Репозиторій ЧДТУ
Репозиторій ЧДТУ зберігає і дозволяє легкий і відкритий доступ до всіх видів цифрового контенту, включаючи текст, зображення, анімовані зображення, MPEG і набори даних
Дізнатися більше
Будь ласка, використовуйте цей ідентифікатор, щоб цитувати або посилатися на цей матеріал:
https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6568| Назва: | Дослідження впливу сучасних способів водопідготовки на якість лікеро-горілчаних виробів |
| Автори: | Осипенкова, Ірина Іванівна Ленець, Інна Аркадіївна |
| Ключові слова: | підготовка води;фільтрація;адсорбція;пом’якшення |
| Дата публікації: | 19-гру-2025 |
| Короткий огляд (реферат): | У роботі досліджено вплив сучасних методів водопідготовки на формування фізико-хімічних та органолептичних показників лікеро горілчаних виробів. Проаналізовано технології очищення води, що включають іонний обмін, сорбційні процеси. Встановлено зміни складу та якості води після різних видів підготовки: жорсткість, мінералізація, окисно відновний потенціал, вміст органічних і неорганічних домішок. Досліджено вплив підготовленої води на технологічні властивості сортівки, стабільність купажу та формування ключових показників готових виробів — прозорості, ароматичного профілю, масової концентрації альдегідів, ефірів та органічних кислот. Отримано експериментальні дані, що підтверджують суттєву залежність якості лікеро-горілчаних виробів від мінерального складу та ступеня очищення води. Встановлено оптимальні параметри води для підвищення органолептичних властивостей та стабільності продукції. Запропоновано раціональні схеми водопідготовки, які забезпечують зниження вмісту небажаних домішок і покращення технологічних характеристик водно-спиртової суміші. Результати дослідження можуть бути використані у виробництві лікеро-горілчаних напоїв з метою підвищення їх якості та конкурентоспроможності, а також у модернізації систем водопідготовки на підприємствах харчової промисловості. |
| URI (Уніфікований ідентифікатор ресурсу): | https://er.chdtu.edu.ua/handle/ChSTU/6568 |
| Розташовується у зібраннях: | 181 Харчові технології (Харчові технології) |
Файли цього матеріалу:
| Файл | Опис | Розмір | Формат | |
|---|---|---|---|---|
| Ленець І.А..pdf Restricted Access | У роботі досліджено вплив сучасних методів водопідготовки на формування фізико-хімічних та органолептичних показників лікеро горілчаних виробів. Проаналізовано технології очищення води, що включають іонний обмін, сорбційні процеси. Встановлено зміни складу та якості води після різних видів підготовки: жорсткість, мінералізація, окисно відновний потенціал, вміст органічних і неорганічних домішок. Досліджено вплив підготовленої води на технологічні властивості сортівки, стабільність купажу та формування ключових показників готових виробів — прозорості, ароматичного профілю, масової концентрації альдегідів, ефірів та органічних кислот. Отримано експериментальні дані, що підтверджують суттєву залежність якості лікеро-горілчаних виробів від мінерального складу та ступеня очищення води. Встановлено оптимальні параметри води для підвищення органолептичних властивостей та стабільності продукції. Запропоновано раціональні схеми водопідготовки, які забезпечують зниження вмісту небажаних домішок і покращення технологічних характеристик водно-спиртової суміші. Результати дослідження можуть бути використані у виробництві лікеро-горілчаних напоїв з метою підвищення їх якості та конкурентоспроможності, а також у модернізації систем водопідготовки на підприємствах харчової промисловості. | 2.46 MB | Adobe PDF | Переглянути/Відкрити Запит копії |
Усі матеріали в архіві електронних ресурсів захищено авторським правом, усі права збережено.
Extracted text
АНОТАЦІЯ Ленець І.А. Дослідження впливу сучасних способів водопідготовки на якість лікеро-горілчаних виробів Кваліфікаційна робота магістра за спеціальністю 181 – Харчові технології, освітньої програми «Харчових технологій» – Черкаський державний технологічний університет, Черкаси – 2025р. У роботі досліджено вплив сучасних методів водопідготовки на формування фізико-хімічних та органолептичних показників лікеро- горілчаних виробів. Проаналізовано технології очищення води, що включають іонний обмін, сорбційні процеси. Встановлено зміни складу та якості води після різних видів підготовки: жорсткість, мінералізація, окисно- відновний потенціал, вміст органічних і неорганічних домішок. Досліджено вплив підготовленої води на технологічні властивості сортівки, стабільність купажу та формування ключових показників готових виробів — прозорості, ароматичного профілю, масової концентрації альдегідів, ефірів та органічних кислот. Отримано експериментальні дані, що підтверджують суттєву залежність якості лікеро-горілчаних виробів від мінерального складу та ступеня очищення води. Встановлено оптимальні параметри води для підвищення органолептичних властивостей та стабільності продукції. Запропоновано раціональні схеми водопідготовки, які забезпечують зниження вмісту небажаних домішок і покращення технологічних характеристик водно-спиртової суміші. Результати дослідження можуть бути використані у виробництві лікеро-горілчаних напоїв з метою підвищення їх якості та конкурентоспроможності, а також у модернізації систем водопідготовки на підприємствах харчової промисловості. Ключові слова: підготовка води, фільтрація, адсорбція, пом’якшення, органолептині показники, лікеро-горілчані напої. 4 SUMMARY Lenets I.A. Investigation of the Impact of Modern Water Treatment Methods on the Quality of Liqueur and Vodka Products Master's qualification work in the specialty 181 - Food Technologies, educational program "Food Technologies" - Cherkasy State Technological University, Cherkasy - 2025. The work investigated the influence of modern water treatment methods on the formation of physicochemical and organoleptic indicators of alcoholic beverages. Water purification technologies, including ion exchange, sorption processes, were analyzed. Changes in the composition and quality of water after various types of preparation were established: hardness, mineralization, redox potential, content of organic and inorganic impurities. The influence of prepared water on the technological properties of the sorting, the stability of the blend and the formation of key indicators of finished products - transparency, aromatic profile, mass concentration of aldehydes, esters and organic acids was studied. Experimental data were obtained, confirming the significant dependence of the quality of alcoholic beverages on the mineral composition and degree of water purification. Optimal water parameters were established to improve the organoleptic properties and stability of products. Rational water treatment schemes were proposed, which ensure a decrease in the content of undesirable impurities and improvement of the technological characteristics of the water-alcohol mixture. The results of the study can be used in the production of alcoholic beverages in order to improve their quality and competitiveness, as well as in the modernization of water treatment systems at food industry enterprises. Keywords: water treatment, filtration, adsorption, softening, organoleptic indicators, alcoholic beverages. 5 ЗМІСТ ВСТУП 7 РОЗДІЛ 1 ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 9 1.1 Класифікація і характеристика горілок та лікеро-горілчаних напоїв 9 1.2 Вплив домішок спирту на якість лікеро-горілчаних напоїв 15 1.3 Значення води у виробництві лікеро-горілчаних виробів 21 1.4 Сучасні технології водопідготовки 29 1.5. Огляд наукових досліджень щодо впливу способів водопідготовки 38 на алкогольні напої РОЗДІЛ 2 МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 41 2.1 Об’єкт і предмет дослідження 41 2.2 Методики визначення показників 41 РОЗДІЛ 3 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 51 3.1 Вплив якості води на фізико-хімічні показники лікеро-горілчаних 51 напоїв 3.2 Вплив способів водопідготовки на показники якості води 60 РОЗДІЛ 4. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 66 4.1 Принципова технологічна схема виробництва 66 4.2 Опис апаратурно-технологічної схеми 66 4.3 Розрахунок продуктів 69 4.4 Розрахунок економічної ефективності 76 ВИСНОВКИ 81 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 82 Додаток А Апаратурно-технологічна схема 83 Додаток Б 84 6 ВСТУП Актуальність теми. Якість води є одним із ключових факторів формування органолептичних і фізико-хімічних показників лікеро- горілчаних виробів. Сучасні технології водопідготовки (мембранні методи, нанофільтрація, іонний обмін, електродіаліз, адсорбційні фільтри, озонування, УФ-обробка) дають можливість глибше контролювати мінералізацію, жорсткість, окисно-відновний потенціал, вміст мікрозабруднювачів та мікрофлори. Проте їх вплив на якість готових напоїв, стабільність прозорості, смаку, аромату, зниження домішок (альдегідів, сивушних масел), а також на тривалість зберігання досі вивчений недостатньо. У зв’язку з оновленням стандартів безпечності харчових продуктів, необхідністю енергоефективних технологій та прагненням виробників покращити преміальні властивості лікеро-горілчаних напоїв, дослідження оптимальних схем водопідготовки є особливо актуальним. Мета роботи — Обґрунтувати та встановити вплив сучасних методів водопідготовки на фізико-хімічні та органолептичні показники лікеро- горілчаних виробів з метою оптимізації технології виробництва та підвищення якості готової продукції.. Завдання дослідження: 1. Проаналізувати сучасні технології очищення та підготовки води, що застосовуються у виробництві лікеро-горілчаних виробів. 2. Дослідити зміни основних показників води після різних способів водопідготовки (жорсткість, Fe²⁺/Fe³⁺, органічних домішок). 3. Встановити вплив різних методів підготовки води на технологічні операції отримання сортівки та купажування. 4. Оцінити зміни якості готових лікеро-горілчаних виробів: прозорість, масову концентрацію альдегідів, ефірів та 7 органічних кислот; органолептичні показники (смак, аромат). 5. Розробити рекомендації щодо оптимальної технологічної схеми водопідготовки для виробників лікеро-горілчаних виробів. 6. Оцінити економічну ефективність застосування досліджуваних методів. Наукова новизна одержаних результатів: Вперше встановлено комплексний вплив різних сучасних технологій водопідготовки (активоване вугілля, іонний обмін тощо) на якість саме лікеро-горілчаних виробів у порівняльному аспекті. Визначено кореляційні залежності між мінералізацією та жорсткістю води й показниками прозорості та смакової м’якості горілчаних напоїв. Науково обґрунтовано оптимальні характеристики води для покращення якості сортівки (жорсткість, мінеральний склад). Запропоновано технологічні режими водопідготовки, що забезпечують зниження концентрації побічних домішок (альдегідів, ефірів, органічних кислот). Практичне значення одержаних результатів полягає у можливості впровадження розробленої технології у виробничих умовах лікеро- горілчаних підприємств. Особистий внесок здобувача полягає у проведенні експериментальних та аналітичних робіт в лабораторних умовах, обробці та узагальненні результатів, їх теоретичному обґрунтуванні, підготовці результатів до публікації. Публікації. За матеріалами магістерської роботи опубліковано 1 тезу, у збірнику ІХ Міжнародної науково-практичної конференції «Інтеграційні та інноваційні напрями розвитку харчової індустрії» 2025 року, м. Черкаси. 8 РОЗДІЛ 1 ЛІТЕРАТУРНИЙ ОГЛЯД 1.1 Класифікація і характеристика горілок та лікеро-горілчаних напоїв Горілка – алкогольний напій міцністю 37,5 до 56 % об., виготовлений обробленням водно-спиртової суміші спеціальними сорбентами з внесенням нелетких інгредієнтів або без них. При цьому інгредієнти не повинні змінювати колір горілки. Горілки поділяються на звичайні та особливі. Додавання інгредієнтів обумовлює органолептичні та фізико-хімічні показники горілок, які повинні відповідати вимогам ДСТУ 4256:2021[1] та наведені в табл. 1.1 і 1.2. Таблиця 1.1 – Органолептичні показники горілок Показник Характеристика Зовнішній вигляд Прозора рідина без сторонніх домішок та осаду Колір Безбарвна рідина Смак і аромат Характерні для горілки без стороннього присмаку та аромату, в горілках особливих дозволено злегка відчутний характерний аромат Таблиця 1.2 – Фізико-хімічні показники горілок особливих Показник Значення показника для горілки особливої із спирту Вищої Екстра Люкс Пшенична очист- сльоза ки Міцність, % об. 37,5-56,0 Лужність – об’єм 1,0-3,5 0,5-3,5 соляної кислоти (HCl) 0,1 моль/дм3, витраченої на титрування 100 см3 горілки, см3, не більше Масова концентрація 8,0 8,0 6,0 4,0 альдегідів в перерахунку на оцтовий в 1 дм3 безвод ного спирту, мг, не більше 9 Продовження таблиці 1.2 1 2 3 4 5 Масова концентрація 5,0 4,0 3,0 2,0 сивушного масла в перерахунку на суміш ізоамілового та ізобутилового спиртів (1:1) в 1дм3 безводного спирту, мг, не більше Масова концентрація 15,0 10,0 7,0 3,5 естерів в перерахунку на оцтовоетиловий ефір в 1 дм3 безводного спирту, мг, не більше Об’ємна частка метилового 0,03 0,02 0,01 0,005 спирту в перерахунку на безводний спирт, %, не більше Лікеро-горілчані напої мають міцність від 1,2 до 60 % об. і виробля- ються змішуванням спирту етилового ректифікованого з напівфабрикатами, інгредієнтами та підготовленою водою, насичені чи ненасичені діоксидом вуглецю (для слабоалкогольних напоїв). Залежно від органолептичних показників, міцності і масової концент- рації загального екстракту лікеро-горілчані напої поділяють на 8 груп: лі- кери, наливки, настоянки, бальзами, аперитиви, коктейлі, напої десертні, напої слабоалкогольні. За органолептичними і фізико-хімічними показниками лікеро-горілчані напої згідно з ДСТУ 4257:2021 [2] і 4258:2021 [3] повинні відповідати вимогам, зазначеним у табл. 1.3, 1.4, 1.5, 1.6. 