СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА СПИРТНОГО НАПИТКА Российский патент 2005 года по МПК C12G3/08 C12G3/06 

Изобретение относится к ликеро-водочной промышленности, а более конкретно к способу производства спиртных напитков, например водки.

Как известно, водка - это прозрачная, бесцветная жидкость, с характерным водочным ароматом, без посторонних примесей и включений. Водка представляет собой крепкий алкогольный напиток, получаемый в процессе обработки активным углем водно-спиртового раствора с содержанием спирта до 60 об.% об. и последующей фильтрации (см. ГОСТ Р 51355-99 "Водки и водки особые. Общие технические условия").

Известно множество способов производства спиртных напитков, отличающихся добавлением в водно-спиртовой раствор различных ингредиентов - ароматических и вкусовых добавок: лимонной кислоты, уксуса, сахара, меда, сухого молока, экстрактов различных растений, плодов и ягод.

Так, известен способ производства водки (см. заявка РФ №2001105453, МПК 12 G 3/06, опубликована 27. - 1.2003), предусматривающий приготовление сортировки, ее очистку и введение целевых добавок, в качестве или в составе которых используют низший алкиловый эфир арахидоновой кислоты в количестве 10-6-10-4 мас.%.

К недостаткам известного способа производства водки следует отнести недостаточную стабильность и неизменность вкусовых качеств водки во времени из-за большого влияния состояния используемой воды и изменения вкуса водки в процессе ее настаивания.

Известен способ производства водки особой (См. патент РФ № 2186845, МПК С 12 G 3/08, опубликован 10.08.2002), предусматривающий приготовление водно-спиртового раствора (сортировки) из спирта этилового ректифицированного "Экстра" и воды питьевой исправленной, введение в сортировку сахара-песка рафинированного в виде сахарного сиропа 65,8%-ного или водного раствора, тщательное перемешивание сортировки, пропускание через угольно-очистительную батарею, растворение в умягченной воде натрия двууглекислого и янтарной кислоты, фильтрацию раствора, внесение в сортировку, получение ароматного спирта, добавление его в доводной чан, перемешивание содержимого чана, проверку крепости и контрольную фильтрацию, отличающийся тем, что растворению в умягченной воде подвергают янтарную кислоту одновременно с лимонной кислотой, натрий двууглекислый растворяют в полученной смеси, внесение отфильтрованного ее раствора осуществляют в сортировочный чан в процессе тщательного перемешивания сортировки, а ароматный спирт получают из пшеничных сухарей, при этом ингредиенты используют соответственно в количествах на 1000 дал водки:

Сахар-песок рафинированный -19,5 - 20,5 кг

Кислота лимонная - 0,1 - 0,2 кг

Кислота янтарная - 0,095 - 0,15 кг

Натрий двууглекислый - 0,25 - 0,35 кг

Ароматный спирт пшеничных сухарей - 7,5 - 8,5 л

Спирт этиловый ректифицированный "Экстра" и вода питьевая исправленная - По расчету на крепость 40%.

Известный способ позволяет на более ранней стадии производства снизить содержание нежелательных примесей, альдегидов сложных эфиров, а также придать водке характерный аромат и вкус, однако технологически он достаточно сложен и не гарантирует стабильность вкусовых качеств продукта из-за большого влияния состояния используемой воды и изменения вкуса водки в процессе ее настаивания.

Следует также отметить технологическую сложность и высокую стоимость подготовки воды.

Другим недостатком является необходимость отвода тепла при приготовлении водно-спиртового раствора, поскольку изменение энтальпии при образовании водного раствора спирта является отрицательным (см. Справочник химика под ред. Б. Никольского, Л. 1964, Т.3, стр. 289 и 636).

Известны способы производства и приготовления напитков и спиртных напитков, где использованием охлаждения до низких температур достигается лучшая очистка исходного раствора, а применением льда достигается улучшение органолептических качеств продукта.

