Технологическая схема розлива. Технологическая схема водочного производства. Расчет количества спирта и воды для приготовления водно-спиртовой смеси

Минеральные воды, разливаемые в бутылки, в зависимости от химического и газового состава, а также способа налива подразделяют на четыре технологические группы: 1) негазированные воды; 2) углекислые воды; 3) углекислые воды, содержащие железо; 4) гидросульфитные и гидросульфидно-сероводородные воды.

К первой технологической группе относятся наиболее стойкие минеральные воды, которые не подвергаются окислению в процессе розлива и не изменяют химического состава.

Технологическая схема розлива негазированных вод, относящихся к первой технологической группе, приведена на рисунке 1.15.

Минеральная вода из скважин 1 под собственным напором или с помощью глубинного насоса подается в герметически закрытый сборник 3, установленный в каптажном сооружении 2. Из сборника 3 минеральную воду насосом 4 перекачивают в сборник 5 для хранения и по мере надобности подают насосом 4 на керамические фильтры 6, откуда она поступает в противоточный теплообменник 7, а затем в промежуточный сборник. Из этого сборника воду насосом 4 подают в сатуратор 9, куда из станции газификации 35 поступает диоксид углерода, доставленный на завод в специализированных цистернах 36. Насыщенная С0 2 минеральная вода направляется через обеззараживающую установку 10 в резервуар разливочной машины 22. Доставляемую на поддонах 11 в кулях 12 или ящиках 13 стеклотару укладывают в ящики и подают по ленточному транспортеру 14 к автоматам для выемки бутылок из ящиков 15.

Извлеченные из ящиков бутылки подаются ленточным транспортером 14 к загрузочному устройству бутылкомоечной машины 18, проходя при этом мимо смотрового экрана 17. Вымытые бутылки пластинчатым транспортером 16 направляются к смотровому экрану 17 для проверки качества мойки. Затем бутылки проходят последовательно разливочный автомат 22, укупорочный 23, бракеражный полуавтомат 24, этикетировочный автомат 25 и поступают на автомат для укладки бутылок в ящики 26, к которому ленточным транспортером 14 подаются порожние ящики. Готовую продукцию, уложенную в ящики 27, укладывают на поддоны в штабеля 28 для транспортирования в склад готовой продукции. Концентрированный раствор щелочи доставляют на завод в автоцистернах 29, из которых его насосом 30 перекачивают в сборник 31 для хранения.

По мере надобности концентрированный раствор щелочи насосом 30 из этого сборника перекачивают в сборник-мерник 32, откуда он поступает в емкость 33 для приготовления рабочего раствора щелочи, или непосредственно перекачивают в сборник-мерник 21. Отработавший раствор щелочи сливают в приемный сборник 19 и после отстаивания подают насосом 20 на фильтр 34, затем -- в емкость для приготовления рабочего раствора 33.

Кронен-пробку для укупорки бутылок с минеральной водой доставляют на завод в мешках 40, уложенных на поддонах 11. Из мешков кронен-пробку засыпают в бункер 39, откуда она по лотку поступает в приемный бункер магнитного подъемника 38 и доставляется ленточным транспортером 37 к бункеру укупорочной машины.

Ко второй технологической группе относятся минеральные воды, химический состав которых подвержен изменению. Поскольку содержащийся в них диоксид углерода является стабилизатором химического состава, розлив таких вод в бутылки необходимо вести в условиях незначительного избыточного давления, создаваемого С0 2 , что исключит до минимума возможность дегазации.

Технологическая схема розлива минеральных вод, относящихся ко второй технологической группе, идентична приведенной выше, но все технологические операции, связанные с транспортировкой, хранением и розливом их, проводятся под незначительным избыточным давлением С0 2 .

К третьей технологической группе относятся воды, содержащие от 5 до 70 мг железа в 1 л.

Во избежание образования осадка в бутылке при розливе этих минеральных вод должны быть обеспечены условия, предотвращающие окисление железа и дегазацию вод в процессе розлива. С этой целью в минеральную воду вводят раствор стабилизирующих кислот -- аскорбиновой или лимонной.

Минеральные воды, содержащие железо, относятся к водам неглубинной циркуляции. Они в наибольшей степени подвержены бактериальному загрязнению. Вторичное загрязнение вод возможно при перекачке, хранении, обработке и розливе в бутылки. Введение органических кислот может послужить источником питания для нетоксичных микроорганизмов, встречающихся в минеральных водах, в частности сульфатредуцирующих. Поэтому минеральные воды, содержащие железо, должны подвергаться обязательному обеззараживанию. Содержание С0 2 в готовой продукции должно быть не менее 0,4% мае, а для укупорки их следует использовать только кронен-пробки с прокладками из полимерных материалов.

Розлив железистых минеральных вод, относящихся к третьей технологической схеме, проводится по общепринятой технологической схеме представленной на рисунке 1.2

Дополнительный процесс стабилизации химического состава вод при розливе проводится по следующей технологической схеме. Минеральная вода из скважины 1, расположенной в капотажном сооружении 6, поступает в герметически закрытый сборник 3, снабженный предохранительным клапаном 2 и манометром. Из этого сборника вода насосом 4 перекачивается в сборник 5, откуда передается на производство. В питающий трубопровод к сборнику 5 вносят раствор стабилизирующей кислоты, концентрированный раствор которой находится в сборнике 8. Рабочий раствор готовят в сборниках 7, снабженных мешалками.