10 Таблиця 1.3 — Органолептичні показники напоїв лікеро-горілчаних залежно від групи Назва показника та його характеристика Назва групи зовнішній Метод напоїв вигляд колір аромат і смак контролювання Гармонійний, Лікери Прозорі, Безбарвні, злагоджений, Згідно з ДСТУ замутнені забарвлені солодкий 4164 Лікери Гармонійний, емульсійні Емульсійні Те саме злагоджений, Те саме солодкий Наливки Прозорі Забарвлені Гармонійний, злагоджений, — » — солодкий Настоянки Прозорі, Безбарвні, замутнені забарвлені Злагоджений, з характерним гіркувато-пекучим — » — або солодким присмаком Бальзами Прозорі Злагоджений, з Темно- характерним пряним — » — забарвлені ароматом та смаком Аперитиви Злагоджений, з характерним — » — Прозорі, Безбарвні, гіркуватим замутнені забарвлені присмаком Коктейлі Прозорі Те саме Злагоджений, з характерним — » — ароматом та смаком Напої — » — десертні Прозорі, Злагоджений, з замутнені характерним — » — ароматом та смаком Напої слабоалкого Згідно з ДСТУ 4258 — » — льні 11 За фізико-хімічними показниками напої лікеро-горілчані, залежно від групи, мають відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 1.4 та рецептурах. Таблиця 1.4 — Фізико-хімічні показники напоїв лікеро-горілчаних залежно від групи Вміст спирту Масова концентрація, г/100 см3 Назва групи етил кислот у ового, % загального перерахунку на Метод напоїв об. екстракту лимонну контролювання (міцність, %) кислоту Лікери 25,0—45,0 25,0—60,0 0—0,8 Згідно зДСТУ 4164 Лікери емульсійні 15,0—25,0 15,0—45,0 0—0,2 Те саме Наливки 15,0—35,0 15,0—50,0 0,2—1,3 — » — Настоянки 20,0—60,0 0—20,0 0—1,0 — » — Бальзами 35,0—45,0 7,0—30,0 — — »— Аперитиви 15,0—30,0 5,0—20,0 0,2—0,7 — » — Коктейлі 20,0—40,0 5,0—25,0 0—0,5 — » — Напої десертні 12,0—15,0 15,0—30,0 0,2—1,0 — » — Напої слабоалкогольні Згідно з ДСТУ 4258 — » — Примітка 1. Вміст спирту етилового (міцність) та масову концентрацію загального екстракту можна контролювати методом, вказаним у ДСТУ 7480. Примітка 2. Масова частка діоксиду вуглецю в напоях слабоалкогольних газованих —згідно з ДСТУ 4258. Метод контролювання масової частки діоксиду вуглецю — згідно з ДСТУ 4164. За органолептичними показниками напої мають відповідати вимогам, зазначеним у таблиці 1.5, та рецептурі на кожну назву напою. За зовнішнім виглядом напої поділяють на прозорі та непрозорі (замутнені). 12 Таблиця 1.5 — Органолептичні показники напоїв Назва Характеристика Метод показника Прозорі Непрозорі (замутнені) контролювання Зовнішній вигляд Прозора рідина Непрозора рідина. Згідно з ДСТУ 4164 без осаду й Допустима наявність сторонніх суспензії або домішок несуттєвої кількості осаду, без сторонніх домішок, не властивих продукту Колір Забарвлені, безбарвні, обумовлені особливостями використаної сировини Те саме Смак і аромат Обумовлені особливостями використаної сировини — » — За фізико-хімічними показниками напої мають відповідати вимогам, вказаним у таблиці 1.6, та рецептурі на кожну назву напою. Таблиця 1.6 — Фізико-хімічні показники напоїв Назва показника Норма Метод контролювання Вміст етилового спирту (міцність), % об. 0,5—8,5 Згідно з ДСТУ 4164 Вміст (масова концентрація) загального екстракту, г/100 см3, не більше ніж 14,0 Те саме Масова концентрація кислот у перерахунку на лимонну кислоту, г/100 см3 0,1—1,0 — » — Масова частка діоксиду вуглецю у газованих напоях, крім розлитих у пляшки типу II, VII та інші такого типу), %: — » — — сильногазовані; Понад 0,4 — середньогазовані; Понад 0,3 до 0,4 включно — слабогазовані Понад 0,2 до 0,3 включно 13 Основною сировиною для виробництва горілок і лікеро-горілчаних напоїв є ректифікований етиловий спирт і підготовлена вода. В лікеро-горілчаному виробництві застосовують спирт сортів вищої очистки, Екстра, Люкс та Пшенична сльоза, вимоги до якості якого, згідно ДСТУ 4221:2003 [4] наведені в табл. 1.7. Таблиця 1.7 - Фізико-хімічні показники № Назва показника Норма для спирту Метод п/ п «Пшенич «Люкс «Екстра «Вищої контролю на » » очистки» 1 Об’ємна частка етилового сл9ь6о,з3а» 96,3 96,3 96,0 Згідно з спирту, за температури 20 ДСТУ 7457 оС, %, не менше 2 Проба на чистоту з витримуе Згідно з сірчаною кислотою ДСТУ 4181 3 Проба на окислюваюсть за 23 22 20 15 температури 20 оС хв, не Згідно з менше ДСТУ 4181 4 2,0 2,0 2,0 4,0 Масова концентрація альдегідів, у перерахунку Згідно з на оцтовий альдегід в ДСТУ 4181 безводному спирту мг/дм3, та ДСТУ не більше 4222 5 Масова концентрація 3,0 4,0 7,0 10,0 Згідно з сивушного масла: ДСТУ 4222 пропіловий, ізопропіловий, бутиловий, ізобутиловий та ізоаміловий спирти, в перерахунку на суміш пропілового, ізобутилового та ізоамілового спиртів (3:1:1) в безводному спирту мг/дм3, не більше 6 Масова концентрація 2,0 2,0 3,0 4,0 Згідно з сивушного масла, в ДСТУ 4181 перерахунку на суміш ізоамілового та ізобутилового спиртів (1:1) в безводному спирту мг/дм3, не більше 14 Продовження таблиці 1.7 1 2 3 4 5 6 7 7 Масова концентрація 1,5 2,0 3,0 5,0 естерів, у перерахунку на Згідно з оцтовоетиловий естер в ДСТУ 4181 безводному спирту мг/дм3, та ДСТУ не більше 4222 8 Об’ємна частка 0,005 0,01 0,02 0,03 Згідно з метилового спирту в ДСТУ 4181 перерахунку на безводний та ДСТУ спирт %, не більше 4222 9 Масова концентрація 8,0 8,0 12,0 15,0 Згідно з вільних кислот (без СО2), у ДСТУ 4181 перерахунку на оцтову кислоту в безводному спирті, мг/дм3, не більше 10 Проба на фурфурол витримує Згідно з ДСТУ 4181 11 Масова концентрація 5,0 5,0 5,0 10,0 сухого залишку, мг/дм3, не Згідно з більше ДСТУ 4181 1.2 Вплив домішок спирту на якість лікеро-горілчаних напоїв У спирті, що отримується з харчової сировини, в даний час знайдено 275 ідентифікованих компонентів різного походження, це можуть бути: -продукти життєдіяльності дріжджів; -вторинні продукти бродіння - метаболіти, що утворилися в результаті життя. діяльності дріжджів із цукрів: ПВК, гліцерин, ацетальдегід, леткі кислоти; -побічні продукти бродіння - метаболіти, що утворилися в результаті життєдіяльності дріжджів з інших сполук, головним чином з амінокислот: переважно сивушні олії; -забруднення, що потрапили в процесі переробки: технічні олії, піногаси; тілі, залишки мінеральних речовин при обробці обладнання та підкислення. ня бражки, пил і бруд тощо; 15 -продукти життєдіяльності інфікуючих мікроорганізмів, що проникли в середовище, що зброджується; -продукти автолізу дріжджів та мікроорганізмів; -частина домішок (метанол), що утворилися під час теплової обробки сировини; -продукти, що утворилися під час перегонки та ректифікації спирту; -продукти, що утворилися під час зберігання – ацетил, кротоновий альдегід, ефіри. До домішкових компонентів насамперед відносяться побічні продукти. Це вищі спирти, кислоти, жирні, складні ефіри, альдегіди, діацетил та ацетон. Утворення побічних продуктів залежить від складу середовища, умов культивування дріжджів та їх генетичних особливостей. Якщо зміни у середовищі приводять до часткового інгібування ферментативної активності дріжджів, то в середовищі накопичуються проміжні продукти, які у циклі спиртового бродіння є попередниками сивушних та інших летючих домішок. Склад сивушного масла змінюється в залежності від виду та якості сировини, переробляємого на спирт, виду дріжджів та технологічних умов зброджування. Особливе місце серед домішок посідає метанол. Динаміка утворення його до кінця не вивчена. Утворення метанолу у виробництві етилового спирту відбувається в основному при розварюванні зернової та картопляної сировини під дією високих температур, і незначна частина його утворюється при оцукрювання і бродінні крохмаловмісних продуктів за рахунок гідролізу пектинових речовин під дією пектолітичних ферментів. При розварюванні вони гідролізуються не повністю, ступінь деметоксилювання їх порівняно з лужним гідролізом складає при переробці зерна 21-30 %. Використання ферментних препаратів для оцукрювання крохмалевмісної сировини незначно збільшує вміст метанолу в бражці в порівнянні з використуванням солодів. При заміні останніх пліснявими препаратами слід віддати перевагу тим препаратам, які не мають пектинестеразної здатності. Застосування для антисептування розчину 16 формаліну підвищує концентрацію метанолу в бражці, так як певна кількість його піддається редукції із боку ферментів дріжджів. При додаванні 10 см3 формаліну на 100 дм3 бражки знайдено від 0,005 до 0,01 % метанолу у спирті-сирцю. Сірковмісні домішки. У бражках і дистилятах сірковмісні сполуки у численних поєднаннях – сірководень, меркаптани є характерною домішкою спирту, одержуваного з меляси. Присутність солей сірчистої кислоти служить однією з причин підвищення накопичення гліцерину в мелясних бражках, так як у цьому випадку створюються умови, що сприяють зв'язуванню одного з проміжних продуктів спиртового бродіння - оцтового альдегіду сірчистою кислотою. При перегонці бражки альдегідсірчисті сполуки розкладаються з виділенням оцтового альдегіду та сірчистого ангідриду. У зернових бражках утворення сірковмісних метаболітів обмежена, однак значні кількості сірки виявляються в дистилятах, отриманих при несприятливій технології внаслідок розкладання білків сировини та дріжджів. Сірчисті сполуки утворюються також при бродінні. Дріжджі для синтезу цих сполук використовують сірку з сульфатів, сульфітів та азотистих сполук, містять сірку. Меркаптани утворюються в основному при головному бродінні. Ос- новими компонентами в цих випадках називають сірковуглець, метантіон і карбондисульфід, тоді як сірководень, диметилсульфід і окис сірки майже не виявляються. Загальна кількість сірки в спирті сирця невелика і становить 1,9-2,3 мг/дм3. Присутність сірчистих сполук, сірководню та меркаптанів різко знижують дегустаційну оцінку спирту. Необхідно відзначити важливу роль оксидів міді та заліза, які пов'язують сірку в нелеткі сполуки і виводять із дистилятів. Досі застосування міді для перегінної апаратури пояснюють її активною роллю в очищенні дистиляту від сірки, так мідь зв'язує аміак. На заводах під час роботи на апаратах з нержавіючої сталі в зоні низьких концентрацій спирту поміщають насадку з мідної стружки. 17 Азотисті сполуки. До азотистих сполук у спирті відноситься аміак та аміни. Аміак є постійним продуктом розкладання азотовмісних органічних компонентів бражки, крім того, може бути внесений з технологічною водою, а також з технічною водою при течії теплообмінної апаратури та в дистилят з водяною парою при перегонці. Аміни жирного ряду є алкільні похідні аміаку і, подібно до нього, є сильними основами. У дистилятах знайдені аміноспирти, які мають сильні основні властивостями і здатні вступати до багатьох реакцій. Більшість азотистих речовин (80-85%) виводиться з апарату з лютером і сивушним маслом. Однак найбільш леткі з азотистих сполук потрапляють у ректифікований спирт (1-6 %). Цей вид домішок особливо небажаний через впливу на органолептичні показники, тому для видалення азотистих сполук зі спирту необхідно посилити процес епюрації шляхом збільшення витрати пари до 8 кг/дал спирту. Найбільша кількість домішок (0,35 % до кількості етилового спирту припадає на частку спиртів - метилового, пропилового, ізобутилового, ізоамілового. Останні три спирти є основними складовими частинами сивушного масла. При бродінні утворюються такі альдегіди: оцтовий, пропіоновий, коричний, ізомасляний, ізовалеріановий, кретоновий, акролеїн та ін. Усього виявлено 12 альдегідів, що містять від 2 до 12 атомів вуглецю. Усі ці сполуки тією чи іншою мірою впливають на смак та аромат готової продукції. У спиртних напоях найбільш шкідливими є альдегіди, включаючи кротоновий, а також акролеїн, триетиламін, метанол і сивушні спирти, особливо ізобутиловий та ізоаміловий. Вони легко всмоктуються в кров, затримуються в організмі та повільно розщеплюються, надовго отруюючи функціонально важливі органи людини. Токсичність деяких речовин, супутніх спирту наведені в табл. 1.8 18 Таблиця 1.8 – Токсичні дози домішок спирту Показник Доза, г Показник Доза, г Аміловий спирт 0,630 Пропіоновий альдегід 0,160 Ізобутиловий спирт 1,450 Масляний альдегід 0,060 Пропіловий спирт 3,400 Ізовалеріановий альдегід 0,014 Оцтовий альдегід 1,140 Капроновий альдегід 0,004 У харчовому спирті, як і в спиртних напоях, найбільш інтенсивними ароматоутворювачами є сивушні спирти та складні ефіри. Кожен індивідуальний компонент має властиві йому характерні тони та відтінки смаку та аромату. Аромат певного компонента в спирті може істотно змінюватись в залежності від масової частки. Так, наприклад, діацетил при дуже малих концентраціях надає спирту медовий присмак. Однак за більшої концентрації робить запах неприємним, олійним. Складні ефіри беруть участь в утворенні букету горілки та алкогольних напоїв. У спирті та дистилятах складні ефіри серед домішок найбільш численні і різноманітні. Вони мають сильний запах, що виявляється в різних концентраціях. Етилові ефіри багатьох кислот мають фруктові та квіткові. ароматичні тони, приємний горіховий смак. З усіх складних ефірів виділяється своїм інтенсивним і неприємним запахом ізоамілацетат, поріг сприйняття якого становить 0,1 мг/дм3. У розведених розчинах цей ефір має аромат грушевої есенції. Серед складних ефірів виділено три групи: перша – нечисленна, здатна певною мірою покращити смак та запах; друга група домішок з нейтральним або пом'якшуючим впливом на органолептичні властивості та букет спирту. До третьої численної групи належать ефіри, що погіршують смак та запах спирту у будь-яких концентраціях. З домішок першої групи цікаві метилові ефіри оцтової та пропіонової кислоти. Вони надають аромату спирту м'яких фруктових відтінків. А також знижують пекучість та різкість спиртового смаку. При цьому запах проби покращується 19 при додаванні ефіру до 10 мг/дм3. Друга група відрізняється тим, що домішки суттєво не змінюють букет, а лише посилюють чи округляють відтінки спирту, гармонізуючи сприйняття. Представником цієї групи ефірів є етиловий ефір оцтової кислоти. Його вміст у ректифікованому спирті найвищий. У великих концентраціях етилацетат має простий та сильний фруктовий аромат. В концентрації 1,0-5,0 і до 10 мг/дм3 він разом з іншими ефірами, покращує запах спирту. Зі збільшенням концентрації до 15,0–30,0 мг/дм3 він погіршує оцінку спирту, надаючи йому фруктовий аромат із мигдальним відтінком. Метиловий ефір ізовалеріанової кислоти, етиловий – масляної кислоти та пропіловий – пропіонової кислоти допустимі у спирті тільки в концентраціях до 2,5 мг/дм3 за яких вони гармонійно пом'якшують букет спирту. У вищих концентраціях ці сполуки надають спирту стороннього відтінку. Пропіловий ефір ізомасляної кислоти та ізобутиловий ефір масляної кислоти у концентраціях 1,5–5,0 мг/дм3 надають спирту своєрідні відтінки: перший – фруктовий, другий – м'якість та легкість вже існуючим спиртовим тонам. Зразки такого спирту не відносять до чистому або нейтрального спирту. Їхні тони характерні для традиційних горілок. До третьої групи зараховують домішки, які в будь-яких концентраціях при- дають спирту неприємні відтінки запаху - смолисто-гнильний, мильний, про- горклої олії, затхлого сіна або прілого зерна, кислото-творожистий, паленої гуми та ін. У цій групі називають дванадцять ефірів, з яких пропілацетат, етилпропіонат і метилбутират властиві меласному та зерновому спирту з неякісних ної сировини. Етилформіат і пропілформіат надають спирту затхлі відтінки від цвілевих або кислотно-затхлих до смолисто-затхлих. Альдегіди відрізняються запахом у десятки та сотні разів більш інтенсивним, ніж відповідні їм спирти чи кислоти. Порогові концентрації у спиртових розчинах для пропіонового, масляного та валеріанового альдегідів складають до 0,004 мг/дм3. Оцтовий альдегід надає спиртовим дистилятам неприємний, різкий запах, пропіоновий – задушливий; масляний, ізомасляний, ізовалеріановий альдегіди мають гострий різкий фруктово- 20 плодовий аромат. Альдегіди пропілового спирту та оцтового, пропіонового та масляного альдегідів у малих концентраціях (0,1–1,0 мг/дм3) пом'якшують смак та запах. Інші альдегіди погіршують якість спирту. З ненасичених альдегідів у пробах спирту частіше знаходять акролеїн і кретоновий альдегід. Навіть незначні концентрації цих домішок через неприємний запах та неприємного смаку погіршують дегустаційні оцінки ректифікованого спирту. В концентраціях менше 1 мг/дм3 кротоновий альдегід надає пробі неприємні плісняві тони, сильну гіркоту. Енантовий альдегід сприяє появі приємного аромату. Діацетил (6 мг/дм3 ) у зерно-картопляному спирті вищої очистки викликає пекучий смак і запах, характерний для меласного спирту. 