Так, известен способ (патент РФ 2107679), где используется очистка водно-спиртового раствора методом адсорбции на угле при низких, в т.ч. отрицательных, температурах. Известен способ производства напитков (патент РФ 2156283), где напиток быстро охлаждают до температуры, близкой к точке замерзания, с образованием минимального количества кристаллов льда. Этот прием, наряду с последующей обработкой, позволяет стабилизировать напиток, в частности пиво, путем исключения помутнения. Недостатком этих способов можно считать сложность технологии и значительные затраты на интенсивное охлаждение растворов.

Использование кусочков льда для приготовления алкогольных напитков, в частности коктейлей, хорошо известно в быту (Иванов Ю. Книга о водке, 2001). Однако объем изготовления и срок реализации таких напитков ограничен, а их качество всецело определяется искусством изготовителя (бармен, повар).

Наиболее близким по совокупности существенных признаков к заявляемому способу является способ производства спиртных напитков (см. патент РФ №2159802, МПК С 12 С 3/08, опубликован 27.11.2000), включающий подготовку воды, смешение ее со спиртом, введение предусмотренных рецептурой ингредиентов, фильтрацию полученной смеси и розлив, отличающийся тем, что процесс смешения воды со спиртом осуществляют при пониженной температуре в диапазоне от 0 до 8°С, при этом процесс смешения воды со спиртом может быть осуществлен в присутствии льда.

Известный способ производства спиртных напитков позволяет улучшить органолептические свойства получаемого напитка, но стабильность и неизменность качеств напитка во времени оставляет желать лучшего.

Задачей настоящего изобретения является разработка такого способа производства спиртного напитка, который бы позволял получать стабильные по качеству напитки и при этом позволял создавать более экономичный технологический процесс производства крепких алкогольных напитков.

Поставленная задача решается тем, что в способе производства спиртного напитка приготовление водно-спиртового раствора производится путем смешения спирта и воды в твердом состоянии при отрицательной температуре, при этом в качестве воды в твердом состоянии используется измельченный лед или снег. Лед или снег смешивается непосредственно со спиртом в количестве, обеспечивающем необходимую крепость готовому напитку и температуру смеси не выше минус 1°С и не ниже минус 40°С. Процесс формирования водно-спиртового раствора происходит не с выделением тепла, как обычно, а с поглощением тепла и самопроизвольным понижением температуры смеси, так что отпадает необходимость в затратах на отвод тепла.

Уникальность предлагаемого нами способа заключается в том, что для получения спиртового раствора формируется особая термодинамическая система, состоящая их двух компонентов и трех термодинамических фаз, обладающая свойством эвтектики с присущей ей эвтектической температурой (около -9°С в лабораторных экспериментах), в данном случае отрицательной (Киреев В.А. Курс физической химии, с.408). Иными словами можно сказать, что в предлагаемом способе осуществляется сплавление этанола со льдом.

Заявленный способ получения спиртного напитка основан на ином чем в способе-прототипе физико-химическом процессе, позволяющем получить иное качество конечного продукта. Если в известном способе-прототипе при смешении этилового спирта с водой даже в присутствии льда температура системы не понижается ниже нуля, то при исключении воды из компонентов смешения и приготовлении смеси из льда (снега) и спирта происходит самопроизвольное понижение температуры смеси (ниже нуля), что и указывает на иной характер происходящего физико-химического процесса образования конечного продукта.

На чертеже 1 схематически показаны стадии образования раствора. Система представляет собой сосуд (изображен в виде прямоугольника), который заполнен компонентами системы:

этанол, лед и водный раствор этанола изображены различной штриховкой. На схеме изображено реальное, наблюдаемое распределение компонентов системы в вертикальном направлении. Это распределение соответствует плотностям компонентов, которые имеют следующие значения (·10³ кг/м³) при 0°С:

Этанол - 0,80645

Лед - 0,917

50% раствор этанола в воде - 0,922^** (^**Справочные данные, взятые для температуры 20°С, пересчитаны для температуры раствора 0°С методом линейной интерполяции.)