Рисунок 1.2 Технологическая схема розлива негазированных минеральных вод, относящихся к первой технологической группе

В случае транспортирования минеральных вод, содержащих железо, на расстояние до 200 км используют герметичные автоцистерны, из которых предварительно вытесняют воздух диоксидом углерода, подаваемым из углекислотных баллонов. Стабилизирующий раствор при этом вводят в цистерну или промежуточную емкость, из которой также предварительно вытесняют воздух.

При использовании для транспортирования двухкамерных автоцистерн проводят последовательное вытеснение воздуха С0 2 и заполнение водой каждой камеры отдельно. Полноту вытеснения воздуха из цистерн и промежуточной емкости проверяют по помутнению баритовой или известковой воды, через которую барботируют воздух, выходящий из цистерн или промежуточной емкости. После полного вытеснения воздуха из цистерн или промежуточной емкости подачу С0 2 прекращают. Автоцистерны заполняют минеральной водой на 9/10 объема. Транспортирование минеральной воды ведут под незначительным избыточным давлением С0 2 .

Для розлива гидросульфидно-сероводородных и гидросульфитных вод, объединенных в четвертую технологическую группу, могут использоваться минеральные воды с содержанием сероводорода до 20 мг/л и гидросульфидов до 30 мг/л. Так как содержащиеся в этих водах восстановленные формы серы предрасположены к окислению с образованием коллоидной серы, вызывающей опалесценцию воды, и, кроме того, ни сероводород, ни гидросульфидионы не являются полезными компонентами воды, в технологическую схему розлива таких вод вводят технологический прием, направленный на выведение их из состава минеральных вод.

Розлив минеральных вод, объединенных в четвертую технологическую группу, проводится по технологической схеме, приведенной на рисунке 1.15, с дополнительной обработкой воды в скруббере. Для этого минеральную воду из накопительной емкости подают насосом в верхнюю часть скруббера, заполненного кольцами Рашига. Одновременно с этим в нижнюю часть скруббера подают С0 2 . Вода, стекая тонким слоем по поверхности колец. Рашига, интенсивно контактирует с С0 2 , при этом происходит смещение равновесия в сторону образования сероводорода, который выносится из минеральной воды током диоксида углерода. Вода после десульфирования насосом направляется в сборник для хранения, а диоксид углерода, отходящий из скруббера, может быть подвергнут очистке и повторно использован

Производство негазированных безалкогольных напитков включает в себя следующие основные технологические стадии:

Приготовление сахарного сиропа;

Деалкоголизация спиртосодержащего сырья, входящего в состав напитка;

Приготовление купажного сиропа или напитка;

Розлив напитка в бутылки или крупную тару (бочки, фляги, контейнеры, автоцистерны, автотермоцистерны);

Пастеризация напитка;

Бракераж;

Наклеивание этикеток и передача готовой продукции на склад;

Хранение и транспортировка готовой продукции.

Организацию производства негазированных напитков, горячих напитков и негазированных коктейлей осуществляют в соответствии с технологической схемой, приведенной на рис. 3.

Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема производства негазированных безалкогольных напитков.

Купажный сироп для негазированных напитков на настоях, эссенциях и других ароматизаторах готовят холодным способом. Для этого сахарный песок из мешков 1, доставляемых на поддонах 2, взвешивают на весах 3 и засыпают в приемный буккер нории 4 которая доставляет его в промежуточный бункер 5. По мере надобности сахар при перемешивании вносят в сироповарочный котел 6, куда предварительно задают исправленную воду из сборника-мерника 17.

После растворения сахара раствор доводят до кипения и кипятят для уничтожения слизеобразующих бактерий. Затем сироп через сетчатую ловушку 7 и теплообменник 9 насосом 8 направляют в сборник 10 для инверсии сахарозы (инверсию проводят по желанию производителя напитков). Инвертированный сироп насосом 8 перекачивают в купажный аппарат 13, куда при перемешивании вносят из сборников-мерников 11, 12, 14, 15, 16 все составляющие напитков, включая консервант (при изготовлении напитка с консервантом). Смесь тщательно перемешивают в течение 15 - 25 мин и оставляют в покое на 2 ч для уничтожения микрофлоры. После этого в купажный аппарат вносят расчетное количество воды температурой не выше 20 °С, раствор тщательно перемешивают в течение 15 - 20 мин, определяют физико-химические и органолептические показатели и насосом 21 подают на фильтр-пресс 20 для фильтрования. Осветленный напиток затем поступает в сборник-мерник 18, а из него передается на розлив в бутылки или крупную тару.

При розливе напитка, приготовленного без консерванта, напиток после герметизации бутылок может быть направлен в тоннельный пастеризатор или перед розничным розливом в бутылки - на пастеризационную установку 19, или разлит в горячем состоянии .

Купажные сиропы для горячих напитков, коктейлей и крюшонов готовят горячим способом, предварительно отогнав алкоголь из спиртосодержащего сырья в сироповарочном котле или другом оборудовании.

Затем в деалкоголизованный виноматериал, вино или спиртованный сок при изготовлении горячих напитков вносят расчетные количества сахара и других компонентов, смесь тщательно перемешивают и кипятят для уничтожения слизеобразующих бактерий. После этого смесь доводят исправленной водой до заданного объема, вносят ароматизаторы, тщательно перемешивают, фильтруют и передают в сборник-мерник 18, а из него - на пастеризационную установку 19 или в сборник, оснащенный рубашкой для подогрева, а затем разливают в потребительскую тару. Бутылки с напитком герметично укупоривают, подвергают визуальному осмотру, отбраковывают некачественную продукцию и передают на этикетировочный автомат.