1.3 Значення води у виробництві лікеро-горілчаних виробів Основною частиною напоїв, а отже, і основною сировиною для їх виробництва є вода. Від її смаку та прозорості залежить смак напою й його стійкість. Тому якості води у виробництві лікеро-горілчаних напоїв надається Українська оригінальна увага. Вода – джерело життя на землі. Вона є постійним і обов'язковим учасником усіх біохімічних процесів, що відбуваються в живих організмах. Антуан де Сент-Екзюпері присвятив воді рядки, що стали знаменитими: «Вода! У тебе немає ні смаку, ні кольору, ні запаху, тебе неможливо описати, тобою насолоджуються, не відаючи, що ти така. Не можна сказати, що ти необхідна для життя, ти - саме життя. Ти найбільше багатство на світі». Якість води визначають по видах і кількості включень, що в ній містяться. Вода, що використовується як сировина для виробництва лікеро- горілчаним напоїв, передусім повинна відповідати вимогам ДСТУ 7525:2014 [6] та СОУ 15.9-37-237:2005 “Вода підготовлена для лікеро-горілчаного виробництва” [5]. 21 Таблиця 1.9 – Допустимі концентрації компонентів води у лікеро- горілчаному виробництві Показник Значення показника для виробництва горілок та горілок особливих зі спирту «Екстра», «Люкс», вищої очистки «Пшенична сльоза» і високоякіс- ного з меляси 1 2 3 Органолептичні показники Запах при температурі 0 0 20 ºС та при нагріванні води до температури 60 ºС, бал Смак та присмак при 0 0 температурі 20 ºС, бал Кольоровість, градуси Не більше 2 Не більше 5 Мутність, од. оптичної Не більше 0,002 Не більше 0,005 щільності (λ – 400 нм, S – 50,0 мм) Фізико-хімічні показники Жорсткість загальна, Не більше 0,1 Не більше 0,1 ммоль/дм3 Лужність, ммоль/дм3 Загальна вільна 1,0-2,0 2,0-4,0 Не допускається Не допускається Окислюваність Не більше 2,0 Не більше 2,0 перманганатна, мг О2/дм3 Сухий залишок, мг/дм3 90-350 190-550 Водневий показник, рН 6,0-8,0 6,0-8,0 22 Продовження таблиці 1.9 1 2 3 Масова концентрація, мг/дм3 кальцію Не більше 1,0 Не більше 1,0 натрію + калію 40,0-150,0 90,0-250,0 марганцю Не більше 0,05 Не більше 0,05 карбонатів Не допускається Не допускається гідрокарбонатів 60,0-122,0 122,0-244,0 силікатів Не більше 5,0 Не більше 5,0 ортофосфатів Не більше 0,05 Не більше 0,05 поліфосфатів Не більше 0,05 Не більше 0,05 нітратів Не більше 5,0 Не більше 5,0 нітритів Не більше 0,5 Не більше 0,5 аміаку Не допускається Не допускається Вміст розчинених речовин і окремих мікроелементів у технологічній воді може надавати як позитивний, так і негативний вплив на стабільність та смакові показники горілок. Більш того, технологічна вода, що використовується для приготування лікеро-горілчаних напоїв, яка отримали найбільш високі оцінки з органолептики, як правило, має більш низькі бали в якості питної води. Оцінку впливу окремих розчинених компонентів можна проводити тільки в поєднанні з іншими мікроелементами та параметрами технологічної води. Основним параметром, що визначає стабільність горілок при зберіганні, є жорсткість. Тому регламентовані параметри, іонний та мікроелементний склад технологічної води зведено до таблиці відповідно до найбільш характерними інтервалами значень жорсткості. Регулювання складу технологічної води дозволяє оптимізувати поєднання розчинених речовин у межах регламентних допусків і тим самим покращувати якість горілок [8]. Стійкість горілок визначається складом технологічної води та хімічної стійкості і практично не залежить від сорту спирту, що використовується. Регламентована величина жорсткості у поєднанні з відповідними їй значеннями лужності, рН, окислюваності, сухого залишку, вмісто2м3 розчинних речовин та мікроелементів гарантує відсутність осадів у лікеро- горілчаних напоях. Оптимізація органолептичних показників досягається шляхом регулювання складу технологічної води в межах допусків, що регламентуються. При цьому конкретне співвідношення розчинених речовин і мікроелементів залежить від якості спирту, активності та ресурсу напрацювання активного вугілля, інгредієнтів рецептури та інших технологічних факторів. Розчинені у воді мінеральні речовини по-різному впливають на органолептичні характеристики лікеро-горілчаних напоїв (табл. 1.10) [8] . Таблиця 1.10 - Вплив домішок технологічної води на якість та стійкість лікеро-горілчаних напоїв Найменування домішки Гранична норма вмісту, Вплив на якість та води мг/дм3 для води стійкість лікеро- жорсткістю 0-0,20 горілчаним напоям моль/дм3 Алюміній сульфат Не більше 0,15 Сприяє утворенню Al(SO4)3 і гідратовані кремнійових осадів алюмосилікати Бікарбонати НСО3 Не більше 125 Мають високу буферність, здатні нейтралізувати кислотні інгредієнти рецептури, при концентраціях вище регламентованих додають грубі, гіркі від- тінки, які легко заглушають інші тони, чим сильно погіршують смак лікеро-горілчаним напоям Іони важких металів Згідно з ДСанПіН 2.2.4- Внаслідок високої (ртуть, берилій, кадмій, 171-10 (ДСанПіН 2.2.4- токсичності не повинно свинець, сурма, олово, 400-10) перевищувати їх слідів, срібло, цинк) тобто концентрацій на рівні мінімальної чутливості аналітичного методу 24 Продовження таблиці 1.10 1 2 3 Калій К+ При концентрації Підсилює кисло- більше 10 мг/дм3 солоний присмак хлоридів натрію Кальцій Са2+ Не більше 2,7 Визначає повноту смаку, пом'якшує смак лікеро-горілчаним напоям і зменшує її пекучість, проте є основною причиною осаду у горілках Кремній (полікремнева Не більше 6 Позитивно впливає на кислота xSiO2·yH2O, смакові показники кремнієва кислота лікеро-горілчаним H2SiO3 та її солі) напоям, проте при концентрації више регламентної та рН понад 7 утворює осади силікатів Магній Мn2+ Не більше 0,8 У малих кількостях підкреслює повноту смаку, надлишок надає лікеро-горілчаним напоям гіркувато- в'яжучий присмак Марганець Мn2+ Негативно впливає на смакові якості горілок, які проявляються вже при концентрації 0,02 мг/дм3 Натрій Na+ Не більше 100 (у сумі з У хлоридній формі калієм) надає лікеро-горілчаним напоям кисло- солоний присмак, у гідрокарбонатній – проявляється аналогічно гідрокарбонату кальцію, але менш виражено Нітрити NO2- Не більше 0,1 Є сильними токсинами 25 Продовження таблиці 1.10 1 2 3 Залишкове залізо у Не більше 0,16 Негативний вплив на формі Fe3+ смакові якості та зовнішній вигляд лікеро- горілчаним напоям проявляється вже при концентрації 0,02 мг/дм3 При підвищеному вмісті горілка набуває неприємний «чорнильний» присмак, утворюються видимі оком помутніння Срібло Не більше 0,05 Токсичний метал З'єднання міді Не більше 0,15 Надають горілці грубий металевий присмак, який з'являється вже при концентрації 0,02 мг/дм3 Сульфати SO4 2- Не більше 30 При концентрації понад 35–40 мг/дм3 утворюють стійку гіркоту у смаку, яку часто сприймають як альдегідну. Приймають участь у формуванні опадів гіпсу Фосфати При рН менше 6,7 надають кислий лікеро- горілчаним напоям присмак, а при рН понад 7,3 – неприємний мильний присмак Хлориди Cl Не більше 30 В помірних концентраціях створюють м'якому «післясмаку» Мікробіологічне Не повинно Може стати причиною обсемініння перевищувати 10 аморфних помутнінь. КУО/1 см3 води внаслідок денатурування про- теїну клітин мікрофлор. Непередбачено погіршує всі органолептичні показники горілок 26 Продовження таблиці 1.10 1 2 3 Прозорість Не менше 95% Визначається по оптичній щільності в %- вому відношенні до еталону - бідістилірованої води, при довжині хвилі λ = 364 нм та товщині кювети S = 50 мм Кольоровість Наявність кольоровості Визначається наявністю (забарвлення) неприпустимо у воді сполук гумінових, галових та фульвокислот, вуглеводневих сполук, утворених у результаті розпаду рослин і мікроорганізмів Присмак та запах Присмак та запах не Визначаються як повинні перевищувати природні з'єднання одного бала при тем- гумінових та перетурі 20 °С фульвокислот, наявність гідроокисів заліза і марганцю, розчиненного сірководню), так і штучними причинами: наявність розчинених нафтопродуктів, хлорокисленої органі- ки та інших антропогенних забруднень Сліди хлорування води Не більше 10-20 мкг/дм3 Канцерогени (моно-, дво-, і тризамі- щенні галогенметани, хлороформ, бромформ, чотирьоххлористий вуглець, хлорметан) Природні води, проходячи через шари грунту, фільтруються, при цьому підземних шарах відбуваються хімічні реакції, в результаті яких частина 27 компонентів перетворюється на розчинену форму. Деякі підземні джерела води, розташовані під шарами піску або в скельних породах, можуть містити більше 50 мг/дм3 SiO2. Вапняки є причиною високої жорсткості і лужності артезіанських вод. Особливо це характерно для вод із високим вмістом СО2 та низьким рН: CaCO3+H2CO3↔Ca(HCO3)2; MgCO3+H2CO3↔Mg(HCO3)2. Натрій, калій, хлориди і сульфати складають більшу частину розчинених у артезіанські води компонентів. Залізо та марганець у підземних водах зазвичай знаходяться у двовалентній формі, але як тільки вода вступає в контакт з повітрям, двовалентні іони заліза та марганцю окислюються до тривалентної форми – іржі. У ґрунтових водах присутні також розчинені гази, такі як СО2 та H2S. В останні десятиліття спостерігається стійка тенденція до зростання антропогенного забруднення ґрунтових вод добривами, гербіцидами, пестицидами, нафтопродуктами, хлорокисленою органікою та ін У грунтових водах містяться досить багато розчинених компонентів та незначна кількість зважених та колоїдних речовин. У поверхневих водах – навпаки – відносно низька концентрація розчинених речовин, але багато зважених забруднень у вигляді глини, мулу, органічних речовин, колоїдного кремнію, мікроорганізмів, продуктів біорозпаду (танін, лігнін, сполуки гумінових, галових та фульвокислот). У поверхневих водах особливо помітна тенденція до зростання антропогенних забруднень. Склад води індивідуальних водозаборів схильний до сезонних змін, що залежать від кліматичних умов. Для поверхонвих вод таке явище характерно більшою мірою, для ґрунтових – меншою. Вплив лужності технологічної води на якість горілок неоднозначний і має розглядатися разом із рН. При лужності понад 1,4 см3 0,1 н HCl на 100 см3 горілки різко зростає вилуговування внутрішньої поверхні скляного посуду, що призводить до формування у горілках силікатних та карбонатних осадів [8]. 28 Зі збільшенням рН швидкість вилуговування зростає експоненційно. При приготуванні сортівки величина рН також зростає, причому нелінійно. Чим вище рН технологічної води, тим більше його приріст у сортівці. Так, при рН води 6,5 рН сортівки буде 6,6–6,7, а за рН води 7,2 рН сортівки буде 7,7–7,8. Особливо важливі показники для якості напоїв – смак та запах, сухий залишок, жорсткість та лужність води, а також бактеріологічна чистота. У відповідності з важливістю вказаних показників воду для безалкогольних напоїв необхідно піддавати обробці. Вона має бути чистою, прозорою, без кольору, приємною на смак та без запаху. Каламутну або непрозору воду необхідно очищувати відстоюванням та освітленням, а також фільтрацією через вугільні, вугільно-пісчані або керамічні фільтри. Воду для лікеро-горілчаних напоїв з жорсткістю вище 6 моль/м3 необхідно пом’якшувати. Для високої якості безалкогольних напоїв істотна увага має бути звернена на вміст заліза та марганцю, який має бути у воді не більше 0,1 мг/л [8]. 1.4. Сучасні технології водопідготовки Вода для лікеро-горілчаних напоїв потребує особливої підготовки, так як напої є складними фізико-хімічними системами, на які дуже впливає кількісний та якісний склад води. Тому, якщо питна вода з міської мережі не відповідає вимогам для лікеро-горілчаних напоїв, її піддають обробці в залежності від вихідних показників. Попередню обробку обов'язково проходить вода зі свердловини підприємства або інших джерел. У процесі обробки води усуваються тверді частки, проводяться знезалізнення, пом'якшення, покращення смаку та знебарвлення та усунення органічних домішок [8]. Для того, щоб правильно вибрати схему підготовки води, необхідно ретельно проаналізувати воду у відповідності з основними вимогами якості. 