Введение
Хотя споры о том, где именно появилась водка, не утихают по сей день, «патентом» на это изобретение владеет Россия. Причем сегодня об этом заявляют как отечественные историки и производители сорокаградусной, так и авторитетные зарубежные издания. Например, в знаменитой «Британской энциклопедии» говорится, что впервые водка начала производиться в России в XIV веке, и даже название этого напитка происходит от русского слова «вода». Уже в XV веке в Московском государстве возникает промышленное производство «хлебного вина» (так в ту пору называли водку). Изначально для приготовления напитка применялись спирты различного происхождения, однако позже основным сырьем для их производства стали зерновые культуры – в основном рожь и пшеница. Кстати, по сей день, специалисты считают, что это самое лучшее сырье для производства спирта. Патент на водку, как смесь спирта и воды в отношении весов 40% и 60%, был взят российским правительством в 1894 году, на основе которого вскоре начал выпускаться сорт водки «Московская особая». По мнению некоторых историков, большую роль в этом сыграла докторская диссертация Д.И. Менделеева «Соединения спирта с водою», в которой показывается нелинейность зависимости плотности спиртоводного раствора от градусности раствора и ошибочность смешивания объемов спирта и воды. В ходе исследований ученый выяснил, что при соединении спирта с водой спирт «сжимает» смесь (поэтому из 1 литра воды и 1 литра спирта никогда не получится 2 литра жидкости). Наибольшее сжатие смеси происходит при взаимном растворении в весовом соотношении 54,12% воды и 45,88% безводного спирта, что в пересчете на объемные доли и составляет 40% об. Исследование Менделеева оказалось «услышано» российским правительством, которое использовало его в запатентованном рецепте водки, которая должна была иметь крепость 40% об.
Водка является очень известным и популярным продуктом, особенно в нашей стране. В России потребление водки превышает 15 литров в год на человека. В соответствии со стандартами ЮНЕСКО, это предельно высокая цифра, превышение которой несет угрозу здоровью и развитию личности. Для сравнения, в Финляндии, стране, граждане которой также очень любят выпить, в год на человека приходится 9 литров чистого алкоголя.
Между тем европейский уровень предельно допустимого количества потребления водки может и не распространяться на граждан России. Как выяснили ученые из Российского университета дружбы народов, у русских есть так называемый «азиатский» ген, который позволяет выпить водки в 10 раз больше, чем сможет любой европеец [1].
Целью производственной практики является ознакомление и освоение методов и методик контроля качества водки. Темой производственной практики является «Контроль качества водки. Проверка водки на крепость.» Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1. Ознакомление с нормативными документами, на основании которых осуществляется контроль качества водки.
2. Изучение методов и методик контроля качества водки.
3. Закрепление теоретических и практических знаний и освоение новых.
1 Общая часть
1.1 Этиловый спирт, его свойства и характеристика
Этиловый спирт (С2Н5ОН) представляет собой бесцветную прозрачную жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом; химически чистый спирт имеет нейтральную реакцию, а применяемый в пищевой промышленности (из-за содержащихся в нем органических кислот) – слабокислую реакцию.
При нормальном давлении этиловый спирт кипит при 78,3 «С и замерзает при -117 °С. Плотность спирта и его растворов зависит от температуры и с повышением ее уменьшается. В производстве пользуются относительной плотностью, показывающей отношение массы единицы объема спирта (или его раствора) к массе единицы объема воды при температуре 20 «С. Относительная плотность спирта при этой температуре равна 0,79067; при температуре 4 °С, когда плотность воды максимальная, относительная плотность спирта равна 0,78927.
Этиловый спирт очень гигроскопичен; легко поглощает влагу из воздуха, а также из растительных и животных тканей. Употребление неразбавленного спирта может вызвать ожог слизистой оболочки пищевода.
Прием небольшой дозы алкоголя оказывает пьянящее действие на человека, в больших количествах вызывает состояние, близкое к наркозу. Пары спирта вредны для человека. Предельно допустимая концентрация их в воздухе 1000 мг/м3, токсическая – 1600 мг/м3. Запах паров спирта ощущается в воздухе при концентрации 250 мг/м3.
Спирт смешивается с водой в любых соотношениях. Процесс смешения сопровождается выделением тепла, повышением температуры, называемой теплотой смешения, величина которой зависит от соотношения смешиваемых жидкостей и их температуры. При смешении спирта с водой наблюдается уменьшение объема смеси – адиабатическое сжатие (концентрация). Величина сжатия возрастает с увеличением крепости смеси, однако, только до54% об., после чего с повышением сжатие соответственно уменьшается.