При изготовлении коктейлей и крюшонов в деалкоголизованное сырье вносят расчетное количество сахара, смесь кипятят, после чего пропускают ее через сетчатую ловушку 7 и насосом 8 передают на теплообменник 9 для охлаждения. Затем охлажденный сироп направляют в купажный аппарат 13, куда при перемешивании вносят все составляющие напитка, включая консервант. Смесь тщательно перемешивают для подавления роста микроорганизмов, фильтруют, доводят исправленной водой до заданного объема напитка и передают на розлив в бутылки или крупную тару. Перед розливом в бутылки коктейль или крюшон может быть подвергнут пастеризации в потоке и разлит в бутылки в горячем состоянии или направлен на пастеризацию в бутылках на пастеризаторах.

Цех розлива питьевой воды в бутылки различного обьема:

На нижеприведенной схеме отражен цех розлива - вариант размещения линии розлива воды с производительностью 80 бутылок в час в максимальной комплектации. То есть термотоннель для усадки колпачков и упаковщик бутылок 19 литров в ПЭ пакеты - это опциональное оборудование и приобретается по желанию заказчика.

Данная схема разливочного цеха является примерной - для предварительного понимания необходимых размеров помещения. Чтобы заказать подробную схему размещения оборудования на производственных площадях для вашего бизнеса,


На схеме ниже представлен вариант размещения оборудования розлива в бутыли 19 литров с производительностью 150 бутылок в час. Основу такой линии составляет - QGF-150 WellSpring.


На последней схеме представлен вариант размещения с производительностью 240 бутылок в час.


Данные схемы являются типовыми и приведены на нашем сайте для примера. Инженеры нашего Сервисного центра разработают проект размещения линии розлива воды и напитков на производственных площадях конкретно для Вашего предприятия с учетом производительности и с подводом коммуникаций.

Схема размещения оборудования в цеху розлива " ":

в бутыли 19 литров, как правило, включает в себя следующий набор оборудования:

	Линия розлива автоматическая (производительная)	Подробная информация
1	Автомат для удаления старых пробок	Вполне объяснимое стремление населения крупных городов употреблять в пищу экологически чистую «живую» воду активно поддерживается ее производителями, которые налаживают производство по розливу воды и поставки этого своеобразного «топлива» как в офисы, так и частным клиентам. Для организации небольшого бизнеса по производству бутилированной питьевой воды (розлив воды) достаточно производственного помещения, в котором весь процесс производства осуществляется в два основных этапа: очищение воды и розлив воды на специальном оборудовании с поледующей групповой упаковкой. Подробнее о процессе розлива воды Вы можете ознакомиться в описании работы оборудования на нашем сайте.

Водкой называется крепкий алкогольный напиток, приготовленный смешиванием этилового ректификованного спирта и воды с последующей обработкой водно-спиртовой смеси.

Сорта водки отличаются друг от друга крепостью, т.е. содержанием этилового спирта, качеством применяемого сырого материала — ректификованного спирта и применяемых некоторых добавок (сахар, уксуснокислый натрий), вносимых для смягчения вкуса и улучшения запаха. 40%-ная водка готовится на спирте-ректификате, все остальные сорта водки — на спирте-ректификате высшей очистки. При приготовлении “московской особой” водки добавляют уксусную кислоту и двууглекислый натрий, из которых образуется уксуснокислый натрий; при приготовлении “столичной” водки вносят сахар.

Производство водки состоит из следующих операций: приемки спирта, подготовки (исправления) воды, приготовление водно-спиртовой смеси (сортировки), фильтрации водно-спиртовой смеси, обработки водно-спиртовой смеси активным углем и повторной фильтрации, доведения водки до стандартной крепости, розлива водки (рисунок 1).

Рисунок 1 — Схема производства водки

Приемка спирта

Спирт-ректификат принимают по объему, который измеряют коническими (от 250 до 1000 дал) и цилиндрическими (75 дал) мерниками. Одновременно с измерением объема измеряют и крепость спирта, как и в спиртовом производстве. Для приемки спирта на заводах оборудуют спиртоприемные отделения (цехи). Спирт из автоцистерн сливают через нижний штуцер по резиновому шлангу Из железнодорожных цистерн спирт сливают с помощью насоса или самотеком. Первым способом пользуются только в случае расположения приемных мерников выше уровня железнодорожных цистерн. При расположении приемных мерников ниже уровня железнодорожных цистерн спирт сливают с помощью сифонной установки (рисунок 2), состоящей из резинового гофрированного шланга, ручного насоса и воронки. Один конец трубы 1, снабженной трубчатым наконечником, погружают в в цистерну 2 до дна, а другой соединяют со сливной коммуникацией 3. Открывают краны 4 и 5 и при закрытых кранах 6 и 7 и всех кранах, соединяющих эту коммуникацию с коническим 8 и цилиндрическим 9 мерниками, при помощи насоса 10 или вакуума засасывают спирт из цистерны. Как только в сливной воронке 11 появится спирт, насос останавливают, открывают кран 7 и кран перед коническим мерником, в который должен поступать спирт.

Использование установки из трех мерников дает возможность оперативно производить приемку спирта с необходимыми замерами и расчетами. Во время заполнения одного из мерников, со второго спирт скачивают через приемную емкость 12 с помощью спиртового насоса 13 в цистерны спиртохранилища.