29 Способи підготовки води Коагуляція: воду обробляють речовинами, що зумовлюють збільшення колоїдних частинок унаслідок злипання та випадіння їх в осад (сульфат амонію, сульфат заліза) Танення і фільтрація: здійснюється з метою звільнення води від зважених частинок. Фільтрують воду через кварцовий пісок, графіт та інш. Дезодорація: здійснюється з метою усунення неприємних запахів та присмаків. Способи: озонування, оброблення активованим вугіллям та перманганатом калію. Для видалення завислих солей заліза застосовується аерація води та її оброблення на катіонітових установках. Термічний спосіб: Хімічний спосіб: Іонообмінний спосіб: базується на зниженні полягає в оброблення води розчинності двооксиду переведенні за допомогою іонітів вуглецю при підвищеній розчинник у воду температурі, що призводить кальцієвих солей до утворення карбонату при додаванні кальцію який випадає в осад гашеного вапна в нерозчинну сіль Рисунок 1.1 – Способи підготовки води Відстоювання – повільний та недосконалий спосіб відокремлення твердих частин від води. Він заснований на спливанні або осіданні часточок при відстоюванні води. Швидкість процесу залежить від різниці відносної щільності води та зважених часточок, від їх форми та розмірів. Часточки розміром менш 0,1 мкм не осідають, вони утворюють колоїдні розчини. Грубі тверді домішки (пісок) легко видаляються з води відстоюванням. Дрібні часточки рухомі і не утворюють щільних осадів, тому для їх видалення застосовують коагуляцію. Відстоювання проводиться у відстійниках – циліндрових чанах з конусним дном. Вода подається в нижню частину чана, 30 Пом’якшення: здійснюється з метою видалення з води солей кальцію і магнію фільтрується через шар її власного обложеного відстою і віддаляється з чану у верхній його частині [8]. Коагуляція – нейтралізація електрично заряджених частинок, що знаходяться у воді, внаслідок чого вони злипаються між собою й утворюють більші частинки, які осідають під дією власної ваги. Як речовини, що коагулюють, використовують 5 %-вий розчин глинозему – сульфат алюмінію А12(S04)3 •18H2O в дозі від 50 до 150 г на 1 т води. Застосовують також сульфат заліза Fе2(SO4)3•9H2O або залізний купорос FеSО4•7H2O в поєднанні з гашеним вапном і аеруванням води. Найщільніший осад злиплих колоїдів дають сульфати заліза. Під час відстоювання, унаслідок реакції коагуляції з солями карбонатної жорсткості, утворюються гідроксид алюмінію або заліза у вигляді пластівців. При опусканні пластівців на дно дрібні зважені домішки осідають. Процес коагуляції продовжується від 2 до 8 годин. Кількість коагуляції визначає лабораторія залежно від якості коагуляції. Більш точно оптимальну дозу коагуляції визначають методом пробної коагуляції. Воду, що відстоялася, необхідно профільтрувати. Коагуляція проводиться в так званих реакторах, в яких вода змішується з коагулянтом. Як дозатори коагулянту використовують бачки з кульовими кранами і постійним перетином отвору закінчення, дозатори типу поплавця, вагові дозатори системи Хованського [8]. При правильно вибраній дозі коагулянту у воді не повинно залишитись іонів алюмінію та заліза. Доза коагулянту для донецької води визначена пробною коагуляцією, складає 90 мг/л. При обробці води коагулянтами необхідно враховувати вплив рН середовища. Ізоелектрична точка А1(ОН)3 знаходиться при рН=5,5, але солі води можуть її зміщувати вбік більш високих значень. В природних водах коагуляція відбувається при рН=5,7…7,8, причому при більш низьких значеннях рН у м'якій, а при більш високих – у жорсткій воді. Процес коагуляції можна прискорити додаванням у воду флокулянтів – речовин, що утворюють колоїдні дисперсні суміші. Як флокулянти 31 використовують активовану кремнієву кислоту, поліакриламід та інші речовини. Добавка флокулянта у воду до 1 мг/л прискорює процес коагуляції в 10…20 разів і зменшує витрати коагулянту. В практиці водоочищення використовують окрім коагуляції в об'ємі і контактну коагуляцію. При контактній коагуляції воду, змішану з коагулянтом, пропускають через контактний освітлювач, в якому поєднуються процеси утворення пластівців і фільтрації. Контактний освітлювач – це резервуар, завантажений пошарово піском і гравієм з різною величиною зерен. Воду пропускають через шари піску і гравію у напрямі зменшення величини зерен. Пластівці коагуляту осідають на насадці з піску і гравію та створюють фільтруючий шар. Фільтрацію застосовують для очищення води від зважених речовин, що залишаються після очищення методами відстоювання й коагуляції. Вода, що поступає на фільтри, не повинна містити більше 8…12 мг/л зважених речовин. Сутність фільтрації полягає в розподілі і осадженні зважених частинок в порах зернистого фільтруючого матеріалу. Суспензії в шарі фільтруючого матеріалу затримуються із двох причин: у зв'язку з адгезією на поверхні зернистого шару (силами міжмолекулярного тяжіння) і механічним затриманням [8]. Фільтруючий матеріал повинен володіти певною механічною міцністю, бути хімічно стійким по відношенню до фільтрованої води і зерна його повинні бути однорідними за розміром. Як фільтруючий матеріал використовують кварцовий пісок, гравій і роздроблений антрацит. Ефект фільтрації залежить від розміру зважених частинок у воді, величини зерна фільтруючого шару і швидкості фільтрації. Воду фільтрують на пісочних фільтрах, що є герметично закритими циліндровими резервуарами, заповненими кварцовим піском або шаром гравію і кварцового піску, керамічних фільтрах і фільтрпресах. Продуктивність пісочних фільтрів залежить від розмірів фільтруючої поверхні і складає від 500 до 2500 л/ч. Обеззалізування. При вмісті у воді заліза в кількості, що перевищує 0,3 мг/л, необхідно її обеззалізити. В природній воді залізо може розміщатися у 32 вигляді іонів закисного заліза (Fе2+), колоїдів і суспензій сполук окисного заліза, а також колоїдно-органічних сполук гумматів заліза. Залежно від того, в якому вигляді міститься залізо у воді, що використовується, вибирають і метод її обеззалізування. Якщо у воді міститься закисне залізо в іонній формі, застосовують аерування. При цьому способі двовалентне залізо переходить в тривалентне, яке випадає в осад. Для поліпшення цього процесу застосовують і коагуляцію, що дає можливість осадити не тільки гідроксид заліза, але й гідроксид алюмінію. При використанні підземних вод слід застосовувати аерування, що дозволяє усунути сторонні присмаки і запахи у воді. Коагуляцію застосовують часто і тоді, коли залізо знаходиться в колоїднодисперсній формі. Для руйнування органічних сполук заліза перед обеззалізуванням воду слід хлорувати. На заводах лікеро-горілчаних напоїв напоїв біологічне очищення води може проводитися фільтрацією через обезпліднюючи фільтри або хлоруванням [8]. Хлорування – широко поширений спосіб біологічного очищення води. Біологічна дія хлору полягає в пригнобленні обміну речовин і окисленні складових речовин клітин мікроорганізмів, в наслідок якого вони гинуть. Ця дія обумовлюється наявністю в хлорованій воді хлорнуватистої кислоти та іона хлору, які безпосередньо взаємодіють з речовинами клітини. Повної стерильності води при хлоруванні не можна досягти, так як деякі мікроорганізми проявляють стійкість до хлору. Бактерицидний ефект хлору в значній мірі залежить від його початкової дози і тривалості контакту з водою. При дозі хлору 1 мг/л і тривалості контакту 1 годину кількість бактерій знижується з 232000 в 1 см3 води до 180000. Хлор легко розчиняється у воді. При нормальному тиску і температурі 10°С розчинність його складає 9,75 г/л. Розчиняючись, хлор взаємодіє з водою і утворює хлорну воду, що є сильним окиснювачем[8] . Ступінь гідролізу хлору обумовлюється рН середовища. При рН=5 активний хлор знаходиться у воді в молекулярній формі, в інтервалі 33 рН=5…9,2 у воді переважає хлорнуватокисла кислота, а при рН > 9,2 – тільки іони Сl. З метою поліпшення біологічного стану воду хлорують звичайно після фільтрації. Унаслідок окислювальної дії хлору знижується ступінь забарвлення води, зникають присмаки і запахи. Хлорування сприяє також видаленню з води заліза і марганцю. Органічні сполуки заліза під дією хлору руйнуються, двовалентне залізо переходить в тривалентне і унаслідок гідролізу і випадає в осад у вигляді гідроокису заліза. Марганець окислюється і випадає в осад. У виробництві лікеро-горілчаних напоїв хлорування води повинне супроводжуватися дехлоруванням, оскільки залишковий хлор додає їй неприємний смак і запах. Крім того, під впливом хлору можуть окислюватися в напої ефірні масла, настої пряно-ароматичної сировини з утворенням фенолового запаху. Ефективність бактерицидної дії ультрафіолетового проміння залежить від тривалості й інтенсивності опромінювання, а також від наявності суспензій і колоїдних домішок у воді. З бактерій найбільшим опором бактерицидному опромінюванню володіють бактерії кишкової палички. Тому наявність або відсутність кишкової палички може служити показником ефекту обеззараження води, забрудненої патогенними неспороутворюючими бактеріями. Зм'якшування води – це видалення солей кальцію і магнію, що міститься у воді, і перетворення їх в нерозчинні солі, які осідають або адсорбують. Жорстка вода знижує стійкість напоїв, що пояснюється інтенсивним розвитком дріжджового осаду унаслідок зниження активної кислотності напою через нейтралізацію частини кислоти солями жорсткої води. Крім того, використання жорсткої води викликає перевитрату кислоти, частина якої зв'язується солями [8]. 34 Таблиця 1.11 - Раціональні способи водопідготовки в залежності від якості вихідної води Спосіб обробки Показники якості води води Сухий Окислюваль- Лужність, Вміст, мг/дм3 залишок, ність , мг см3 Feзаг. Si4+ PO43- мг/дм3 О2/дм3 0,1 моль/дм3 HCl на 100 см3 Коагулювання меньше понад 6,0 понад 1,0 понад понад понад 100 0,15 3,0 0,1 Фільтрація на меньше меньше 6,0 меньше Мень- Мень- Мень- пісочних 100 1,0 ше ше ше фільтрах 0,15 3,0 0,1 Na- меньше меньше 6,0 меньше Мень- Мень- Мень- катионирование 500 4,0 ше ше ше 0,15 7,0 0,1 Видалення меньше понад 6,0 меньше понад понад понад органічних 500 4,0 0,15 7,0 0,1 домішок і Na- катионирование Знезалізнення і меньше понад 6,0 меньше понад понад понад Na- 500 4,0 0,15 7,0 0,1 катионирование Na- меньше понад 6,0 меньше понад понад понад катионирование 500 4,0 0,15 7,0 0,1 і підкислення кислотою Демінералізація меньше любі іонітами 500 Зворотній до 3000 любі осмос 35 Таблиця 1.12 - Показники вихідної та підготовленої води. Різними методами Показники Вихідна Гранично допустимі значення Вода підготовлена вода показників технологічної води для горілок і лікеро-горілчаних напоїв на спирті вищої На спирті На Зворотно- очистки «Екстра», катіоніті осмотичним «Люкс», КУ-2-8- методом «Пшенична ХЧ сльоза» 1 2 3 4 5 6 Запах за температури 200 С і нагріванні до 0 0 0 0 0 температури 600 С, бал Смак та присмак за температури 200 С, бал 0 0 0 0 0 Забарвленість, градус 2,5 Не більше 5 Не більше2 5,5 0 Мутність, одиниць оптичної густини 0,07 Не більше Не більше 0,032 0 (λ-400нм, S-50 мм) 0,005 0,002 Твердість загальна, ммоль/дм3 6,35 Не більше Не більше 0,05 0.1 0,1 0,1 Лужність загальна, 5,55 2,0 -4,0 1,0 – 2,0 0,4 0.3 ммоль/дм3 Лужність вільна, ммоль/дм3 Менше Не допускається Не 0 0 0,01 допускається Окислюваність перманганат на, мг О2/дм3 2,0 Не більше Не більше 2,0 0.21 2,0 2,0 Сухий залишок, мг/дм2 357 Від 190 до550 Від 90 до 350 220 33.5 36 Продовження таблиці 1.12 1 2 3 4 5 6 Масова концентрація натрію і калію, мг/дм2 0 Від 90 до 250 Від 40 до 150 0 0 Масова концентрація заліза, мг/дм2 1,2 0,1 0,05 0,05 0.05 Масова концентрація кремнію, мг/дм2 10,5 Не більше Не більше 10,5 0,1 1,85 1,85 Масова концентрація хлоридів, мг/дм2 5,7 Від 40 до 80 Від 20 до 60 20 5.1 Масова концентрація сульфатів, мг/дм2 Менше 10 Не більше 80 Не більше 50 Менше 10 5.35 Масова концентрація гідрокарбонатів, 339 Від 122 до 244 Від 60 до 122 289,1 54.9 мг/дм2 Масова концентрація карбонатів, мг/дм2 Менше Не Не Менше 0 0,01 допускається допускається 0,01 Масова концентрація ортофосфатів, мг/дм2 0,032 Не більше 0,05 Не більше 0,03 0 о,05 Масова концентрація поліфосфатів, мг/дм2 0,03 Не більше 0,05 Не більше 0,03 0 0,05 Масова концентрація нітратів, мг/дм2 Менше Не більше 5,0 Не більше 5,0 Менше 0 0,1 0,1 Масова концентрація нітритів, мг/дм2 0 Не більше 0,5 Не більше 0,5 0 0 Масова концентрація фтору, мг/дм2 0,57 Не більше 1,5 Не більше 1,5 0,5 0 Масова концентрація силікатів, мг/дм2 28,3 Не більше 7 Не більше 5 28,3 0 Масова концентрація аміаку та іонів 0,8 Не Не 0 0 амонію,мг/дм2 допускається допускається Масова концентрація марганцю, мг/дм2 0,22 Не більше 0,05 Не більше 0,05 0 0,05 Водневий показник, рН 7,31 6 - 8 6 - 8 5.7 7.03 37 1.5. Огляд наукових досліджень щодо впливу способів водопідготовки на алкогольні напої Смакові якості горілок і лікеро-горілчаних напоїв значною мірою залежать від чистоти та хімічного складу підготовленої води. Розчинені мінерали помітно впливають на смак: хлорид натрію додає солонуватості, сульфати натрію й магнію — легку гіркоту, сульфат кальцію та солі цинку — відчуття в’язкості, галуни — кислинку, а солі заліза, марганцю та міді формують характерний металевий присмак [8] . Для забезпечення високої стійкості лікеро-горілчаної продукції технологічна вода має характеризуватися мінімальним вмістом мінеральних домішок та максимально низькою концентрацією токсичних елементів. Сучасна конкуренція на ринку лікеро-горілчаних виробів спонукає виробників удосконалювати технологічні процеси виготовлення горілок, горілок особливих і лікеро-горілчаних напоїв. Одним із ключових етапів цього виробництва є підготовка води, оскільки саме вона значною мірою визначає якість та стабільність готової продукції. Оцінку якості води та її відповідність чинним нормативам здійснюють на основі дослідження органолептичних, фізико-хімічних, токсикологічних і мікробіологічних показників. Практика свідчить, що вихідна вода, яка надходить на лікеро-горілчані підприємства, часто має нерозчинені механічні домішки, небажаний присмак і запах, значну забарвленість і мутність. До того ж нерідко фіксують підвищені показники твердості й лужності, підвищений вміст заліза, марганцю, сірководню, азотовмісних сполук, силікатів, фосфатів, органічних домішок, а також бактеріальне забруднення. У деяких випадках у воді виявляють пестициди, солі важких металів, радіонукліди та інші шкідливі речовини [9]. На сучасних підприємствах з виробництва напоїв на етапі попередньої підготовки води дедалі частіше застосовують мембранні технології, зокрема ультрафільтрацію — відносно новий метод очищення. Мембранні процеси 38 загалом розглядаються як перспективний напрям у технологіях, особливо в харчовій та переробній промисловості [10]. Ультрафільтрація здійснюється за допомогою пористих порожнистоволоконних мембран, які здатні затримувати більшість нерозчинних та колоїдних частинок, крупномолекулярні органічні сполуки, а також бактерії й віруси. Сучасний розвиток технологій водопідготовки свідчить, що найближчим часом ультрафільтрація може стати базовим методом попереднього очищення води [11]. Однією з ключових проблем якості лікеро-горілчаних напоїв є мінімальна кількість летких домішок етанолу, отриманих шляхом бродіння крохмалю або цукровмісної сировини та вивільняються в процесі дистиляції. Основними серед таких домішок є альдегіди, вищі спирти, органічні кислоти та ефіри, метанол. Деякі домішки можна видалити, пропускаючи водно- спиртовий розчин через колону з активованим вугіллям. Тому пошук нових ефективних адсорбентів для очищення від летких домішок етанолу є актуальним завданням як з наукової, так і з практичної точки зору. Дисперсність цеолітів дозволяє розглядати природні глинисті мінерали як потенційно можливі адсорбенти та для очищення водно-спиртових розчинів. Це припущення зумовлене повідомленнями про ефективність використання різних [12]. У роботі [13] проведено вивчення адсорбційних характеристик природного вуглецевого мінералу — шунгіту, активованого та підданого паровій обробці, з метою його застосування для