Выделение тепла и сжатие объема смешиваемого спирта с водой свидетельствуют о взаимодействии молекул спирта и воды. Однако ни спирт, ни вода при этом на теряют своих первоначальных свойств и легко могут быть разделены перегонкой.
Спирт более летуч, чем вода. Если вводно-спиртовой раствор тратить в открытом, широком сосуде, то крепость раствора в связи с более быстрым испарением спирта будет снижаться и в сосуде через некоторое время может остаться только вода. Этиловый спирт и его крепкие водные растворы легко воспламеняются и горят бледно-голубым слабосветящимся пламенем, образуя в качестве конечных продуктов воду и углекислый газ.
1.2 Способы получения спирта
Этиловый спирт принадлежит к числу продуктов, применяемых во многих отраслях народного хозяйства. В настоящее время отечественная промышленность вырабатывает пищевой и технический этиловый спирт.
Пищевой спирт получают из зерна, картофеля, мелассы, сахарной свеклы. Его применяют для приготовления ликероводочных изделий, спиртования виноградных и плодово-ягодных вин, в производстве парфюмерных изделий, в медицине и фармацевтической промышленности и для выработки пищевого уксуса.
Технический спирт получают из этилен содержащих газов (синтетический спирт), древесины (гидролизный спирт) и сульфитных щелоков – отхода производства целлюлозы из древесины по сульфитному способу (сульфитный спирт). Технический спирт применяют как растворитель в производстве синтетического каучука, Синтетического волокна, искусственных шелка и кожи, пластических масс, органического стекла, лаков и красок и для других целей этииловый спирт получают микробиологическим и химическим способами.
Химический способ основан на присоединении воды к этилену. Известно два варианта синтеза спирта – серно-кислотный и прямой гидратации этилена. В первом варианте из этилена в концентрированной серной кислоты образуется кислый эфир – этилсеная кислота, которая затем разлагается водой при нагревании на этиловый спирт и серную кислоту.
При прямой гидратации смесь этилена и водного пара пропускают под давлением 6,5–7,5 МПа при температуре 230–300 °С над катализатором.
Спирт, полученный химическим способом, называется синтетическим. Производство синтетического спирта экономически выгодно, себестоимость его примерно в 4 раза меньше, чем спирт из пищевого сырья, и в 2 раза меньше, чем гидролизного. Синтетический спирт используют только для технических целей; для пищевых целей его применять запрещается.
Микробиологическим путем спирт получают из различного растительного сырья.
Производство этилового спирта из зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы основано на ферментативном гидролизе крах-мала сырья и сбраживании образующихся сахаров и сахаров, содержащихся в сахарной свекле и мелассе, дрожжами (одно клеточными неподвижными микроорганизмами).
Производство пищевого спирта складывается из следующих основных процессов: разваривание растительного сырья с водой с целью нарушения его клеточной структуры и растворения крахмала; охлаждение разваренной массы и осахоривание крахмала ферментами солода (проращенного зерна) или культурами плесневых грибов; сбраживание Сахаров дрожжами; отгонка спирта из бражки и его ректификация.
Спиртовое брожение–сложный биохимический процесс, протекающий через ряд промежуточных стадий с участием большого числа ферментов, вносимых в затор (разваренная масса крахмалистого сырья) с солодом или культурами плесневых грибов.
В процессе брожения ферменты размножившихся дрожжей превращают солодовый сахар в гексозы (глюкозу и фруктозу) и затем сбраживают последние в спирт и углекислый газ. Этот процесс протекает по уравнению
По окончании брожения полученную жидкость – зрелую бражку с содержанием 8–10% об. этилового спирта – направляют на перегонку для получения спирта-сырца на брагоперегонньй аппарат или для получения ректификованного спирта на брагр-ректификационный аппарат. В процессе перегонки бражки в виде отхода получают барду ценный корм для скота [2].
1.3 Характеристика примесей и их влияние на качество продукции
Спиртовые заводы выпускают этиловый спирт-сырец и ректификованный этиловый спирт. Спирт-сырец. Это спирт, получаемый при перегонке зрелой бражки, не очищенный от примесей. В этиловом спирте-сырце содержится большое количество различных примесей, которые могут быть разделены на четыре основные группы: альдегиды, эфиры, высшие спирты и кислоты. Каждая из этих групп объединяет большое число соединений, присутствие которых обусловливает вкус и аромат спирта.
В этиловом спирте-сырце обнаружено более 50 соединений. Состав его непостоянен, так как количество и характер примесей зависят от вида сырья, из которого получают спирт, и качества сырья, от соблюдения технологического режима, конструкции применяемого оборудования.