(Рабинович В.А., Хавин 3-Я. Краткий химический справочник, 1977, с.199, 264) (Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике. 1974, с.38).

А - Начальная стадия процесса. Смешаны измельченный лед, взятый при 0°С, и этанол, взятый при 20°С. С этого момента температура системы начинает быстро понижаться и опускается ниже 0 градусов, стенки сосуда покрываются инеем. Раствор только начинает образовываться.

Б. - Развитие процесса. Температура системы остается постоянной и отрицательной. Стенки сосуда покрыты инеем. Отчетливо выявляется трехслойная (трехфазная) структура смеси: Верхний слой - этанол, средний слой - лед, нижний слой - раствор. Нижний слой увеличивается за счет уменьшения верхних. Две жидкие фазы - спирт и раствор, разграничены твердой фазой - льдом.

В. - Завершение процесса образования раствора. Весь этанол прореагировал со льдом и перешел в раствор. Температура системы начала повышаться. Иней на стенках сосуда растаял. На поверхности раствора таят кусочки льда, взятого в избытке.

Сравнительные характеристики процессов образования растворов по заявленному и известным способам сведены в таблицу 1.

Как следует из табл. 1, заявленный способ по сути физико-химического процесса отличается от всех известных способов. Эффект самопроизвольного понижения температуры смеси позволяет создавать новые более экономичные технологические схемы производства. Могут быть использованы три преимущества этого способа:

1. Прямая экономия на затратах, связанных с отводом тепла, выделяющегося при взаимодействии спирта с водой.

2. Возможность использовать эффект самопроизвольного понижения температуры смеси для охлаждения теплообменников кондиционеров или холодильных установок.

3. Поскольку в процессе образования льда происходит естественное смягчение, обессоливание и очищение отвердевающей воды, это исключает или уменьшает затраты на ее нормализацию.

Данные лабораторных испытаний, подтверждающие особое качество получаемого продукта и улучшенную стабильность его свойств.

Водно-спиртовой раствор (Продукт), полученный по заявленному способу при -9°С, сравнивался по удельной электропроводности (k) с растворами, полученными традиционным способом: смешение воды и спирта (Контроль 1.) и по способу - прототипу: образование раствора при пониженной температуре (от 0 до 8°С), причем взято среднее значение этого интервала, т.е. 4°С (Контроль 2).

Удельная электропроводность растворов определялась в измерительной ячейке с платиновыми электродами при 0°С. Растворы хранились при комнатной температуре в плотно закрытых стеклянных флаконах.

Данные испытаний представлены в таблице 2.

Как видно из приведенных данных, водно-спиртовой раствор, полученный заявленным способом, имеет удельную электропроводность около 200·10^-8 (Ом^-1·см^-1). Этот показатель остается стабильным, по крайней мере, в течение 1000 часов (42 дня). Свежеприготовленные контрольные пробы (Контроль 1 и Контроль 2) имеют удельную электропроводность, примерно в 2 раза меньшую: 96·10^-8(Ом^-1·см^-1) и 105·10^-8(Ом^-1·см^-1) соответственно, и этот показатель нестабилен.

Для получения широкой номенклатуры спиртных напитков в вводно-спиртовой раствор можно вводить предусмотренные рецептурой соответствующие ингредиенты, такие как ароматические, вкусовые и тонизирующие добавки: лимонную кислоту, уксус, углекислый газ, сахар, мед, сухе молоко, экстракты и настои плодов, ягод и различных растений, в том числе и лекарственных, и другие известные ингредиенты.

Часть или все ингредиенты, растворимые в этиловом спирте, можно вводить в него до смешения со льдом или снегом.

Лед или снег можно получать замораживанием воды питьевой исправленной или дистиллированной воды. Часть или все ингредиенты, растворимые в воде, можно вводить в нее до замораживания. Можно также использовать чистый природный лед, взятый с замерзших водоемов, или снег.

Смешение льда или снега с этиловым спиртом можно осуществлять до получения водно-спиртового раствора с содержанием спирта от 20 до 60 мас.% в зависимости от вида спиртного напитка (настойка, ликер, водка).