очищення води, що використовується у виробництві лікеро-горілчаних виробів. Одним із найбільш розповсюджених способів підготовки та структурування води є використання фільтраційних і сорбційних матеріалів, серед яких провідне місце займають сорбенти вуглецевої природи. Шунгіт характеризується високою механічною міцністю, хімічною інертністю та вираженими бактерицидними властивостями. Завдяки цьому він ефективно видаляє з води органічні та неорганічні домішки, включаючи 39 нафтопродукти, пестициди, феноли, ПАР, а також хлорорганічні сполуки [ 13]. Деякі з найсучасніших технологій очищення води включають нанотехнології та мембранну фільтрацію. Сучасні нанотехнології використовують наноадсорбенти та каталітичні матеріали для ефективного видалення забруднюючих речовин з антибактеріальною дією [14]. З іншого боку, передова технологія мембранної фільтрації покращує потік води одночасно підвищуючи рівень відділення забруднюючих речовин. Відомі дослідження щодо використання наноадсорбентів, які мають високу поглинальну здатність, яка значно підвищується при перемішуванні [15]. У водоочищенні мембрани використовуються для видалення домішок з води відповідно до таких характеристик, як розмір або заряд. Зворотний осмос, електродіаліз, ультрафільтрація, нанофільтрація та мікрофільтрація є прикладами часто використовуваних мембранних процесів. Вуглецеві точки поєднували з поліефірсульфоновою матрицею для створення нанофільтраційної мембрани зі змішаною матрицею [16]. Листові мембрани з карбіду титану є перспективними для нанофільтрації розчинників, їхня обмежена здатність до усунення але їхня експлуатаційна здатність обмежена. В роботі [17] досліджено, як демінералізована (після зворотного осмосу) вода змінює поведінку протонів етанолу та води (¹H NMR) у водно- спиртових системах, що імітують горілку. Це дає фізико-хімічне пояснення різниці в «м’якості» та смаку напою при різних способах водопідготовки. Використовується демінералізована вода для приготування зразків; показано, як вміст води та її властивості впливають на стабільність прозорих спиртних напоїв під час зберігання (утворення помутнінь, зміни кольору) [18]. В дисертаційній роботі Олійник, С. І. [19] обґрунтувано можливість підвищення споживчих характеристик лікеро-горілчаної продукції шляхом оптимізації кондиціювання технологічної води. Така вода забезпечує високі органолептичні показники й тривалу стійкість готової продукції. Встановлено вплив складу підготовленої води на прозорість і стабільність 40 лікеро-горілчаних виробів. На ці показники суттєво впливають концентрації сульфатів, силікатів, сполук заліза, марганцю, алюмінію, а також рівень твердості та лужності води. Визначено граничні значення цих параметрів, за яких забезпечується стійкість готової продукції протягом 36–72 місяців. Доведено залежність дегустаційної оцінки горілок та горілок особливих від вмісту хлоридів і рівня лужності підготовленої води. Найвищі сенсорні показники продукції, виготовленої зі спиртів «Пшенична сльоза», «Люкс» і «Екстра», досягаються при лужності 0,5–2,5 моль/м³ та концентрації хлоридів 20,0–60,0 мг/дм³. Для спиртів «Вища очистка» та «Високоякісний із меляси» оптимальними є значення лужності 2,0–4,0 моль/м³ і вміст хлоридів 40,0–80,0 мг/дм³. Встановлено, що підвищений вміст у підготовленій воді заліза, марганцю, срібла понад 0,05 мг/дм³, міді та алюмінію понад 0,1 мг/дм³, а також перманганатна окиснюваність більше 2 мг О₂/дм³, активує каталіз утворення альдегідів. У результаті спостерігається збільшення їх масової концентрації у водно-спиртовій суміші на 0,3–1,5 мг/дм³ безводного спирту. Показано, що стійкість лікеро-горілчаної продукції знижується у 1,5–3 рази, якщо концентрація заліза та марганцю у підготовленій воді перевищує 0,05 мг/дм³, а міді та алюмінію — 0,1 мг/дм³. РОЗДІЛ 2 МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕННЯ 41 2.1 Об’єкт і предмет дослідження Об’єкт дослідження: Процес водопідготовки у виробництві лікеро- горілчаних виробів. Предмет дослідження: Вплив домішок води та сучасних методів очищення води на фізико-хімічні та органолептичні показники водно- спиртової суміші. 2.2 Методики визначення показників: Визначення показників проводили згідно з ДСТУ 4165:2003, ДСТУ ISO 6332:2003 (ISO 6332:1988, IDT), ДСТУ 9297:2007, ДСТУ 7525:2014 [6, 21, 22, 23]. Визначення загальної твердості. Оптимальною величиною загальної твердості води, яка іде на приготування пива вважається 2-4 мг×екв/дм3. Метод визначення загальної твердості заснований на утворенні комплексної сполуки трилона Б з іонами кальцію та магнію. Проведення досліду. В конічну колбу вносять 100см3 досліджуємої води прибавляють 5см3 буферного розчину, 0,1г індикатору хромогенчорного та титрують трилоном Б до змінення забарвлення. Якщо на титрування пішло більш ніж 10см3 розчину трилону Б, то це говогить про те що загальний вміст іонів кальцію та магнію більше 0,5 мг×екв. В таких випадках визначення слід повторити, взявши об¢єм води та розвівши його до 100см3 бідистильованою водою. Обробка результатів. Загальну твердість води ( Х ) в мг×екв/дм3 розраховують по формулою: 42 де V1- об¢єм розчину трилона Б, витраченого на титрування, см3; К – коефіцієнт поправки до розчину трилона Б; V - об¢єм води, взятий для визначення, см3. Метод визначення масової концентрації загального заліза з сульфосаліциловою кислотою[20,22] Хід визначення При масовій концентрації загального заліза не більше 2,00 мг/дм3 відбирають 50 см3 води (при більшій концентрації заліза пробу розбавляють дистильованою водою) і вносять в конічну колбу місткістю 100 см3. До 50 см3 додають 0,20 см3 соляної кислоти густиною 1,19 г/см3. Пробу води нагрівають і випаровують до об'єму 35-40 см3. Розчин охолоджують до кімнатної температури, переносять в мірну колбу місткістю 50 см3, ополіскують 2-3 рази по 1 см3 дистильованою водою, лри цьому ополоски зливають в ту ж мірну колбу. Потім до отриманого розчину додають 1,00 см3 хлористого амонію, 1,00 см3 сульфосаліцилової кислоти, 1,00 см3 розчину аміаку (1+1), ретельно перемішують після додавання кожного реактиву. По індикаторному паперу визначають рН розчину, який повинен бути більше 9. Якщо рН менше 9, то тоді додають ще 1-2 краплі розчину аміаку(1+1). Об'єм розчину в мірній колбі доводять до мітки дистильованою водою і залишають на 5 хвилин для появи забарвлення. Вимірюють оптичну густину забарвлених розчинів при фіолетовому світлофільтрі (λ=400-430 нм ) в кюветі товщиною 20, 30 або 50 мм по відношенню до 50 см3 дистильованої води, в яку додані ті ж реактиви. Масову концентрацію загального заліза знаходять за калібровочним графіком. 43 Для побудови калібровочного графіка в мірні колби місткістю 50 см3 наливають 0,0; 1,0; 2,0; 5,0 10,0; 15,0; 20,0 см3 робочого стандартного розчину, доводять до мітки дистильованою водою, перемішують і аналізують, як досліджувану воду. Отримують шкалу розчинів з відповідним вмістом заліза 0,0; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,0 мг/дм3. Будують калібровочний графік, відкладаючи по осі абсцис масову концентрацію заліза, а по осі ординат - відповідне значення оптичної густини (рис.2.1). 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0 0 0.5 1 1.5 2 Вміст заліза, мг/дм Рисунок 2.1 – Залежність оптичної густини розчинів від вмісту заліза Побудову калібровочного графіка повторюють для кожної партії реактивів і не рідше одного разу в квартал. Масову концентрацію заліза (Х) в пробі, мг/дм3, з урахуванням розбавлення, розраховують за формулою: X= ��∗50 �� , де С – концентрація заліза, знайдена за калібровочним графіком, мг\дм3; 50 – об’єм, до якого розбавлена проба, см3; V-об’єм води, який взято на аналіз, см3. 44 Оптична густина, D Розрахунковий метод визначення масової концентрації катіонів магнію[20] Для визначення вмісту катіонів магнію в чистих підземних, більшості річкових та підготовлених технологічних водах можна застосовувати розрахунковий метод за результатами визначення твердості та вмісту іонів кальцію. Масову концентрацію магнію, мг/дм3, розраховують за формулою: Х= 12,16 · (А-В), де 12,16 - молярна маса еквівалента магнію, мг/ммоль; А - загальна твердість води, мг·екв/дм3; В - вміст кальцію, мг·екв/дм3, (мг (Са2+)/дм3) 20,04 Метод визначення вмісту хлоридів[20,23] Хід визначення Якісне визначення В колориметричну пробірку наливають 5 см3 води і додають 3 краплі 10%-ного розчину азотнокислого срібла. Приблизний вміст хлор- іонів визначають за осадом чи муттю ввідповідності з даними табл. 2.2. Таблиця 2.2 - Приблизний вміст хлор-іонів Характеристика осаду чи муті Приблизний вміст СІ-, мг/дм3 Опалесценція або слабка муть 1 -10 Сильна муть 10-50 Утворюються пластівці, що 50 -100 осідають не зразу Білий об'ємний осад >100 45 Кількісне визначення В залежності від результатів якісного визначеннігвідбирають 100 см3 води, або менший її об'єм і доводять до 100 см3 дистильованою водою. Без розбавлення визначають хлориди в концентраціях до 100 мг/дм3. рН проби повинен бути в межах 6-10. Якщо вода мутна, її фільтрують через беззольний фільтр, який попередньо промито гарячою водою. Якщо вода має забарвленість вище 30 градусів, то пробу знебарвлюють додаванням гідроксиду алюмінію. Для цього до 200 см3 проби додають 6 см3 суспензії гідроокису алюмінію, а суміш взбовтують до знебарвлення рідини. Потім пробу фільтрують через беззольний фільтр. Перші порції фільтрату відкидають. Відмірений об'єм води вносять в дві конічні колби і додають по 1 см3 розчину хромовокислого калію. Одну пробу титрують розчином азотнокислого срібла до слабо-оранжевого кольору, іншу пробу використовують як контрольну. При значній кількості хлоридів утворюється осад AgCI, який заважає визначенню. У цьому випадку до відтитрованої проби додають 2-3 краплі титрованого розчину NaCI до зникнення оранжевого відтінка, потім титрують іншу пробу, при цьому перша проба є контрольною. Вміст хлор-іонів (X), мг/дм3, розраховують за формулою: X = ��∗��∗��∗1000 ��1 де V - об'єм розчину азотнокислого срібла, витрачений на титрування, см3; К - поправочний коефіцієнт дотитру розчину азотнокислого срібла; g - кількість хлор-іонів, що відповідає 1 см3 розчину азотнокислого срібла, мг; V1 - об'єм проби, який взято на аналіз, см3. Допустимі відхилення між результатами повторних визначень: - при вмісті СІ- від 20 до 200 мг/дм3 - 2 мг/дм3; 46 - при вмісті >200 мг/дм3 - 2% відносних. Визначення масової концентрації альдегідів [20] При виробництві спирту альдегіди утворюється на стадіях бродіння і брагоректифікації, концентрація оцтового альдегіду в ректифікованому спирті і побічних продуктах брагоректифікації на порядок вище концентрації інших альдегідів, тому при аналізі визначають їх сумарна кількістю в перерахунку на оцтовий. Вміст альдегідів в спирті визначають по оптичної щільності аналізованого розчину, пропорційної масової концентрації альдегідів [20]. Методика проведення аналізу Перед проведенням аналізу проводиться побудова градуювального графіка залежності оптичної щільності від масової концентрації альдегідів з використанням стандартних зразків. У три пробірки з пришліфованими пробками наливають по 10 см3 концентрованої сірчаної кислоти, додають по 5 см3 стандартного розчину з вмістом альдегідів 2, 4 і 10 мг / дм3 безводного спирту таким чином, щоб утворювалися два змішувальних шари. Потім в кожну пробірку доливають по 5 см3 водного розчину резорцину масової концентрації 2 г/см3. Пробірки закривають пробками, поміщають в киплячу водяну баню на 5 хв, потім реакційну суміш охолоджують до температури 20 ± 5 ° С. Інтенсивність утворилася жовтого забарвлення вмісту кожної пробірки вимірюють на фотоелектроколориметрі при світофільтрі з довжиною світлової хвилі 400 нм в кюветах з товщиною шару, що поглинає світло, 30 мм в порівнянні з дистильованою водою (можливо порівняти той на білому тлі інтенсивності забарвлення аналізованого і типового розчинів: забарвлення ректифікованого спирту повинна бути такою ж або менш інтенсивною, ніж забарвлення відповідного типового розчину). Аналіз кожного стандартного зразка типового реактиву проводять не менше трьох разів і з отриманих значень оптичної щільності обчислюють середньо- арифметичне значення. 47 За отриманими після колориметрування результатами будують градуйова-ровочной графік залежності оптичної щільності аналізованого розчину від вмісту альдегідів, відкладаючи на осі абсцис масову концентрацію альдегідів, а на осі ординат - відповідне значення оптичної щільності D. Залежність між оптичною щільністю і масовою концентрацією альдегідів в аналізованих розчинах на градуювальному графіку повинна бути лінійною. Визначення змісту альдегідів в ректифікованому спирті проводять в двох паралельних пробах так само, як при побудові градуювального графіка, замінюючи стандартні розчини аналізованих розчином. Визначення масової концентрації складних ефірів[20] Складні ефіри, утворюються на різних стадіях виробництва спирту в результаті окислення етанолу і вищих спиртів органічними кислотами. Найбільше в ректифікованому спирті і полупродуктах брагоректифікації оцтовоетилового ефіру, тому масовий вміст ефірів перераховують на оцтовоетиловий [20]. Методика проведення аналізу Перед проведенням аналізу готують вихідний розчин реакційної суміші, змішуючи рівні об'єми розчину гідроксиламіну гідрохлориду концентрацією 2 моль / дм3 і розчину гідрооксиду натрію концентрацією 3,5 моль / дм3. Отриману реакційну суміш перемішують і використовують для аналізу не пізніше 6 год з моменту приготування. Для проведення аналізу потрібно приготування випробовуваних розчинів А та Б: в дві конічні колби місткістю 50 см3 вносять по 6 см3 реакційні суміші, потім в одну з колб доливають 3 см3 розчину соляної кислоти концентрацією 4 моль / дм3 і перемішують протягом 1 хв (вміст цієї колби - розчин Б; вміст другої колби - розчин А). 