Рисунок 2 — Схема спиртоприемного отделения с сифонной установкой для слива спирта

Вода и ее подготовка

Вода должна удовлетворять требованиям питьевой воды, не содержать вредных примесей, должна быть бесцветной, прозрачной, без запаха и быть приятной на вкус. Общая жесткость воды не должна превышать 1,60483 мг-экв/л (4,5°) и временная — 0,35663 мг-экв/л (1 0). Если жесткость воды превышает установленные пределы, то ее исправляют, т.е. умягчают натрийкатионитовым или содово-известковым методом.

Содово-известковый метод применяется редко из-за значительного расхода реагентов и громоздкого оборудования. Натрийкатионитовый метод позволяет получать исправленную воду с минимальной жесткостью 0,07132-0,178-30 мг-экв/л (0,2-0,5°). Катионитовая установка проста по устройству, компактна и удобна в обслуживании. При поступлении воды с большой временной жесткостью применяют комбинированный способ. Обработку сначала ведут содо-известковым методом, а затем натрийкатионированием. Вместо комбинированного метода можно применять метод Na — Н-катионирования или, пользуясь только натрий катионитовым методом, производить нейтрализацию исправленной воды минеральными кислотами (HCl или H 2 SO 4).

Приготовление водно-спиртовой смеси

Приготовление сортировки производят следующим образом. В герметически закрытый чан, называемый сортировочным чаном, набирают из мерников рассчитанное количество спирта соответственно требуемой крепости сортировки, а затем добавляют воду до получения заданного объема сортировки. После добавления в чан воды производят тщательное перемешивание с помощью мешалки или способом перекачивания насосом, или барботированием сжатым воздухом (рисунок 3).

Воздух для перемешивания подается от компрессора или воздуходувки через лучевой барботер с отверстиями диаметром 1,5 мм. Расход воздуха около 1 м 3 на 1 м 2 поперечного сечения чана в минуту. Для улавливания спирта из воздуха, выходящего из сортировочных чанов, должны быть установлены спиртоловушки.

В спиртовом отделении выше чана-смесителя на площадке устанавливают конический и цилиндрический мерники, чанки возвратных продуктов, мерник умягченной воды, чанокдля раствора гидрокарбонатанатрия (соды), несколько ниже-насос (во взрывобезопасном исполнении) для перекачки сортировки в напорный чан перед фильтрами.

1 — мерник умягченной воды; 2 — чанок раствора соды; 3 — сборник возвратных продуктов; 4, 5 — мерники спирта; 6 — чан-смеситель; 7 — насос
Рисунок 3 — Схема приготовления сортировки периодическим способом

Известен способ непрерывного приготовления сортировки. Для этого используют смеситель, в который непрерывно через барботеры вводят воду и спирт при постоянной температуре и напоре, регулируя подачу с помощью кранов. Ниже приведена схема установки для непрерывного автоматизированного приготовления сортировки.

Спирт и умягченная вода соответственно из емкостей 1 и 2 поступают в напорные баки 3 и 4, снабженные поплавковыми регуляторами уровня (рисунок 4). Потоки спирта и воды измеряются стеклянными ротаметрами (типа Рс-2,5Ж и РС-4Ж), регулируются вентилями 23 и 25 и смешиваются в смесителе 9, снабженном коллектором 8, который служит для распределения воды. Соотношение потоков спирта и воды принимают таким, чтобы крепость сортировки после смесителя была на 0,5-1,5% об. выше 40%-ной (1:1,38-1,44). Окончательно ее доводят водой, поступающей из напорного бачка 4 через ротаметр 7 (РС-0.63Ж) и исполнительный механизм 16 в продуктовый трубопровод перед насосом 11. Контроль за работой насоса осуществляется с помощью технического мановакууметра 10, а производительность регулируется вентилем 29.

Для определения крепости сортировки и отработки соответствующего пневматического сигнала служит проточный пневматический датчик 14. Отбор сортировки на датчик после насоса производится вентилями 26 и 27 через фильтр-газоотделитель 13. Скорость протекания сортировки измеряется ротаметром 17. Отработанный датчиком плотности суммарный пневматический сигнал поступает в блок контроля и регулирования 15, состоящий из вторичного прибора и пропорционально-интегрального регулятора, и далее на исполнительный механизм 16.

Вторичный прибор снабжен кнопочным устройством для управления работой установки в ручном и автоматическом режиме.

1 — емкость спирта; 2 — емкость умягченной воды; 3 — напорный бак с регулятором уровня спирта; 4 — напорный бак с регулятором уровня воды; 5 — расходомер спирта; 6 — расходомер воды; 7 — расходомер добавочный воды; 8 — коллектор; 9 — смеситель; 10 — мановакуумметр; 11 — центробежный насос; 12, 34, 35 — манометр; 13 — фильтр-газоотделитель; 14 — датчик плотности; 15 — блок контроля и регулирования плотности; 16 — пневматический исполнительный механизм; 17 — расходомер раствора, отбираемого на датчик; 18, 30, 33 — вентили запорные и регулирующие; 19, 20, 21, 22 — запорные вентили; 23, 24, 25 — вентили, регулирующие расход компонентов; 26-29 — вентили, регулирующие отбор газа из сортировки и подачи ее на датчик плотности; 31 — панель дистанционного управления; 32 — фильтр для очистки воздуха.
Рисунок 4 — Схема непрерывно действующей установки для приготовления сортировок

При возникновении разбалансировки между текущим значением плотности и заданным регулятор блока 15 изменяет выходной пневматический сигнал, обеспечивающий соответствующее изменение положения клапана в исполнительном механизме в сторону выравнивания получаемой крепости с заданной.

