают коньяк, испаряется до 50 тысяч гектолитров  спирта. Испарившийся спирт называют «долей ангелов», так как он якобы попадает на небеса. На самом же деле этими испарениями питается грибок Torulla Compniacenis, образующий серый налет на стенах погребов.

6. Купажирование.

Прошедший выдержку коньячный  спирт поступает на купажирование, или ассамбляж, то есть на смешивание, а также, если его выдержка считается полностью завершенной – в особое хранилище paradise («рай»).

Завершают процесс несколько  операций, во время которых в напиток  добавляют (но не всегда) еще некоторые  составляющие: дистиллированную воду (причем после добавления воды смесь  снова выдерживают в бочках не менее месяца; полученный спиртовой  раствор крепостью около 20 % используется для доведения общей крепости напитка до 40-45 %); сахарный сироп  или патоку для смягчения вкуса (для напитков, продаваемых во Франции, разрешено содержание сахара не более 2 %, в других странах – 3,5 %); карамель (карамелизованный сахар) в количестве не более 2 % для придания напитку определенного цвета; настой дубовой стружки (после выдержки стружки в дистиллированной воде или спиртовом растворе при температуре, близкой к температуре кипения, в течение нескольких часов - этот настой называется буазажем (boisage)) для придания напитку более темного цвета и «старого» вкуса. На этом процесс создания коньяка считается законченным.

7. Розлив, упаковка и маркировка.

Перед розливом в бутылки  коньяк охлаждают до минус 5–8 °С. Этим действием вызывают образованием винного камня который выпадает в осадок в виде маленьких кристалликов. Потом коньяк фильтруют, через фильтры из целлюлозы. Можно прогнать коньяк через кофейные бумажные фильтры.

 

 

 

9 Оборудование  по производству коньяка

 

Сбор винограда осуществляется вручную. Доставка винограда на предприятие  осуществляется грузовыми машинами, оснащенными контейнерами типа «лодочка»  или БКВ-2,8.

Транспорт с виноградом взвешивают на автомобильных весах. Одновременно производится отбор средней пробы  сырья для определения концентрации сахаров и титруемых кислот в  винограде. Отбор пробы осуществляют вручную или с использованием стационарного пробоотборника СПВ-1М.

После взвешивания и отбора средней пробы виноград выгружают  в приемные бункеры-питатели. Разгрузка  осуществляется с помощью талей  электрических типа ТЭЗ 512М.

Сразу же после сбора урожая начинается отжим виноградного сока. При отжиме сока традиционно используют горизонтальные пневматические прессы, которые не дробят косточки ягод. Использование  прессов с архимедовым винтом запрещено законодательством. В моем производстве используются

Пресс пневматический горизонтальный - EUROPA от 800-4500 л. Центральную часть устройства занимает мембрана, выполняемая из качественного, легко ремонтируемого и доступного материала, которая и производит отжим сусла. В полость между корпусом и мембраной подается сжатый воздух. Нагнетание воздуха производится с помощью встроенной вакуум – компрессорной станции. Отжим сусла выполняется автоматически, в одном из запрограммированных изначально режимов, причем управление производится с программ с помощью выбора одной из пяти программ отжима.

 

 

Рисунок 8 – Пресс пневматический горизонтальный – EUROPA.

Рисунок 9 – Технические характеристики прессов типа EUROPА

Из пресса насосом ПМН-28 перекачивается на кратковременное настаивание.

Агрегат электронасосный  поршневой ПМН-28 – горизонтальный, одноцилиндровый, двойного действия, состоит  из цилиндра с клапанной коробкой, поршней, клиноременной передачи, индивидуального  привода, кривошипно-шатунного механизма  с приводным шкивом и устройством  для регулирования подачи. Агрегат  имеет следующие показатели: подачу по воде – 32 (±10 %) м³/ч, напор – 25 м, мощность электродвигателя – 5,5 кВт и массу – 580 кг.

В качестве настойного резервуара можно использовать любые емкости  настойно-бродильного отделения: настойные резервуары из биметалла вместимостью 20 и 100 м³ из биметалла, резервуары установки БРК-3М. В данном случаи, используются ёмкости 5 тыс. декалитров.

Перегонку виноматериалов начинают с 15 ноября. Считается, что длительная выдержка вин отрицательно влияет на качество спирта, так как может  привести к появлению мадерных тонов, особенно если виноматериалы обогащены  катионами железа.

Установки модели УПКС реализуют  широко известный двухстадийный  шаранский метод перегонки: коньячные  виноматериалы перегоняют на спирт-сырец (крепостью 25,0 – 35,0 % об.); спирт-сырец  подвергают фракционной перегонке  с выделением коньячного спирта, головной и хвостовой фракций. Достоинство  способа – наивысшее качество коньячного спирта. Недостатки: высокая  себестоимость спирта, повышенная трудоемкость производства, низкая производительность, а также необходимость дополнительных емкостей для промежуточного хранения спирта-сырца. Объем заполнения куба: 500; 1000; 1500 дал. Время одного цикла работы – около 12 часов.