48 В обидві колби додають по 18 см3 аналізованого етанолу і одночасно обережно перемішують круговими рухами протягом 2 хв. У колбу з розчином А доливають 3 см3 розчину соляної кислоти концентрацією 4 моль / дм3 і також перемішують протягом 1 хв. Аналіз проводять в двох паралельних пробах. В обидві колби додають по 3 см3 розчину хлориду заліза (III) і одночасно перемішують їх вміст вищеописаним способом протягом 1 хв. Інтенсивність забарвлення аналізованого розчину А вимірюють в порівнянні з розчином Б на фотоелектроколориметрі при світофільтрі з довжиною світлової хвилі 540 нм в кюветі з товщиною поглинаючого світло шару 50 мм. Визначення об'ємної частки метилового спирту[20] Метанол, що утворюється в процесі розварювання сировини за рахунок відщеплення метоксільних груп від пектинових речовин, є однією з найбільш токсичних домішок етанолу. Методика проведення аналізу У пробірки з пришліфованою пробками наливають по 2 см3 розчину марганцевокислого калію, потім в кожну пробірку додають по 0,2 см3 од- ного з типових розчинів з об'ємною часткою 0,01%; 0,03% і 0,05%, відразу ж вміст пробірок перемішують і витримують при кімнатній температурі 3 хв [20]. Після закінчення витримки вносять по 0,4 см3 розчину сірчистої- кислого натрію для знебарвлення реакційного середовища і перемішують. Потім додають по 4 см3 концентрованої сірчаної кислоти, негайно ж перемішують і пробірки з вмістом поміщають в баню з холодною водою на 2 хв для охолодження до кімнатної температури. Після цього в кожну пробірку доливають по 0,1 см3 розчину динатрієвої солі хромотроповой кислоти, перемішують і поміщають в киплячу водяну баню на 5 хв. за тим вміст пробірок охолоджують до кімнатної температури і вимірюють оптичну щільність розчинів на фотоелектроколориметри в кюветах з товщиною шару 49 10 мм при світлофільтрах з довжиною світлової хвилі 540 нм в порівнянні з дистильованою водою. Аналіз кожного стандартного зразка проводять не менше трьох разів і з отриманих значень обчислюють середньоарифметичне значення. Визначення масової концентрації вільних кислот Метод заснований на визначенні масової концентрації вільних кислот, що містяться в аналізованому спирті, що обчислюються за кількістю розчину гідроксиду натрію, витраченого на титрування [20]. У етиловому спирті містяться оцтова, масляна, ізомасляна, пропіонова, валерианова і ін. кислоти. Концентрацію вільних кислот перераховують на оцтову, оскільки її зміст на порядок більше за інших. Методика проведення аналізу Аналіз проводять в двох паралельних пробах. 100 см3 аналізованого спирту поміщають в плоскодонну або круглодону колбу місткістю 500 см3 з пришліфованою кульковим холодильником, доливають 100 см3 дис- тильовану воду і кип'ятять 10 - 15 хв. Потім вміст колби охолоджують до кімнатної температури, закриваючи верхню частину холодильника трубкою з періодично оновлюваним вапном. До вмісту колби додають 10 крапель розчину бромтимолового синього і титрують розчином гідроокісі натрію (концентрація 0,05 моль / дм3) до появи блакитного забарвлення, яке не зникає при збовтуванні протягом 1 - 2 хв. 50 РОЗДІЛ 3 ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНА ЧАСТИНА 3.1 Вплив якості води на фізико-хімічні показники лікеро- горілчаних напоїв. У лікеро-горілчаному виробництві вода є одним із ключових чинників стабільності смаку й аромату. Якість води визначають по видах і кількості включень, що в ній містяться. Вода, що використовується як сировина для виробництва лікеро-горілчаним напоїв, передусім повинна відповідати вимогам ДСТУ 7525:2014 [6] та СОУ 15.9-37-237:2005 “Вода підготовлена для лікеро-горілчаного виробництва” Під час дослідження визначали вплив домішок води, а саме солей важких металів (Fe³+, Mn²+), жорсткості води (іони Ca²+, Mg²⁺) та хлоридів на вміст альдегідів, ефірів і органічних кислот в лікеро-горілчаних напоях. 1. Для дослідження використовували воду з концентрацією Fe³⁺, Mn²⁺ від 0 до 2,5 мг/дм3 і спирт сорту “Люкс”. Готували водно-спиртову суміш - 40 % об. Перемішали та залишили на 24 год для “відпочинку”. Вміст альдегідів наведений в таблиці 3.1 Таблиця 3.1 – Вміст альдегідів в залежності від концентрації Fe³+та Mn²+ Солі Концентрація, мг/дм3 важких 0,1 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 металів Вміст альдегідів, мг/дм3 Fe³+ 0,58 0,87 1,2 1,4 1,8 2,4 2,9 Mn²+ 0,37 0,47 0,52 0,61 0,69 0,73 0,77 Fe³+ + 0,65 0,99 1,24 1,54 1,95 2,97 3,52’ Mn²+ Прозорість, % Fe³+ 100 99 99 98 95 92 90 Mn²+ 100 97 96 95 92 92 88 Fe³+ + 98 96 94 92 90 83 80 Mn²+ 51 Продовження таблиці 3.1 1 2 3 4 5 6 7 8 Органічні кислоти, г/дм3 Fe³+ 0,01 0,01 0,015 0,02 0,023 0,025 0,027 Mn²+ 0,005 0,007 0,009 0,012 0,014 0,018 0,02 Fe³+ + 0,0078 0,0084 0,017 0,019 0,024 0,025 0,026 Mn²+ Ефіри (мг/дм³ a.a.) Fe³+ 25 25 22 20 18 17 15 Mn²+ 24 23 23 22 20 20 19 Fe³+ + 26 24 25 26 23 21 20 Mn²+ 3 2.5 2 0 1.5 10, ,51 1 12,5 0.5 32,5 0 Fe³+ Mn²+ Fe³+ + Mn²+ Рисунок 3.1 – Вміст альдегідів в залежності від концентрації Fe³+та Mn²+ Залізо у воді може бути у вигляді Fe²⁺ / Fe³⁺. Воно: Каталізує окисно-відновні реакції. Fe²⁺ легко переходить у Fe³⁺ і навпаки. У присутності кисню та слідів перекисів можливі реакції типу 52 Вміст альдегідів, мг/дм3 Fenton → утворюються активні форми кисню (радикали), які окиснюють етанол до альдегідів. Прискорює окиснення органічних речовин. Чим більше Fe, тим активніше іде окиснення спиртів до альдегідів і органічних кислот під час зберігання. Може погіршувати стабільність напою. Каталізує подальше окиснення ацетальдегіду до оцтової кислоти → зростає кислотність. Висновок по Fe: підвищений вміст заліза у воді, яку використовують для розбавлення спирту, призводить до збільшення кількості альдегідів (насамперед ацетальдегіду) в готовому напої та прискорює їх утворення під час зберігання. 100 80 60 00,,51 40 112,520 0 32,5 Fe³+ Mn²+ Fe³+ + Mn²+ Рисунок 3.2 – Вплив концентрації Fe³+та Mn²+ на прозорість лікеро- горілчаних напоїв При змішуванні води зі спиртом змінюється: діелектрична проникність, pH, рівновага солей металів. Через це іони Fe²⁺, Fe³⁺ і Mn²⁺ гідролізуються з утворенням малорозчинних гідроксидів: Fe(OH)₂, Fe(OH)₃, Mn(OH)₂. 53 Прозорість, % Ці гідроксиди утворюють суспензію або колоїдні частинки, які: розсіюють світло, створюють опалесценцію, мутність, іноді формують жовтуватий або бурий відтінок. Залізо та марганець, присутні у воді навіть у мікроконцентраціях, погіршують прозорість водно-спиртових сумішей. Після змішування зі спиртом відбувається гідроліз і окиснення іонів Fe²⁺, Fe³⁺ та Mn²⁺ з утворенням малорозчинних гідроксидів і оксидів, що створюють колоїдну мутність та опалесценцію. Крім того, перехідні метали утворюють забарвлені комплекси з органічними речовинами напою, що додатково знижує прозорість та стабільність продукту. Органічні кислоти є важливою групою компонентів лікеро-горілчаних напоїв. Вони представлені переважно оцтовою, мурашиною, молочною, яблучною, лимонною та іншими кислотами, що надходять у продукт із сировини або утворюються внаслідок окиснення спиртів, альдегідів і цукрів. Вміст органічних кислот зазвичай характеризують показником загальної титрованої кислотності, вираженої в г/дм³ у перерахунку на оцтову кислоту. Для горілок цей показник є дуже низьким, тоді як для настоянок і лікерів може бути у декілька разів вищим, що суттєво впливає на смак, аромат і стабільність напою. 0.03 0.025 0.02 0,1 0.015 10,50.01 1,5 0.005 22 0 3,5 Fe³+ Mn²+ Fe³+ + Mn²+ Рисунок 3.3 – Вплив концентрації Fe³+та Mn²+ на вміст органічних кислот лікеро-горілчаних напоїв 54 Органічні кислоти, г/дм3 Наявність іонів заліза та марганцю у воді сприяє накопиченню органічних кислот у лікеро-горілчаних напоях. Ці метали виконують роль каталізаторів окисно-відновних процесів: прискорюють окиснення етанолу та альдегідів до оцтової й інших органічних кислот. У результаті під час витримки напою зростає загальна кислотність, що негативно впливає на смак і аромат та прискорює процеси “старіння” продукції. Функції органічних кислот у напої: 1. Формують смак o легка, приємна кислинка, «свіжість»; o разом із ефірами дають фруктові, винні, ягідні ноти. 2. Впливають на букет o кислоти + спирти → естери (ефіри) → аромат. 3. Визначають стабільність o занадто висока кислотність → ознака окиснення, “старіння” напою; o змінює розчинність деяких компонентів, може впливати на прозорість. 30 25 20 0, 15 0,51 10 11,5 5 22 0 3,5 Fe³+ Mn²+ Fe³+ + Mn²+ Рисунок 3.4 – Вплив концентрації Fe³+та Mn²+ на вміст ефірів лікеро- горілчаних напоїв 55 Ефіри, мг/дм3 Іони заліза та марганцю здатні суттєво знижувати вміст ефірів у лікеро- горілчаних напоях. Їхній вплив пов’язаний з каталізом окиснення спиртів та альдегідів, що зменшує кількість субстратів для естерифікації. Окрім того, Fe²⁺/Fe³⁺ і Mn²⁺ зв’язують органічні кислоти у вигляді солей, роблячи їх недоступними для утворення естерів. Метали також прискорюють гідроліз та окисне руйнування вже наявних ефірів. У результаті концентрація летких ефірів знижується, що негативно впливає на аромат і букет напою. Органолептичні показники водно-спиртової суміші зображені на рис. 3.5, 3.6 і 3.7. 5смак 4 3 2 00,11 ,5 колір 0 прозорість 1 21,523,5 запах Рисунок 3.5 – Профілограма залежності органолептичних показників водно-спиртової суміші від концентрації Fe²⁺, Fe³⁺ При вмісті у воді заліза понад 0,5 мг/дм3, органолептика водно- спиртової суміші погіршується на 3…11 балів 5смак432 00,1 1,5 1 колір 0 прозорість 12,5 32,5 запах Рисунок 3.6 – Профілограма залежності органолептичних показників водно-спиртової суміші (ВСС) від концентрації Mn²+ 56 При вмісті у воді марганцю понад 1,0 мг/дм3 органолептика водно- спиртової суміші погіршується на 2…9 балів 5смак 4 3 2 0,1 1 0,5 колір 0 прозорість 1 21,5 32,5 запах Рисунок 3.7 – Профілограма залежності органолептичних показників водно-спиртової суміші (ВСС) від концентрації Fe³++ Mn²+ При вмісті у воді заліза і марганцю понад 0,1 мг/дм3 органолептика водно-спиртової суміші погіршується на 2…10 балів Жорсткість води — один із найважливіших параметрів, що впливає на якість горілки та лікеро-горілчаних напоїв. Вона визначається вмістом іонів кальцію (Ca²⁺) та магнію (Mg²⁺), а також супутніх солей (карбонатів, сульфатів). Таблиця 3.2 – Вміст альдегідів в залежності від твердості води Домішки Твердість води (іони Ca²⁺, Mg²⁺), мг‧екв/дм3 0,1 0,3 0,5 0,7 0,9 1,1 1,3 Вміст 0,47 0,53 0,9 1,1 1,6 1,8 2,1 альдегідів, мг/дм3 Прозорість, 100 100 97 96 96 92 90 % 57 Продовження таблиці 3.2 1 2 3 4 5 6 7 8 Органічні 0,03 0,05 0,08 0,08 0,09 0,12 0,22 кислоти, г/дм3 Ефіри 21 24 32 32 38 41 44 (мг/дм³ a.a.) 2.5 2 0,1 1.5 0,3 1 00,,75 0.5 0 11, ,9 ,310 Рисунок 3.8 – Вплив жорсткості води на накопичення альдегідів у водно-спиртовій суміші 100 98 96 94 0 00, ,31 92 90 0,5 88 0,,97 86 1,1 84 1,3 Рисунок 3.9 – Вплив жорсткості води на прозорість водно-спиртової суміші 58 Прозорість, % Вміст альдегідів, мг/дм3 0.25 0.2 0,1 0.15 00,,35 0.1 0,7 0.05 01,,91,10 3 Рисунок 3.10 – Вплив жорсткості води на накопичення органічних кислот у водно-спиртовій суміші 45 40 35 30 00,,125 3 20 00,,7515 0 10 11 ,9 5 ,,13 0 Рисунок 3.10 – Вплив жорсткості води на накопичення ефірів у водно- спиртовій суміші Жорсткість води (іони Ca²⁺, Mg²⁺) утворюють комплекси з органічними кислотами та змінюють їх рівновагу; -Підсилюють окиснення етанолу до ацетальдегіду. -Зменшують здатність альдегідів переходити в ацеталі й ефіри. -Сприяють накопиченню «вільних» альдегідів. 59 Ефіри, мг/дм3 Органічні кислоти, мг/дм3 -Опосередковано підсилюють естерифікацію, що збільшує кількість ефірів; -Впливають на pH суміші, роблячи її сприятливішою для утворення кислот. Жорсткість води є одним із ключових чинників, що визначає якість горілчаних напоїв. Іони кальцію та магнію знижують прозорість водно- спиртових сумішей, оскільки в присутності спирту їхні солі частково втрачають розчинність, утворюючи колоїдну мутність або осад. Висока жорсткість негативно впливає на м’якість смаку, сприяє зростанню кислотності та погіршує стабільність напою при зберіганні. Для виробництва високоякісної горілки рекомендується використовувати м’яку або демінералізовану воду з жорсткістю не більш як 0,5 ммоль/дм³. 3.2. Вплив способів водопідготовки на показники якості води Знезалізнення води При вмісті заліза у вихідній воді більше 0,5 мг/дм3, здійснюють знезалізнення води. Залізо в природних водах зустрічається у вигляді дво- і тривалентного заліза, а також у вигляді органічних та неорганічних сполук. В основі знезалізнення води лежить процес окислення двовалентного заліза до тривалентного, яке у вигляді гідроокису випадає в осад. Знезалізнення води здійснюють безреагентними (фізичними) та реагентними способами. До безреагентних способів належить: аерація з наступним відстоюванням та фільтрацією; фільтрація через зернистий шар піску. До реагентних способів відноситься спосіб фільтрації через кварцовий пісок попередньо оброблений модифікуючими реагентами. Магнетит (Магнетитовий кварцит) - природний мінерал на основі двоокису марганцю, який використовується як зернистий фільтрматеріал у процесі очищення води від заліза, марганцю та сірководню. Колір від темно - сірого до чорного, щільність 1,9-2,0 г/см3, ефективний розмір 1,5 мм, коефіцієнт однорідності 1,7, насипна щільність 3,8 г/см3. 