В качестве этилового спирта в напиток можно вводить спирт этиловый ректифицированный "Экстра", спирт этиловый ректифицированный "Люкс" или спирт этиловый высшей очистки.

Заявляемый интервал температур обусловлен следующим.

При температуре 0°С и выше идет обычный экзотермический процесс взаимодействия воды и этилового спирта.

При температуре ниже той, что соответствует температуре начала вымерзания воды из водно-спиртового раствора с заданным содержанием этилового спирта, уже не происходит взаимодействия льда или снега со спиртом.

Температуры начала вымерзания воды из вводно-спиртового раствора с различным содержанием этилового спирта приводятся в справочниках. Например, при содержании в водно-спиртовом растворе 60 мас.% спирта эта температура равна около -40°С, при содержании 50 мас.% спирта она составляет около -35°С (Справочник химика под ред. Б. Никольского, Л. 1964, Т.3, стр. 289 и 636).

Измельченный лед целесообразно использовать для увеличения площади контакта спирта и льда, так как применение кускового льда значительно замедляет процесс производства спиртного напитка.

Использование снега расширяет спектр свойств продукта, поскольку снег это лед в высокодисперсном состоянии. Его взаимодействие со спиртом будет характеризоваться иными параметрами (температура эвтектики) и, предположительно, продукт этого взаимодействия будет обладать несколько иными качествами, поскольку вещество в высокодисперсном состоянии имеет аномальную температуру плавления и растворимость (Киреев В.А. Курс физической химии, 1955, с.490).

Заявляемый способ производства спиртного напитка осуществляют следующим образом: определяют массу льда (или снега) и этилового спирта, необходимую для получения требуемой крепости спиртного напитка (в зависимости от того, что будет являться конечным продуктом: водка, ликер или настойка). Если лед (снег) искусственно получают замораживанием воды, то воду подготавливают в соответствии с известными технологиями. Добавляют в этиловый спирт предусмотренные рецептурой спирторастворимые ингредиенты, например щавелевую кислоту. Смешивают подготовленный измельченный лед (снег) и спирт. Выдерживают смесь до полного расплавления всего льда (снега) и образования однородного раствора. Полученный вводно-спиртовой раствор, при необходимости, фильтруют. Могут добавляться ингредиенты, предусмотренные рецептурой для введения в водноспиртовой раствор, и, при необходимости, корректироваться крепость напитка.

Пример 1. Для производства 30% по массе алкогольного напитка отмеряют 0,51 кг 95% спирта этилового ректифицированного "Экстра" и 1,00 кг измельченного льда, полученного замораживанием дистиллированной воды, и смешивают их при начальной температуре -1°С, выдерживают до полного расплавления всего льда и образования однородного раствора. Добавляют в вводно-спиртовой раствор предусмотренные рецептурой ингредиенты (сироп шиповника). Фильтруют полученный напиток через тканевые фильтры и проверяют его крепость. Полученный напиток насыщают углекислым газом и разливают по бутылкам в атмосфере углекислого газа.

Пример 2.Способ осуществляют аналогично примеру 1, но при начальной температуре -20°С.

Пример 3. Способ осуществляют аналогично примеру 1, но спирт этиловый ректифицированный "Люкс" смешивают с измельченным льдом Онежского озера.

Пример 4. Для производства 40 мас.% настойки отмеряют 0,8 кг 95% спирта этилового ректифицированного "Экстра" и 1,00 кг измельченного льда, полученного замораживанием воды питьевой исправленной, и смешивают их при начальной температуре -1°С до полного расплавления всего льда и образования однородного раствора. Фильтруют полученный напиток через угольные фильтры. В полученный раствор помещают траву зверобоя (1/100 от массы раствора), настаивают в течение суток, вторично фильтруют и проверяют его крепость.

Пример 5. Для производства водки способ осуществляют аналогично примеру 4, но без добавления травы зверобоя.

Пример 6. Способ осуществляют аналогично примеру 4, но спирт этиловый ректифицированный "Люкс" смешивают со снегом.