Производительность аппарата, дал/сут	165
Расход пара, кг/ч	50
Расход охлаждающей воды, м³/ч	1,3
Наибольшая высота аппарата, м	5
Масса аппарата (части, изготовленные  из меди), кг	1500

 Таблица 4 – Техническая характеристика перегонного аппарата УПКС

Выдержку коньячных спиртов  проводят в дубовых бочках или  в металлических эмалированных  горизонтально расположенных резервуарах, в которые помещены предварительно подготовленные дубовые клепки.

Молодой коньячный спирт  эгализируют и подвергают физико-химической и органолептической оценке.

На выдержку спирты закладывают  партиями в зависимости от возраста, сортового состава, микрорайона  произрастания винограда. Однородные спирты выдерживают отдельно.

Для выдержки коньячных спиртов  используют наземные полуподвальные помещения, удовлетворяющие необходимым санитарным нормам. Они не должны иметь посторонних  запахов, а воздухообмен в этих помещениях может составлять не более 5 объемов  в сутки. Температуру в процессе выдержки поддерживают на уровне 18-20 °С, а влажность – 75-85 %.

Дубовые бочки первой категории, вместимостью 30-70 дал наполняются молодым коньячным спиртом с недоливом, который составляет не более 2 % объема бочки и устанавливаются на деревянных, либо железобетонных брусьях в три яруса или размещаются на стеллажах в 6-8 ярусов.

Стеллажный способ компоновки бочек экономически более целесообразен, так как исключает деформацию клепок, неизбежную при установке  бочек друг на друга, в связи с чем уменьшаются потери спирта, а коэффициент использования производственных площадей возрастает.

Выбор объема бочек для  выдержки зависит от многих факторов. Чем меньше вместимость бочки, тем  быстрее и глубже проходит окисление коньяка.

 

Рисунок 10 – Расположение дубовых бочек

 

Рисунок 11 – Схема возможных вариантов расположения дубовых бочек

Эгализация и оклейка  виноматериалов осуществляется в резервуаре из нержавеющей стали, вертикальном, с коническим днищем и мешалкой.

В качестве фильтровальных установок используется пластинчатый фильтр-пресс марки ФКО 20-1К-001. В  качестве фильтрующего элемента используется фильтркартон или фильтрсалфетки из бельтинга. Уплотнение пакетов плит производится с помощью ручного зажимного устройства или с помощью гидравлического зажима. Производительность пресса – 900 дал/ч, размеры плит 600 х 600, масса – 2030 кг.

Для контрольной, обеспложивающей  фильтрации виноматериалов перед розливом целесообразно использовать мембранный фильтр.

В настоящее время существует множество различных установок  и фильтров для мембранной фильтрации, наиболее известным являются установки  фирмы Padovan TMCI, модель Nitor. Мембранный фильтр устроен следующим образом. Фильтрующие элементы (мембраны), представляющие из себя множество тонких полипропиленовых пористых трубочек диаметром около 2 мм, помещены в трубчатый корпус фильтра диаметром около 150 мм. Фильтруемая жидкость из накопительной емкости с помощью насоса подается в корпус фильтра и с большой скоростью двигается вдоль мембран. Часть жидкости просачивается сквозь поры внутрь мембран. Чистая отфильтрованная жидкость собирается изо всех мембран и откачивается насосом. Вследствие отсутствия большого перепада давления между внешней и внутренней стороной мембран не происходит их засорения. Насос, откачивающий отфильтрованную жидкость, периодически переключается на несколько секунд в реверсивное направление, создавая гидроудар в мембране. За счет этого твердые частички, осевшие на поверхности мембраны, слетают с нее и увлекаются потоком загрязненной жидкости. Идет самоочистка мембран. Когда концентрация взвесей в жидкости достигнет определенного предела, ее отправляют на фильтрацию обычным способом.

Производительность фильтра  зависит от числа корпусов с мембранами. Обычно срок службы мембран составляет 6-7 лет, после чего их меняют.

 После обеспложивающей контрольной фильтрации виноматериал по обеспложенным трубопроводам подается в стерильную напорную емкость для розлива в бутылки.

Линия розлива состоит  из автомата для разгрузки пустых бутылок ВИА-5Б, бутылкомоечной машины АММ-6, разливочной машины ВР2М-6, укупорочного автомата Б2-ВУК, бракеражных автоматов типа Б3-ВРК/5, этикетировочного автомата ВЭМ, транспортеров ящичных Б3-ВРШ-6/3 и бутылочных транспортеров Б2-ВТ1А.

Автомат для разгрузки  пустых бутылок ВИА-5Б состоит  из корпуса, главного привода, бутылочного  стола, боковин, каретки, электро- и пневмооборудования, механизма перемещения ящиков, Производительность автомата – до 600 ящиков в час.

Бутылкомоечная машина АММ-6 – отмочно-шприцевальная машина с периодическим движением бутылконосителей. В нижней части корпуса машины имеются две ванны с щелочными растворами. Над ними размещена ванна для сбора щелочи после щелочного шприцевания и ванны для сбора воды после шприцевания горячей и теплой водой. На корпусе смонтированы привод машины, механизмы загрузки и выгрузки бутылок, цепи с бутылконосителями, а также устройства для подогрева раствора в ваннах.