60 При проходженні через зернистий шар магнетиту, розчинений у воді сірководень, залізо і марганець окислюються і затримуються в капілярно- пористій структурі шару з подальшим видаленням при зворотному промиванні. Використання додаткових хімічних продуктів при регенерації не потрібно - тільки періодичне зворотне промивання вихідною водою. Зерна Магнетиту міцні та хімстійкі з високою пористістю фільтруючого шару, що визначає його високу брудоємність і високий ступінь очищення води. Магнетит може використовуватися у поєднанні з аерацією, хлоруванням, озонуванням та іншими методами додаткової обробки вихідної води, які прискорюють реакцію каталітичного окиснення. Попереднє (перед Nа-катіонуванням) знезалізнення, крім підвищення якості технологічної води та стабілізації горілки при зберіганні, забезпечує збільшення міжрегенераційного періоду сульфовугілля Nа-катіонітових установок за рахунок усунення забруднень сполуками заліза та збільшення таким чином обмінної ємкості катіоніту. Помякшення води. Пом’якшення твердої води здійснюють шляхом її фільтрації через шар катіоніту КУ-2-8чс або сульфовугілля, який має іон натрію, здатний до обміну на інші іони металів. Іонообмін – процес обміну іонів твердої матриці (іоніту) з іонами розчину. В даний час іонний обмін є одним з основних способів пом'якшення води та її знесолення, навіть при наявності очищення зворотним осмосом метод використовується як попередній для зниження навантаження на мембранний блок. Крім того, це єдиний спосіб, що дозволяє вибіркове вилучення компонентів розчину, наприклад, важких металів, солей жорсткості. Іоніти - тверді розчинні речовини, що мають у своєму складі групи, здатні до обміну на інші іони, що знаходяться в розчині. При іонізації 61 виникають два різновиди іонів: одні жорстко закріплені на каркасі (матриці) R іоніту, інші - протилежного знака, здатні переходити в розчин в обмін на еквівалентну кількість інших іонів того ж знака з розчину. Іоніт складається з матриці (каркаса) – високомолекулярна, практично нерозчинна у воді або інших розчинниках частина іонообмінного матеріалу, що має певний заряд (у катіонітів – негативний, у аніонітів – позитивний). З матрицею пов'язані рухливі іони – протиіони. Протиіони мають заряд, протилежний заряду іоногенної групи матриці. Загалом зерно іонообмінного матеріалу є нейтральним. Протиіони рухливі і здатні обмінюватися на іони того ж знака. Для наочності іоніт можна порівняти з губкою, у порах якої циркулюють протиіони. Якщо занурити губку в розчин, протиіони перемістяться в розчин, а їх місце займуть іони того ж знака з розчину, щоб зберегти електронейтральність зерна. Динамічна об’ємна ємність сульфовугілля 250-350 г-екв/м3, сильнокислотного катіоніту КУ-2-8чс - 1300 г-екв/м3. При фільтрації води через шар катіоні ту в Nа-формі проходить обмін іонів кальцію і магнію на іони натрію. В результаті цього в профільтрованій пом’якшеній воді містяться в основному солі натрію, які мають високу розчинність і не утворюють осаду в горілках та інших напоях при відповідних границях лужності й вмісту мікроелементів. Вода, яка надходить на катіонітовий фільтр для пом’якшення повинна мати такі показники: - загальна твердість не більше 7 мг-екв/дм3; при більшій її величині можливі наступні схеми підготовки води: содовапнування + Nа-катіонування або двоступеневе Nа-катіонування; - лужність води не вище 4 см3 0,1 моль/дм3 розчину соляної кислоти на 100 см3 води; вода, що має більшу лужність, підлягав попередньому вапнуванню або змішаному Nа~катіонуванню + СІ-аніонуванню, або нейтралізації після пом’якшення соляною або оцтовою кислотою; 62 - наявність суспендованих речовин (муті) не більше 5 мг/дм3, в іншому разі необхідна попередня фільтрація через пісочні фільтри, заповнені кварцовим піском з розміром зерен 1-3 мм. В роботі запропоновано комплексна обробка води катіонообмінною смолою Amberlite IR120. Amberlite IR120— це сильнокислотні катіонообмінні смоли гелевого типу, що складаються із сульфонованого полістиролу, які широко використовуються для помякшення та знесолення води, видаляючи іони кальцію, магнію та інших катіонів, працюючи в натрієвій (Na+) або водневій (H+) формі, забезпечуючи високу ємність та стабільність. Для визначення оптимальних умов обробки води Amberlite IR120 дослідження проводили при контактах фаз від 5 до 50 хвилин. Воду використовували водопровідну. Результати досліджень наведені в таблиці 3.3. Таблиця 3.3 - Концентрація домішок водно-спиртової суміші після обробки на іонообмінній смолі Amberlite IR120 Концентрац Тривалість контакту фаз, хв ія домішки 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Fe²⁺ / Fe³⁺, мг/ дм3 2,0 2,0 2,0 1,7 1,25 1,0 0,8 0,3 0,1 0,075 0,07 Mn²+ , мг/ дм3 0,5 0,5 0,4 0,4 0,37 0,1 0,1 0,05 0,05 0,03 0,03 Жорсткість води (іони Ca²⁺, Mg²⁺), 7,0 6,8 6,7 6,2 5,2 4,1 1,0 0,3 0,1 0,09 0,08 мг‧екв/дм3 63 Вихідний вода 2.5 2 1.5 1 Fe²⁺ / Fe³⁺, мг/ дм3 0.5 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Тривалість контакту фаз, хв Рисунок 3.11 – Вміст заліза у воді залежно від тривалості контакту фаз 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 Mn²+ , мг/ дм3 0.1 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Тривалість контакту фаз, хв Рисунок 3.12 – Вміст марганцю у воді залежно від тривалості контакту фаз 8 7 6 5 4 3 CЖaо²р⁺,сMткgіс²т⁺ь),води (іони2 1 мг‧екв/дм3 0 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Тривалість контакту фаз, хв Рисунок 3.13 – Жорсткість води залежно від тривалості контакту фаз 64 Вміст заліза, мг/дм3 Вміст марганцю, мг/дм3 Вміст заліза, мг/дм3 Виходячи з отриманих даних можна зробити висновок, що використання іонообмінної смоли Amberlite IR120 дозволить скоротити технологічний процес, а саме попередню фільтрацію для видалення іонів заліза і марганцю, так як Amberlite IR120 не тільки помякщує воду але і ефективно знижує вміст даних іонів. Встановлено, що оптимальний час контакту складає 40 хв, саме за цей час вода досягає нормативних значень відповідно до СОУ 15.9-37-237:2005 “Вода підготовлена для лікеро- горілчаного виробництва”. 65 РОЗДІЛ 4 ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА 4.1 Принципова технологічна схема виробництва Вода Спирт етиловий ректифікований Фільтрація домішки (пісочні фільтри) Фільтрація (Amberlite IR120) Фільтрація домішки (пісочні фільтри) Демініралізація (зворотно-осматична установка) Купаж води Приготування водно-спиртової суміші Купажування (внесення інгредієнтів і коректування міцності) Фільтрація (пісочні фільтри) Активоване вугілля Фільтрація Фільтрація (пісочні фільтри) Розлив Рисунок 4.1 – Принципово-технологічна схема 66 4.2 Опис апаратурно-технологічної схеми Підготовка води. Вода містить багато заліза тому воду змішують з розчином гіпохлориту натрію в потоці і направляють в збірник 3, де відбувається реакція окиснення Fe2+ до іонів Fe3+, які випадають в осад. Розчин гіпохлориту натрію готується в збірнику 1. Після відстоювання вода направляється насосом 4 на пісочний фільтр 5, далі насосом 6 подається на натрій-катіонітові фільтри 7, заповнені іонообмінною смолою Amberlite IR120. Для знесолення води зворотньоосмотичним способом частину пом’якшеної води електронасосом високого тиску 8 подають на два, послідовно з’єднані, зворотньоосмотичні апарати 9. Очищена вода /пермеат/ з першого і другого роздільника відбирається через пермеатовідвідні труби в загальний колектор пермеату і збирається в збірнику очищеної води 10. Концентрат / вода з високим вмістом домішок/ збирається в колекторі концентрату і відводиться з установки. Контроль якості очищеної води здійснюється за допомогою солеміра. Для регенерації і консервування зворотньоосмотичних мембран готують миючі і консервуючі розчини, які перед використанням фільтрують. Кращим режимом роботи установки є безперервний. Знесолена вода з збірників 10 насосами 11 подається на змішування в потоці з пом’якшеною водою, яка виходить з натрій-катіонітових фільтрів 7 і надходить на виробництво горілок і лікеро-горілчаних напоїв. Виробництво горілок. Питна вода, яка пройшла стадію очистки поступає в напірний збірник 17. Спирт із спиртосховища через стаціонарні мірники 12 і питна вода з збірника 17 самопливом поступають в безперервнодіючу автома-тизовану 67 установку приготування водно-спиртових розчинів /поз.18/. Паралельно працює періодична схема приготування сортівки. Через мірники 13 і 14 спирт етиловий ректифікований поступає в напірний чан, звідки спирт і питна вода з напірного збірника 17 надходять в сортировочний чан 19. Приготовлений водно-спиртовий розчин з апаратів 18 і 19 поступає в напірні збірники сортівки 20, а звідти самопливом направляється на фільтраційну батарею. Спочатку на попередає фільтрування через пісочні фільтри 21, потім через вугільні колонки 22. Оброблену активованим вугіллям горілку направляють для заключного фільтрування на пісочних фільтрах 21. Швидкість фільтрування контролюють ротаметрами, які встановлюють після вугільних колонок. Потік горілки з пісочного фільтра 21 направляють 18 в доводні чани 24, в які вносять інгредієнти, передбачені рецептурою, і в разі необхідності міцність горілки доводять до стандартної. Із збірника 25 горілку направляють на розлив. Перед розливом в пляшки горілку фільтрують на контрольних фільтрах , виготовлених з різних матеріалів - металевих сіток, капронових тканин, кераміки та ін і встановлених на трубі перед розливним автоматом. Виправний брак із всіх стадій технологічного процесу /промивка пісочних фільтрів, підготовка вугільних колонок до регенерації вугілля, зливи горілки з пляшок, де є включення при перевірці на лінії розливу і т.д./ фільтрують через фільтр 21, збирають в збірнику 27 і направляють на приготування сортировок горілок в сортировочний чан 19 . Невиправний брак збирають в збірнику 26 і направляють на ректифікацію або на денатурацію на спиртовий завод. 68 4.3 Розрахунок продуктів Асортимент Для розрахунку візьмемо розподіл загальної кількості горілки та настойки наведений у табл. 4.1. [24] Таблиця 4.1 – Вихідні дані і втрати при виробництві лікеро-горілчаних напоїв Сорт Міцність, Втрати спирту в перерахунку Інгредієнти, горілки % за на безводний спирт, % що треба об’ємом додати до В У цеху Загальні 1000 дал очисному розливу горілки цеху Українська Люкс 96,3 40 0,50 1,29 1,79 147,87 Цукор 25кг, оригінальна Кришталева Вищої 96,0 40 0,46 0,40 0,86 147,02 Деревій очистки звичайний 1,5 кг Таблиця 4.2 – Купаж на 1000 дал Продукти Одиниці Горілка Настойка вимірюва «Українська «Кришталева» ння оригінальна» Цукор кг 25 - Деревій звичайний кг - 1,5 Виправлена вода кг 625,398 621,798 Цукровий сироп кг 29,79 - 65,8%-ий Ароматний спирт Дм3 - 10 деревію 69 Тип вихідного ректифікованого спирту Вихідного спирту, хс Горілки, настойки Кількість води, що треба додати до 1000 дал спирту, дал Визначення кількості цукру[24] Витрата цукру для приготування цукрового сиропу на 1000 дал становитиме – 25 кг (табл. 4.2) Втрати цукру до введеного в купаж становлять 2,4%. З урахуванням втрат, витрата цукру дорівнюватиме: Рг = 25·0,024+25 = 25,6 кг. Визначення кількості цукрового сиропу Кількість цукрового сиропу знаходимо за формулою: Рц.с= (Рц‧100к‧100)/(100-в)Х Де Рц - витрата цукру, кг, К – втрата цукру 2,4 % В – вологість цукру, 0,14% Х - концентрація цукрового сиропу, 65% Рц.с= (25‧0,65‧1,024‧100‧100)/(100-0,15)65 = 25,64 кг V = 25,64/1,3240 = 29,79 л. Витрата води, враховуючи 10 % на випаровування під час кип’ятіння цукрового сиропу: В = (Рц.с. – РцК1)100/(100-10) = (29,79-25‧1,012)100/90 = 5,0 л. Витрати спирту Кількість спирту, що витрачається на виробництво горілки визначають, враховуючи безповоротні його втрати при приготуванні водно-спиртової суміші (сортівки), перекачуючи її в напірне відділення, обробці суміші активованим вугіллям, її фільтрації, а також при її розливі. Втрати 70 обчислюють в об'ємних процентах від кількості спирту, витраченого на виробництво горілки. Розрахунок спирту визначають двояко: в перерахунку на безводний спирт і на спирт ректифікований, що містить деяку кількість води. Витрату безводного спирту для виробництва 1000 дал будь-якої горілки визначають за формулою: , де Аі – витрата безводного спирту для отримання 1000 дал відповідної горілки, дал; хі – міцність горілки (вміст спирту в горілці), об.% ; n – загальні втрати спирту при приготуванні та розливі горілки, часток одиниць. У перерахунку на ректифікований спирт формула матиме вигляд: , де А1і – витрати ректифікованого спирту для одержання 1000 дал відповідної горілки, дал; хс – міцність ректифікованого спирту, об.% НО(і) - витрати безводного спирту для одержання 1000 дал відповідної горілки, дал; В(і) - міцність ректифікованого спирту,% за об'ємом. Користуючись наведеними формулами, обчислимо витрату спирту 1000 дал кожного виду горілки. [24] Безводний спирт, дал: - для горілки «Українська оригінальна» - дал; - для настойки «Кришталева» 71 дал; Ректифікований спирт, дал: - для горілки «Українська оригінальна» дал; - для настойки «Кришталева» Витрата етилового спирту для приготування ароматних спиртів[24] Середня міцність ароматних спиртів дорівнює 78%. Визначаємо кількість безводного спирту: 10· 0,78 = 7,8 дал. Якщо врахувати втрати безводного спирту 4% від заливаного в куб, що працює під атмосферним тиском, то його втрати становитимуть: 7,8·0,04+7,8 = 8,112 дал У вигляді спирту - ректифікату вищої очистки міцністю 96,0 об.% буде рівним: 8,112 ·100 / 96,0 = 8,45 дал. Кількість спирту, що додають у купаж[24] У відповідності зі знайденим Анф, визначимо кількість спирту, яку вводять у купаж. Для цього із загально річної витрати спирту, що йде на приготування напоїв, виключимо спирт напівфабрикатів: Ад = Азаг - Анф = 420,28-8,45=411,83 дал. 72 Витрати виправленої води[24] Для спрощення розрахунку домовимось, що наведені втрати спирту супроводяться такими самими за величиною втратами води. Таке припущення має певні підстави, бо спирт завжди випаровується у вигляді водно-спиртової суміші, захоплюючи з собою пару води. Крім того, спирт втрачається не лише за рахунок випаровування, а й у вигляді механічних втрат водно-спиртової суміші. Витрату виправленої води для приготування 1000 дал сортівки будь-якої горілки визначають з урахуванням стиску водно- спиртової суміші за формулою: , де В витрата виправленої води для отримання 1000 дал відповідної горілки, дал; Аі - витрата ректифікованого спирту для одержання 1000 дал відповідної горілки, дал; в - кількість води, яку треба добавити до 1000 дал спирту для утворення водно-спиртової суміші заданої концентрації спирту (міцності), % за об'ємом, дал. Таким чином, витрата виправленої води для приготування 1000 дал сортівки становитиме, дал: - для горілки «Українська оригінальна» дал; - для настойки «Кришталева» Розрахунок кількості сортівки[24] Кількість горілки, що готується, більша за кількість горілки, яка є в збірниках готової продукції. Це пояснюється тим, що у виробництві горілки Утворюється і накопичується брак горілки і водно-спиртової суміші, який 73 можна використати як домішку до сортівки. Такий брак називають виправним. До нього відносять залишки водно-спиртової суміші з апаратів змішувачів, напірних резервуарів. Частина водно-спиртової суміші повертається у виробництво при випорожненні фільтрів та вугільних колонок перед регенерацією вугілля, а також з цеху розливу під час розлив контрольного бракеражу продукції. Кількість браку, який можна виправити в мийному цеху, становить 0,3-0,8% об'єму виробленої продукції. Кількість виправного браку становить у середньому 1,0% об'єму вироблюваної продукції. Візьмемо для розрахунку загальну суму продуктів, що повертається в сортувальне відділення, таку, що дорівнює 2,5% об'єму вироблюваної продукції. Кількість неповоротних втрат у вигляді браку, який не може бути виправленим при виробництві горілки, становить 0,1% об'єму вироблюваної продукції. Отже, визначаючи кількість сортівки, що готується, треба врахувати два види браку: який можна виправити та використати у виробництві горілки та який переробці на горілку не підлягає. Останній після випаровування та зміцнення можна використати при виробництві денатурованого непитного спирту. Об'єм сортівки (С) для приготування 1000 дал будь-якої горілки визначимо за рівнянням: , , де к - поправочний коефіцієнт; Пз.в - загальна сума втрат продукції в очисному і розливному цехах, часток одиниці; Пп.в. - загальна сума продуктів, що повертається в очисне відділення, часток одиниці; Пб.б.