Пример 7. Способ осуществляют аналогично примеру 4, но при начальной температуре -28°С.

Пример 8. Способ осуществляют аналогично примеру 4, но спирт этиловый ректифицированный "Люкс" смешивают с измельченным льдом Ладожского озера.

Пример 9. Для производства 50 мас.% крепкого алкогольного напитка отмеряют 1,2 кг 95% спирта этилового ректифицированного "Экстра" и 1,00 кг измельченного льда озера Байкал и смешивают их при начальной температуре -1°С, выдерживают до полного расплавления всего льда и образования однородного раствора. Добавляют в водноспиртовой раствор предусмотренные рецептурой ингредиенты (мед пчелиный). Фильтруют полученный напиток и проверяют его крепость.

Пример 10. Способ осуществляют аналогично примеру 9, но при начальной температуре -30°С.

Пример 11. Способ осуществляют аналогично примеру 9, но используют спирт этиловый высшей очистки.

Изобретение может быть использовано в ликероводочной промышленности. Способ производства спиртного напитка включает приготовление водно-спиртового раствора при отрицательной температуре и фильтрацию полученной смеси. Водно-спиртовой раствор приготавливают смешением навесок измельченного льда или снега и этилового спирта без добавления воды в жидком состоянии при отрицательной температуре, но не ниже температуры, определяемой началом вымерзания воды из водно-спиртового раствора с заданным содержанием спирта. Используют измельченный лед или снег и этиловый спирт в количестве, обеспечивающем необходимую крепость готовому напитку и температуру смеси не выше минус 1°С и не ниже минус 40°С. В водно-спиртовой раствор вводят предусмотренные рецептурой ингредиенты. По меньшей мере часть ингредиентов, растворимых в спирте, вводят в него до смешения с измельченным льдом или снегом. Упомянутый лед или снег получают замораживанием воды питьевой исправленной или дистиллированной. По меньшей мере часть ингредиентов, растворимых в воде, вводят в воду до ее замораживания. Используют измельченный природный лед или снег. Смешивание измельченного льда или снега со спиртом осуществляют до получения водно-спиртового раствора крепостью от 20 до 60 мас.% спирта. В качестве упомянутого спирта используют спирт этиловый ректифицированный "Экстра", или "Люкс", или высшей очистки. Способ позволяет обеспечить экономичный технологический процесс производства крепких алкогольных напитков и получать напитки со стабильными качествами. 10 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.

1. Способ производства спиртного напитка, включающий приготовление водно-спиртового раствора путем смешения спирта и воды в твердом состоянии при отрицательной температуре и фильтрацию полученной смеси, отличающийся тем, что в качестве воды в твердом состоянии используется измельченный лед или снег, который смешивают непосредственно со спиртом в количестве, обеспечивающем необходимую крепость готовому напитку и температуру смеси не выше минус 1°С и не ниже минус 40°С.2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в водно-спиртовой раствор вводят предусмотренные рецептурой ингредиенты.3. Способ по п.2, отличающийся тем, что по меньшей мере часть ингредиентов, растворимых в спирте, вводят в него до смешения с измельченным льдом или снегом.4. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый лед или снег получают замораживанием воды питьевой исправленной.5. Способ по п.1, отличающийся тем, что упомянутый лед или снег получают замораживанием дистиллированной воды.6. Способ по п.4 или 5, отличающийся тем, что по меньшей мере часть ингредиентов, растворимых в воде, вводят в воду до ее замораживания.7. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют измельченный природный лед или снег.8. Способ по п.1, отличающийся тем, что смешение измельченного льда или снега со спиртом осуществляют до получения водно-спиртового раствора крепостью от 20 до 60 мас.% спирта.9. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве упомянутого спирта вводят спирт этиловый ректифицированный "Экстра".10. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве упомянутого спирта вводят спирт этиловый ректифицированный "Люкс".11. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве упомянутого спирта вводят спирт этиловый высшей очистки.