Установка для непрерывного приготовления сортировки полностью герметизирована, что снижает потери спирта по сравнению с периодическим способом на 0,03%. Ее компактность позволяет снизить производственную площадь.

Расчет количества спирта и воды для приготовления водно-спиртовой смеси

Количество спирта, необходимое для приготовления сортировки, рассчитывают по формуле:

V сп и V сорт — соответственно объемы спирта и сортировки;
а сп и а сорт — крепости спирта и сортировки

Фильтрация водно-спиртовой смеси

Для освобождения от взвешенных частиц водно-спиртовую смесь фильтруют два раза: до обработки и после обработки активным углем.

В качестве фильтрующего материала используют кварцевый песок. Фильтрацию производят под давлением столба жидкости с помощью песочных фильтров, в которых на сетчатой перегородке, покрытой фильтрующей тканью из фланели или сукна, помещают кварцевый песок.

Фильтрация водно-спиртовой смеси происходит под давлением столба жидкости, сортировка поступает на фильтр самотеком из напорного бака, распложенного выше фильтров. По мере увеличения количества профильтрованной жидкости высота слоя осадка на фильтрующем материале увеличивается. Увеличивается сопротивление потоку и снижается скорость фильтрации. Для устранения этого фильтр периодически очищают. Фильтрацию водно-спиртовой смеси через кварцевый песок производят на песочных фильтрах (рисунок 5).

1 — корпус; 2 — днище; 3 — крышка; 4 — штуцер подачи; 5 — патрубок выхода; 6 — фонарь; 7 — кран — воздушник; 8 — штуцер спуска
Рисунок 5 — Песочный фильтр с контрольным фонарем

Песочный фильтр изготавливают из листовой меди в виде цилиндрического корпуса 1, луженного внутри, со сферическими днищем 2 и съемной крышкой 3, прикрепленной к фланцу корпуса болтами. Высота фильтра 1100 мм, диаметр 700 мм. С помощью двух съемных луженых перфорированных дисков, покоящихся на прикрепленных к корпусу кольцах, фильтр разделен на три камеры: верхняя и нижняя камеры свободные, средняя заполнена кварцевым песком в два слоя общей высотой 700 мм. В нижнем слое зерна имеют размер от 1 до 3,5 мм, в верхнем — 3,5-5 мм. Перед заполнением песком на нижний диск кладут медный луженый или деревянный обруч, обтянутый фланелью или шинельным сукном. Такие же обручи размещают между слоями песка и над верхним диском. Зазоры между обручами и корпусом фильтра забивают ватным жгутом.

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

Песочные фильтры для фильтрации водки отличаются тем, чтизготавливаются из нержавеющей стали, снабжены ротаметром и стеклянным фонарем 6 на выходной трубе. Ротаметром контролируют скорость фильтрации, посредством фонаря — прозрачность водки.

Первые, мутные порции фильтрата возвращают в чан-смеситель. После получения чистого фильтрата фильтрацию ведут со скоростью 0,77 м/ч (30 дал/ч), регулируя ее плавным поворотом наполнительного крана.

После работы фильтра 20-30 сут (скорость при открытом кране становится малой) его выключают для перезарядки.

Известно несколько типов песочных фильтров, которые широко применяются для фильтрации сортировок в ликеро-водочной промышленности. Они разделяются по конструкции на однопоточные и двухпоточные.

В однопоточных песочных фильтрах сортировка подается сверху, а отводится снизу (рисунок 6). Двухпоточный песочный фильтр (рисунок 7) дополнительно снабжен трубчатым дренажным устройством, трубы которого обвернуты мелкой сеткой с отверстием 0,2-,03 мм. Нижний слой песка с зернами 2-3 мм имеет высоту 50 мм, средний с размером зерен 1,5-2 мм — ту же высоту и верхний с зернами размером 0,5-1 мм -высоту 400-600 мм. Дренажное устройство находится посредине этого слоя песка. Сортировка поступает в фильтр снизу и сверху и выводится через дренажную систему. Поток сортировки, идущий снизу, фильтруется сначала через крупные, затем через средние и, наконец через мелкие зерна песка. Верхний поток сортировки фильтруется только через мелкие зерна.

1 — корпус; 2 — штуцер подачи с распределительным устройством; 3 — штуцер отвода; 4 — дренажное устройство; 5 — распределительное устройство; 6 — перегородка; 7 — верхний слой песка; 8 — средний слой; 9 — нижний слой
Рисунок 6 — Однопоточный песочный фильтр 1 — корпус; 2 — распределительные устройства; 3 — перегородка; 4 — выводной патрубок; 5 — окно; 6 — дренажное устройство; 7 — верхний слой; 8 — средний слой; 9 — нижний слой
Рисунок 7 — Двухпоточный песочный фильтр

Регенерация песка в однопоточных и двухпоточных фильтрах ведется обратным током воды: сортировки при предварительной фильтрации, водки — при окончательной фильтрации в течение 10-12 мин.

Применяются также керамические фильтры, фильтрующим органом в которых является керамические плитки. Регенерацию керамических плиток производят обработкой соляной кислотой и прокаливанием в муфельной печи при 500-600°С.