- неповоротні втрати у вигляді невиправного браку ,часток одиниці. - для горілки «Українська оригінальна» 74 к = 1+0,0179+0,025+0,001 = 1,0439; Тоді об’єм сортівки складає: - для горілки " Українська оригінальна " дал; Об'єм поворотних продуктів на кожний сорт горілки складає: 1000·0,025=25 дал; Об'єм невиправного браку на кожний сорт горілки складає: 1000·0,001=1 дал; Якщо врахувати втрати горілок при розливі і вважати, що в розливному цеху утворюється весь виправний і невиправний брак в кількості 0,8% об'єму готової продукції до поправочний коефіцієнт для визначення об'єму горілок у збірниках готової продукції становитиме: - для горілки «Українська оригінальна» к1 = 1+0,0129+0,001+0,008 = 1,0219; Тоді об'єм горілок в збірнику готової продукції становитиме: - для горілки " Українська оригінальна " дал; Витрати речовин, які додають у купаж [24] Горілка - це спиртовий напій, який одержують обробкою активованим вугіллям водно-спиртового розчину з додаванням до нього інгредієнтів або без них з подальшою фільтрацією. При цьому інгредієнти, що додаються, не повинні змінювати кольору горілки. Витрати речовин, які додають до водно- 75 спиртової суміші при виготовленні горілок відповідно до діючих рецептур наведені в табл. 4.1 Обчислені дані щодо кількості продуктів на 1000 дал горілки подано в табл.4.2. Таблиця 4.2 - Виробнича програма для випуску горілки «Українська оригінальна», настойки «Кришталева» Продукти Одини Горілка Настойка ця «Українська «Кришталева» виміру оригінальна» Безводний спирт дал 407,290 403,47 Спирт «Люкс» дал 422,938 - Спирт вищої очистки дал - 411,83 Виправлена вода дал 625,398 621,798 Сортівка дал 1043,9 - Поворотні дал 25 - продукти Невиправний брак дал 1 - Горілка в збірниках дал 1021,9 - готової продукції Ароматний спирт дал - 1,0 деревію Цукор-пісок кг 25,6 - 4.4 Розрахунок економічної ефективності Необхідно очистити води: 625,398+621,798 = 1247,196 дал Продуктивність адсорбера: (дал/зміну). Масові витрати сорбенту для очищення 155,9 дал/зміну води: (кг/зміну), 76 де 0,4 – кількість сорбенту, яка витрачається на очищення 3 дал води при забезпеченні її ефективних показників і відповідності нормативній документації. Об’єм адсорбера при d= 0,7 м, h=4 м складає: (м3). При заповненні адсорбера на 80 % (з урахуванням проскоку) об’єм адсорбенту складає: Vадс. = 1,54·0,8 = 1,2 (м3). Маса адсорбенту при його насипні масі обчислюємо: mадс. = 820 ·1,2 = 984 (кг), де 820 кг/м3 – насипна маса сорбенту. Кількість змін роботи адсорбера до регенерації адсорбенту: �� = ��адс = 984 пал �� 20,8 = 48 змін, Масові витрати сорбенту для очищення води: 984 кг → 64 змін; mпал→ 288 змін; �� = 984⋅288 пал 48 = 5900кг ≈ 6т. Річна вартість адсорбенту : В = 170 000·6=1 020 000 грн, де 170 000 – вартість 1 т Amberlite IR120 Маса активованого вугілля при його насипні масі обчислюємо: mадс. = 520 ·1,2 = 624 (кг), 77 де 520 кг/м3 – насипна маса сорбенту. Кількість змін роботи адсорбера до регенерації адсорбенту: �� = ��адс = 624 пал �� 20,8 = 30 змін, Масові витрати сорбенту для очищення води: 624 кг → 30 змін; mпал→ 288 змін; �� 624⋅288 пал = 30 = 5990кг ≈ 6т. Масові витрати активованого вугілля: ��вуг = 0,5⋅1247,196 1000 = 0,664кг, де, 0,5 – маса активованого вугілля, який витрачається на очищення 1000 дал води. Річна вартість активованого вугілля складає: 100 000·6 = 600 000 грн, де 100 000 – вартість 1 т активованого вугілля. Річна вартість іонообмінна смоли для пом'якшення води складає: 150 000·6 = 900 000 грн, де 150 000 – вартість 1 т натрій – катіонітових іонітів. Вартість очистки води за класичною схемою: 600 000 + 900 000 = 1 500 000 грн. 78 Річна економічна ефективність від заміни активованого вугілля і натрій-катіонітових іонітів Amberlite IR120 при очищенні води складає: 1 500 000 – 1 020 000 = 480 000 грн. Таблиця 4.3 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів горілки «Українська оригінальна» Перелік сировини та Одиниця Норма Ціна, грн Сума , грн. матеріалів виміру витрат на 1000 дал Спирт «Люкс» л 4229,38 80 338 350,4 Виправлена вода м3 6,254 60 375,24 Цукор-пісок кг 25,6 20 512 Amberlite IR120 кг 20,8 170 3536 Всього 342773,64 На 1 дал = 342773,64/1000 = 342,77грн Таблиця 4.4 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів горілки «Українська оригінальна» за класичною схемою очистки води Перелік сировини та Одиниця Норма Ціна, грн Сума , грн. матеріалів виміру витрат на 1000 дал Спирт «Люкс» дал 422,938 800 338 350,4 Виправлена вода м3 6,254 60 375,24 Цукор-пісок кг 25,6 20 512 Na – катіонітовий фільтр кг 20,8 150 3120 Активоване вугілля кг 20,8 100 2080 Всього 344437,64 79 На 1 дал = 344437,64 /1000 = 344,44 грн. Економія складає: 344,44 – 342,77 = 1,67 грн. Таблиця 4.5 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів настойки «Кришталева» Перелік сировини та Одиниця Норма Ціна, грн Сума , грн. матеріалів виміру витрат на 1000 дал Спирт вищої очистки дал 411,83 800 329 464 Виправлена вода м3 6,218 60 373,08 Деревій звичайний кг 1,5 440 660 Amberlite IR120 кг 20,8 170 3536 Всього 334 033,08 На 1 дал = 334033/1000 = 334,03 грн. Таблиця 4.6 – Розрахунок вартості сировини та матеріалів настойки «Кришталева» за класичною схемою очистки води Перелік сировини та Одиниця Норма Ціна, грн Сума , грн. матеріалів виміру витрат на 1000 дал Спирт «Люкс» дал 422,938 800 329 464 Виправлена вода м3 6,254 60 373,08 Деревій звичайний кг 1,5 440 660 Na – катіонітовий фільтр кг 20,8 150 3120 Активоване вугілля кг 20,8 100 2080 Всього 335 697 На 1 дал = 335 697/1000 = 335,697 грн. Економія складає: 335,697 – 334,07 = 1,63 грн. 80 ВИСНОВКИ Якість води є визначальним чинником у виробництві лікеро-горілчаних виробів, оскільки саме вода становить 60–90 % кінцевого продукту. Навіть незначні відхилення за показниками мінералізації, жорсткості чи вмісту органічних домішок суттєво впливають на смакові властивості, прозорість, аромат та стабільність напоїв. Використання сучасних методів водопідготовки — іонного обміну, сорбції на активованому вугіллі, мембранних технологій (зворотний осмос, нанофільтрація), ультрафільтрації та УФ-знезараження — дає можливість досягти стабільної якості води та значного зниження технологічних ризиків. Натрій-катіонітне пом’якшення ефективно знижує загальну жорсткість, що запобігає утворенню мутності у водно-спиртових сумішах та покращує стабільність готового продукту. Однак надмірне зниження мінералізації може вимагати додаткової корекції складу води. Сорбція на активованому вугіллі забезпечує видалення органічних домішок, ароматичних речовин, хлору та мікрозабарвлень. Це сприяє отриманню чистого, м’якого смаку та нейтрального аромату, що є критично важливим для горілок і настойок. Комбіновані схеми водопідготовки (використання Amberlite IR120) забезпечують найбільш передбачувану та контрольовану якість води. Експериментальні дослідження показують, що якість води прямо корелює з органолептичними характеристиками готової продукції: чим нижчий рівень домішок і чим стабільніший мінеральний склад, тим вище чистота смаку, відсутність сторонніх присмаків, краща «м’яккість» і стабільність під час зберігання. Впровадження сучасних систем водопідготовки підвищує конкурентоспроможність лікеро-горілчаних виробів, забезпечує відповідність міжнародним стандартам і зменшує вплив коливань якості вихідної води на виробничий процес. 81 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 1. ДСТУ 4256:2021 Горілки та горілки особливі. Технічні умови. 2. ДСТУ 4257:2021 Напої лікеро-горілчані. Технічні умови. Дата прийняття: 20.05.2021 3. ДСТУ 4258:2021 Напої слабоалкогольні. Загальні технічні умови. Дата прийняття: 26.05.2021 4. ДСТУ 4221:2003. Спирт етиловий ректифікований. Технічні умови. 5. ДСанПіН 2.2.4-171-10 (ДСанПіН 2.2.4- 400-10). Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною: затверджено Наказом Міністерства охорони здоров'я України № 400 від 12.05.2010 [Електронний ресурс]. URL: https://zakon.rada.gov.ua/laws/show/z0452- 10#Text. Дата звернення: 18.11.2025. 6. ДСТУ 7525:2014 Вода питна. Вимоги та методи контролювання якості 7. Інноваційні технології продуктів бродіння і виноробства: Підруч./ С.В. Іванов, В.А. Домарецький, В.Л. Прибильський та ін.//За заг. ред. д-ра хім. наук, проф. С.В. Іванова. К. : НУХТ, 2012. 487 с. 8. Ковальчук В.П. Нормування якості підготовленої води для лікерогорілчаного виробництва/ В.П. Ковальчук, С.І. Олійник //Наукові праці ОНАХТ, 2007, №30, С. 215–217. 9. Ковальчук, В. П. Водопідготовка у лікеро-горілчаному виробництві / В. П. Ковальчук, С. І. Олійник // Водопідготовка в харчовій промисловості. Аква-Україна-2006. Екологічні технології : матер. наук.-практ. конф., 19-21 вересня. 2006 р. – К.: Європейська водна Асоціація, 2006. – С. 356 – 358. 10.Мембранні технології [URL: https://hydroeco.in.ua/ua/p1321159350- vodopodgotovka-dlya-likero.html ]. 82 11.Павлюк , Ю., Шліхта , О., & Бабаджанова , О. (2023). Вимоги до якості води для лікеро-горілчаних напоїв. UNIVERSUM, (3), 94–99. https://archive.liga.science/index.php/universum/article/view/610 . 12.Marynchenko, L., Marynchenko, V., & Hyvel, M. (2017). Research of mineral adsorbents application for water-alcohol solutions purification in technology of alcoholic beverages. EUREKA: Physics and Engineering, (4), 3-10. 13.Олійник, С. І. Кондиціювання води у виробництві алкогольних напоїв / С. І. Олійник // Сучасні проблеми технології спирту та напоїв : кол. монографія. – Київ : ДНУ «УкрНДІспиртбіопрод», 2024. – С. 80–140. 14.Zainab, M. A. A. (2021). MODERN APPROACHES IN THE WATER TREATMENT PROCESS. In ИННОВАТИКА В СОВРЕМЕННОМ МИРЕ: ОПЫТ, ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ (pp. 36- 42). 15.Liu, Ting, Xiaoyan Liu, Nigel Graham, Wenzheng Yu, and Kening Sun. "Two-dimensional MXene incorporated graphene oxide composite membrane with enhanced water purification performance." Journal of Membrane Science 593 (2020): 117431. 16.Nijaguna, G.S., Manjunath, D.R., Abouhawwash, M., Askar, S.S., Basha, D.K., Sengupta, J., "Deep Learning-Based Improved WCM Technique for Soil Moisture Retrieval with Satellite Images," Remote Sensing, vol. 15.0, no. 8.0, 2023, , doi: 10.3390/rs15082005. 17.Oleg Kuzmin, Sergii Suikov, Oleksandra Niemirich , Iryna Ditrich, Iryna Sylka. Effects of the water desalting by reverse osmosis on the process of formation of water-alcohol mixtures. 1H NMR spectroscopy studies . Ukrainian Food Journal. Volume 6. Issue 2. 2017. -239-257 С. 18.Różański M, Pielech-Przybylska K, Balcerek M. Influence of Alcohol Content and Storage Conditions on the Physicochemical Stability of Spirit Drinks. Foods. 2020 Sep 9;9(9):1264. doi: 10.3390/foods9091264. PMID: 32916918; PMCID: PMC7555269. 83 19.Олійник, С. І. Удосконалення технології кондиціювання води для лікеро-горілчаного виробництва : автореф. дис. ... канд. техн. наук : 05.18.05 "Технологія цукристих речовин та продуктів бродіння" / Олійник Світлана Іванівна ; НУХТ. - К., 2012. - 20 с. https://www.researchgate.net/publication/322148106_Effects_of_the_water_ desalting_by_reverse_osmosis_on_the_process_of_formation_of_water- alcohol_mixtures_1H_NMR_spectroscopy_studies 20.40.Загальні технології харчової промисловості: Метод. вказівки до вик. лаб. практикуму студ. заоч. форми навчання напряму підготовки 6.051701 ‘‘Харчові технології та інженерія‘‘ спец. “ Технологія продуктів бродіння і виноробства ” / Укл.: А.М. Куц, М.В. Бондар, Ю.В. Булій. – К: НУХТ, 2011. – 53 с. 21.ДСТУ 4165:2003. Горілки і горілки особливі. Правила приймання і методи випробовування 22.ДСТУ ISO 6332:2003 (ISO 6332:1988, IDT). Якість води. ВИЗНАЧАННЯ ЗАЛІЗА. Спектрометричний метод із використанням 1,10-фенантроліну. ДП «УкрНДНЦ» http://uas.gov.ua 23.ДСТУ ЮО 9297:2007. (ІБО 9297:1989, ЮТ). Якість води. Визначення хлоридів. Титрування нітратом срібла із застосуванням хромату як індикатора (метод Мора) . 24.Розрахунок продуктів бродильних виробництв, лікеро-горілчаних і безалкогольних напоїв / М.М. Коробов, І.М. Ройтер, П.М. Мальцев [та ін.// Під ред. Коробова М.М.] - К.: Вища школа, 1972. - 380 с. 84 Додаток А Додаток Б 85 УДК 663.5.022:628.16 РОЛЬ ЯКОСТІ ВОДИ У ФОРМУВАННІ СМАКУ ТА АРОМАТУ ЛІКЕРО-ГОРІЛЧАНИХ НАПОЇВ Ленець І.А., здобувачка групи МТБВ-403 кафедри харчових технологій Осипенкова І.І., к.т.н., доцент кафедри харчових технологій Черкаський державний технологічний університет Вода є основною складовою лікеро-горілчаних виробів, на 1 дал переробленого спирту витрачається близько 9-12 дал води. З цієї кількості 1,5-2,0 дал іде на приготування лікеро-горілчаних напоїв, 5-6 дал на миття пляшок, близько 1 дал – на отримання пари. Тому показники чистоти, мінерального складу й структурних характеристик безпосередньо визначають якість готової продукції. Сучасні тенденції харчової промисловості спрямовані на підвищення безпечності, органолептичної стабільності та збереження автентичних властивостей напоїв, що зумовлює необхідність удосконалення процесів водопідготовки. Смак і аромат більшості алкогольних напоїв залежать від багатьох факторів, включаючи підготовку води. Від складу води залежить створення сенсорних характеристик алкогольних напоїв, які пов'язані з отриманням різноманітних бажаних хімічних сполук. Ці сполуки утворюються на різних етапах виробництва лікеро-горілчаних напоїв, але важливо, щоб вони були отримані у правильних пропорціях. В даний час основною метою підготовки води є вилучення з її структури сполук, які впливають на початкові сенсорні характеристики напою [1]. Вважається, що смак води залежить від розчинних в ній газів та мінеральних речовин. Наприклад вуглекислий газ позитивно впливає на смак лікеро-горілчаних напоїв, натомість аміак та сірководень викликають неприємний смак і запах. Мінеральні речовини відіграють важливу роль у формуванні органолептики готового напою. Хлориду натрію у великій кількості надає солонуватий присмак, сульфат натрію – гіркий, солі цинку – в’язкий, солі міді – металевий [1]. Із проведених досліджень визначили, що кращий смак був у лікеро- горілчаних напоїв, які мали твердість води в межах 0,2-0,4 мг·екв/дм3, вміст заліза не перевищував 0,2 мг/дм3, хлоридів до 25 мг/дм3. Якість води може суттєво впливати на органолептичні властивості лікеро-горілчаних напоїв. У промисловості якість води для харчових напоїв визначається головним чином законодавством, що забезпечує мікробіологічну та хімічну безпеку води. Література 86 1. Sheibani, E., & Mohammadi, A. (2018). The impacts of water compositions on sensory properties of foods and beverages cannot be underestimated. Food Research International, 108, 101-110. 2. Інноваційні технології продуктів бродіння і виноробства: Підруч. / С. В. Іванов, В. А.Домарецький, В.Л. Прибильський та ін.. // За заг.ред. д-ра хім..наук. проф..С. В. Іванова. – К.: НУХТ, 2012. – 487 с. 87