Обработка водно-спиртовой смеси активным углем

Для удаления из сортировки примесей, придающих ей неприятный вкус и запах, ее обрабатывают активным углем марки БАУ. Кроме адсорбирования некоторых примесей, активный уголь катализирует реакции окисления спирта и его примесей с образованием органических кислот и их последующую этерификацию, т.е. образование сложных эфиров. Активный уголь загружается в колонки, изготовленные из меди или нержавеющей стали. Сортировку фильтруют снизу вверх через последовательно соединенные угольные колонки.

Регенерация отработанного активного угля

Примеси спирта и воды по мере проведения фильтрации, накапливаясь в порах угля, снижают его поглотительную активность. Колонки обычно пропускают от 15000 до 100000 дал сортировки и более. Периодически необходимо восстанавливать адсорбционную и каталитическую способности отработанного угля. Для этого отработанный уголь регенерируют в колонке водяным паром при 110-130°С. В результате обработки примеси, поглощенные углем, отгоняются.

Фильтрация водки

После обработки активным углем водку фильтруют для отделения мельчайших примесей и получения прозрачного продукта с кристальным блеском. Фильтрацию водки производят в песочных или керамических фильтрах. В последних фильтрующей перегородкой служат керамические плитки с размерами пор 40μ.

Доведение водки до требуемой крепости

Профильтрованная водка поступает в доводные чаны, где ее перемешивают и проверяют крепость. При отклонении крепости водки от стандартной ее доводят до требуемой добавлением спирта или воды. После этого водку направляют на розлив.

Производство водки включает подготовку воды, приготовление водно-спиртовой смеси, фильтрацию водно-спиртовой смеси, обработку водно-спиртовой смеси активным углем, фильтрацию водки и доведение ее до стандартной крепости, подготовку посуды и розлив. Аппаратурно-технологическая схема полунепрерывного производства водки представлена на рис. 1.

Подготовка воды. Ликерно-водочные заводы используют воду городских водоканалов и артезианских скважин. В алкогольных напитках содержится до 85% воды, поэтому качество готовой продукции в значительной степени определяется органическими и минеральными примесями воды. Наибольшее значение придают жесткости, которая зависит от содержания в воде гидрокарбонатов, хлоридов, сульфатов и других солей кальция и магния.

При смешивании спирта с водой растворимость солей кальция и магния понижается. Особенно плохо растворяется в водно-спиртовых смесях гидрокарбонат кальция - Са(НС0 3) 2 .

Рис. 1. Аппаратурно-технологическая схема полунепрерывного производства водки:

1 - солерастворитель; 2 - ионнообменный реактор; 3 - мерник умягченной воды; 4, 5 - мерники спирта; в - смеситель; 7 - насос; 8 - напорный резервуар для водно-спиртовой смеси; 9 - однопоточный песочный фильтр для предварительной фильтрации; 10 - реактор-адсорбер; 11 - однопоточный фильтр для окончательной фильтрации; 12 - расходомер; 13 - сборник готовой продукции; 14 - теплообменник; 15 - ловушка-адсорбер; Б - поваренная соль; В -вода; Г -водка; Е - воздух; К - канализация; Я-исправимый водочный брак для повторного использования; О - конденсат спиртовых паров (спиртовые отгоны); П -пар; Р - дополнительное сырье; С - спирт.

В водках, приготовленных на жесткой воде, выпадает осадок, в состав которого входит главным образом карбонат кальция - СаСО 3 . Образование осадка приводит к потере товарного вида готовой продукции и значительно удорожает подготовку стеклянной тары при повторном ее использовании, поэтому напитки готовят на воде с жесткостью до 1,6 мг*экв/л.

Большое влияние на показатели качества воды оказывают примеси, находящиеся в концентрациях, превышающих пороговые, т. е. минимально ощутимые. Так, катионы магния сообщают воде горьковатый привкус, железа - железистый, а меди - металлический. Газы аммиак и сероводород обусловливают характерный неприятный вкус и запах воды. В воде могут содержаться песок и глина. Эти взвеси ухудшают ее прозрачность и засоряют трубопроводы. В весенне-летний период в воде повышается содержание кремниевой и гуминовой кислот, которые находятся в тонкодисперсном состоянии (размер частиц 1*10 -5 -1*10 -6 мм ) и образуют устойчивые, плохо осветляемые растворы. Из такой воды нельзя получить водку высокого качества.

К технологической воде в ликерно- водочном производстве предъявляют очень высокие требования. Исходную воду подрабатывают с целью ее очистки и умягчения до 0,35 мг*экв/л. В практике заводов применяют следующие способы подготовки воды: осветление, умягчение и дезодорацию.

Осветлением называют процесс выделения из воды различных твердых частиц. Грубодисперсные взвеси - песок и глину - обычно удаляют фильтрацией через фильтры, заполненные

слоем кварцевого песка. Тонкодисперсные взвеси - гумми-вещества и кремниевую кислоту удаляют коагуляцией с последующей фильтрацией воды через песочные фильтры. Коагуляция - процесс укрупнения частиц дисперсной системы вследствие их взаимного слипания. Для укрупнения частиц, несущих отрицательный заряд, в воду задают специальные вещества - коагулянты, нейтрализующие заряд взвесей или понижающие его до критического значения. При этом укрупненные частицы оседают в виде хлопьев и вода осветляется.

В качестве коагулянтов применяют, сульфат алюминия или сульфат железа из расчета 50-100 г на 1 л воды.

Умягчение - удаление из воды катионов кальция и магния, обусловливающих ее жесткость. Наиболее распространен в промышленности ионнообменный способ умягчения воды. Он основан на способности некоторых практически нерастворимых в воде органических или неорганических веществ, называемых катионитами, обменивать катион Na+ своих активных групп на катионы Са 2+ и Mg 2+ , содержащиеся в воде. Умягчаемую воду пропускают через слой катионита. Реакции ионного обмена обратимы и для катионита в Na-форме представлены в следующем виде:

Умягчающая способность катионита постепенно истощается. Ее восстанавливают регенерацией раствором поваренной соли. При регенерации реакция ионного обмена смещается справа налево.

Воду умягчают в установке, главным элементом которой является ионнообменный реактор, 2 (рис. 1). Реактор представляет собой цилиндрический сосуд. На бетонной подушке реактора расположено дренажное устройство для равномерного отвода умягченной воды и солевого раствора при регенерации катионита; оно используется также для подвода воды при взрыхлении. На бетонную подушку насыпан слой песка, служащий для предотвращения уноса катионита в дренажную систему. На песок насыпан катионит слоем 1,5 м. В качестве катионита применяют сульфоуголь или синтетическую смолу КУ-2-8чС, превышающую по обменной способности сульфоуголь в три раза.

Реактор работает под давлением до 0,5 МПа, имеет диаметр 0,7-1,0 м, высоту 3,2-3,6 м.

Полный цикл работы установки включает умягчение воды, промывку, взрыхление, регенерацию и отмывку водой катионита. Неумягченная вода поступает в реактор сверху вниз, проходит через катионит со средней линейной скоростью 15 м/ч и направляется в сборник-мерник умягченной воды 3 (рис. 1). Когда жесткость воды в сборнике увеличится до 0,1 мг-экв/л, умягчение прекращают и приступают к промывке катионита водой снизу вверх. После промывки восстанавливают обменную способность катионита 10%-ным раствором соли, непрерывно поступающей из солерастворителя. Далее катионит отмывают от следов соли и приступают вновь к умягчению воды.

Длительность цикла зависит от жесткости исходной воды и обменной способности катионита; она обычно находится в пределах от 12 до 48 ч.

Цель дезодорации - устранить из воды неприятные запахи и привкусы, обусловленные небольшим количеством примесей органического происхождения. Для этого используют химические и физико-химические методы обработки воды. Г. И. Фертман и Б. П. Луцкая рекомендуют дезодорировать воду для алкогольных напитков с помощью древесного активного угля или ионнообменной смолы - макропористого анионита АВ-22.

Приготовление водно-спиртовой смеси. Для приготовления водки спирт смешивают с очищенной и умягченной водой. Водно-спиртовая смесь называется сортировкой. В сортировку добавляют также вспомогательное сырье. Например, на 1000 дал водки «Экстра» вносят 25 кг сахара и до 10 г дихромата калия.

Водно-спиртовые смеси готовят периодическим и непрерывным способами. При периодическом способе применяют стальные смесители d: Н = 1: 1,2; V=3-12 м 3 . Приготовление сортировки длится примерно 1,5 ч. Вначале в смеситель из мерников задают расчетное количество спирта, а затем воду. Смесь перемешивают центробежным насосом или сжатым воздухом в течение 5-20 мин, а затем корректируют ее крепость добавлением воды или спирта.

После добавки водных растворов вкусовых веществ смесь вновь перемешивают и перекачивают насосом в напорные резервуары. Воздух, содержащий пары спирта, направляют в ловушку-адсорбер.

Рис. 2. Схема установки для непрерывного приготовления водно-спиртовой смеси:

1 - сборник-мерник спирта; 2- сборник-мерник воды; 3,4- регуляторы напора спирта и воды соответственно; 5 - расходомер спирта; 6 - расходомер основного потока воды; 7- расходомер дополнительного потока воды; 8 - смеситель; 9- насос; 10- вентиль; 11- воздухоотделитель; 12 - отборное устройство для регистрации давления; 13 - преобразователь температуры; 14 - преобразователь плотности; 15 - регулятор плотности водно-спиртовой смеси с коррекцией по температуре; 16 - исполнительный механизм; Б- водно-спиртовая смесь; В - умягченная вода; Г - воздух; С - спирт.

Cxeмa установки для непрерывного приготовления однородной по составу водно-спиртовой смеси представлена на рис. 2. Установка оборудована приборами для автоматического контроля и регулирования концентрации спирта в смеси с точностью +0,1% об. от номинальной. Работа установки состоит в следующем. Спирт и вода в соотношении 1:1, 38+1,44 через регуляторы напора и расходомеры соответственно поступают в двухступенчатый смеситель проточного типа. Такое соотношение потоков позволяет получить крепость сортировки выше номинальной на 0,5+1,5%. При выходе из смесителя сортировка засасывается и дополнительно перемешивается центробежным насосом, работа которого контролируется мановакуумметрами, а производительность регулируется вентилем.

Автоматическое устройство обеспечивает подачу дополнительного количества воды для получения номинальной крепости сортировки. Растворы вспомогательного сырья дозируют через особые мерники.

Приготовленная сортировка через воздухоотделитель далее направляется на фильтрацию.
Описанный способ позволяет при производительности установки 3- 5 м 3 /ч обеспечить стабильность крепости сортировки, снизить потери спирта и высвободить производственные площади.

Фильтрация водно-спиртовой смеси. Водно-спиртовую смесь фильтруют на типовых песочных фильтрах цилиндрической формы (d=0,7 м, Н = 1,1 м). Фильтры загружают двумя слоями мелкого и крупного песка и оборудуют прокладками из фланели или сукна. Сортировка поступает непрерывно и проходит через фильтр сверху вниз с линейной скоростью 0,77 м/ч. После фильтров смесь направляется в угольные реакторы. При снижении скорости фильтрации производят регенерацию песка промыванием его водой и слабым раствором соляной кислоты в специальных пескомоечных машинах.

Фильтр работает без перезарядки около месяца.

На ликерно-водочных заводах применяются также высокопроизводительные одно- и двухпоточные фильтры, представляющие собой модернизированные типовые фильтры. В них нет матерчатых прокладок, песок строго уложен по фракциям. Фильтры оборудованы коллекторами для равномерного поступления исходной сортировки в один или два потока. Вывод профильтрованной смеси осуществляется через дренажные перфорированные устройства. Песок регенерируют в течение 10 мин обратным током водно-спиртовой смеси без вскрытия фильтра. Скорость фильтрации смеси на двухпоточном фильтре возрастает до 7,0 м 3 /ч, а продолжительность непрерывной работы до 8 мес.

Производительность такого фильтра почти в 10 раз выше, чем типового, она равна 2,5-3 м 3 /ч.

Обработка водно-спиртовых смесей активным углем. В ликерно-водочном производстве применяют березовый активный уголь марки БАУ (ГОСТ 6217-52). Величина зерен такого угля от 1 до 5,0 мм. В угле содержится адсорбированный кислород и окислы некоторых металлов, поэтому при обработке сортировки углем происходят как сорбционные, так и окислительные процессы. В результате этих процессов, изменяется химический состав сортировки и улучшаются органолептические показатели.

Обработку сортировки активным углем осуществляют непрерывно двумя способами: динамическим и в «псевдокипящем» слое сорбента. В первом случае водно-спиртовую смесь пропускают через реактор колонного типа (d = 0,7 м, Н = 4,3 м), заполненный активным углем, высота слоя которого равна 4,0 м. Во втором - с целью оптимизации окислительных и сорбционных: процессов и снижения удельного расхода угля сортировку пропускают через систему реакторов, в которых создан турбулентный режим движения- потока.

Интенсивность потока смеси выше критической- 5-8 л/(м2-с), что обеспечивает переход неподвижного слоя" угля во взвешенное состояние и значительно повышает производительность- установки.

Установка для обработки сортировки активным углем в динамическом" режиме (рис. 3) состоит из реактора, песочных фильтров и теплообменника. Технология обработки заключается в следующем. Профильтрованная водно-спиртовая смесь непрерывно поступает в реактор снизу и проходит слой угля с различной скоростью в зависимости от сорта водки и степени использования угля.

При использовании свежего адсорбента скорость обработки сортировки" водки «Экстра» - 0,3 м 3 /ч, а «Водки» - 0,6 м 3 /ч. Смесь выводится из реактора сверху и направляется для окончательной фильтрации в песочный фильтр.

В процессе эксплуатации реактора активность угля истощается, поэтому скорость прохождения смеси постепенно снижают, но не меньше чем до- 0,05 м 3 /ч. Контролируют работу реактора по разности во времени раскисления перманганата калия сортировкой до и после обработки ее углем. Если эта разность будет меньше 2,5 мин, фильтр отключают на регенерацию..
Длительность межрегенерационного периода составляет от 1 до 5 мес. Перед регенерацией реактор освобождают от водно-спиртовой смеси. Уголь регенерируют паром в течение 6 ч при давлении 0,07 МПа и температуре 115°С. Образовавшиеся водно-спиртовые пары поступают в теплообменник. Полученный конденсат паров крепостью 55% об. направляют на денатурацию или ректификацию.

Для снижения потерь спирта вытесняемый из аппаратов воздух выводят в атмосферу через ловушку, заполненную активным углем.

На Московском ликерно-водочном заводе введена в действие установка для обработки сортировки в псевдокипящем слое мелкозернистого активного угля. Производительность установки 5 м3/ч. В качестве реакторов использованы угольные колонны с диаметром 0,7 м, оборудованные расширителями-сепараторами для предотвращения уноса частичек угля из аппарата.

Фильтрация водки и доводка ее до стандартной крепости . Водку фильтруют после обработки активным углем

на песочных фильтрах описанной выше конструкции. При использовании взвешенного слоя угля ее фильтруют дважды: вначале на фильтре с намывным слоем, а затем на песочном фильтре. Применение первого фильтра повышает качество фильтрации и увеличивает длительность межрегенерационного периода песочного фильтра. В качестве намывного слоя применяют диатомит или мелкозернистый активный уголь. Полученную прозрачную водку направляют в сборник готовой продукции.

В необходимых случаях корректируют крепость водки добавлением исправленной воды или спирта.

Рис. 3. Схема установки для непрерывной обработки водно-спиртовой смеси во взвешенном слое активного угля:

1 - двухпоточный песочный фильтр для предварительной фильтрации; 2 - ротаметры; 3 - реакторы; 4 - дозатор фильтрующего материала; 5 -насос; 6-фильтр с намывным слоем; 7 - пневморегулятор; 8- двухпоточный песочный фильтр для окончательной фильтрации; В - вода; Г - воздух в спиртоловушку; Д - фильтрующий материал; И - исправимый брак для повторного использования; О - конденсат спиртовых паров после регенерации; П - пар; С - водно-спиртовый раствор.

Потери спирта при приготовлении, фильтрации и обработке сортировки активным углем полунепрерывным способом составляют 0,6-0,7% к введенному.