Что такое безводный спирт
Что такое безводный этиловый спирт и для чего он используется
Без спирта и спиртных напитков невозможно представить нашу жизнь. Доступность и бесконтрольное применение спиртов часто приводит к массовым тяжелым отравлениям, даже со смертельным исходом. Но спирт может приносить человечеству не только вред, но и большую пользу.
Благодаря своим химическим свойствам спирт нашел применение во многих областях деятельности: в медицине, фармакологии, консервной и кондитерской промышленностях, производстве парфюмерной продукции, виноделии. А что собой представляет безводный этиловый спирт, и в каких случаях он используется, знают далеко не все.
Что собой представляет безводный этиловый спирт
Применение безводного этилового спирта внутрь в чистом или разведенном виде категорически запрещено и может сопровождаться серьезной опасностью. Абсолютный спирт обладает свойством жадно впитывать воду и поэтому действует обжигающе на слизистые рта и желудка.
Абсолютный спирт получают химическим путем из спирта-ректификата, который содержит всего 4,43% воды. Можно разными способами получить абсолютный спирт. Вот некоторые из них:
Перечисленными способами получают хорошие результаты, но они сложны для промышленного применения. Для промышленных масштабов чаще используют метод азеотропного обезвоживания. Такой метод в основе содержит процесс смешивания водноспиртового раствора с жидким бензолом и перегона полученной смеси в специальных ректификационных колоннах.
Для каких целей предназначен абсолютный спирт?
Абсолютный спирт не применяется для бытовых нужд, но зато широко используется в различных отраслях:
Отдельной строкой можно выделить применение безводного этилового спирта в медицине. Прежде всего, его применяют в качестве отличного антисептика. Он пагубно воздействует на микробную флору и предупреждает гниение открытых ран. Абсолютный спирт используют в таких целях:
Активное применение спиртов делает экономику нашей страны более развитой. Повсеместное использование спирта делает это вещество популярным и востребованным. Но использовать спирт и спиртосодержащие вещества следует с большой осторожностью и внимательностью. Необходимо соблюдать технику безопасности из-за большой токсичности и горючести вещества.
Этиловый спирт
С2Н5ОН представляющий собой бесцветную прозрачную жидкость с характерным запахом и жгучим вкусом, является конечным продуктом процесса брожения. В зависимости от содержания этилового спирта алкогольные напитки делят на высокоалкогольные — до 96 % спирта (этиловый спирт), крепкие — от 31 до 65 % спирта (водка, ром, коньяк), среднеалкогольные — 9—30 % спирта (виноградные Вина, ликеры, наливки), слабоалкогольные— 1,5—8 % спирта (пиво, квас). Этиловый спирт хорошо смешивается с водой в любых соотношениях, имеет температуру кипения 78,3°С, замерзания— минус 117°С, гигроскопичен.
Классификация спирта. В зависимости от исходного сырья спирт подразделяется на пищевой и технический. В свою очередь пищевой спирт может вырабатываться из:
♦ зернового сырья и картофеля;
♦ сахарной мелассы и других отходов сахарного производства;
В зависимости от степени очистки спирт подразделяется на безводный, медицинский, люкс, экстра, высшей очистки, 1-го сорта.
Этиловый спирт широко применяется в различных отраслях народного хозяйства. Более 150 производств используют его в качестве сырья, растворителя и горючего.
В России вырабатывается более 1/6 из мирового производства этилового спирта. Основными потребителями пищевого этилового спирта являются ликеро-водочная и винодельческая отрасли пищевой промышленности. Пищевой спирт — это высококонцентрированная смесь почти чистого этилового спирта с водой. 95%-й питьевой этиловый спирт как пищевой продукт реализуется только в районах Крайнего Севера и Сибири. В основном же он используется в качестве основного или вспомогательного сырья при изготовлении водок, ликеров, наливок, горьких и сладких настоек, виноградных и плодово-ягодных вин.
Пищевой этиловый спирт получают из растительного сырья, богатого крахмалом (картофеля, зерна злаков, отходов крахмалопаточного производства) и инулином (топинамбура и корней цикория), или из сырья, содержащего сахара (мелассы — отхода сахарного производства, сахарной свеклы, некондиционного сахара-сырца, стеблей сахарного тростника, некондиционных плодов и ягод, включая виноград, а также из отходов виноделия).
Технический спирт вырабатывают из растительного сырья с высоким содержанием клетчатки негидролизуемыми ферментами дрожжевой клетки (древесных опилок, соломы, торфа, мха), и из сульфитных щелоков (отходов целлюлозно-бумажного производства), содержащих до 1,5% сахара. Технический этиловый спирт вырабатывают также синтетическим путем — гидратацией (в присутствии катализатора) углеводорода этилена — С2Н4 + Н20 = С2Н5ОН.
Этиловый спирт из пищевого сырья и древесины получают по одному и тому принципу путем сбраживания Сахаров под действием ферментов дрожжей. Отличие состоит лишь в способах гидролиза полисахаридов сырья до сбраживаемых Сахаров: крахмал пищевого сырья гидролизуют биохимическим путем с помощью ферментов (амилаз), а целлюлозу древесины — химическим способом, воздействуя на нее минеральными кислотами. Процесс же сбраживания гексоз в том и другом случае одинаков и может быть представлен следующей схемой:
фосфоглицериновая кислота—пировиноградная кислота—
уксусный альдегид—этиловый спирт.
В основе производства этилового спирта из клубней картофеля и зерна злаков лежат два биохимических процесса: гидролиз (осахаривание) крахмала, содержащегося в сырье, и сбраживание образующихся Сахаров в спирт и углекислый газ, и физический процесс разделения жидкостей по точкам кипения.
Осахаривание крахмала ведут с помощью амилолитических ферментов, накапливающихся в проросших зернах (солоде) или продуцируемых грибами рода Aspergillus: Asp. avamori, Asp. oryzae. Asp. niger, Asp. usamii, Asp. botatae. Фермент дрожжей сх-глюкозидаза (мальтаза) катализирует гидролиз дисахарида мальтозы до двух молекул глюкозы, а комплекс ферментов зимазы сбраживает глюкозу в этиловый спирт и углекислый газ: С6Н1206-> 2С2Н5ОН + 2С02 + 118 кДж.
Из злаковых культур для получения этилового спирта в основном используют кукурузу, ячмень, овес, рожь, пшеницу, просо. В производстве спирта применяют так называемый «зеленый солод», т. е. увлажненное до содержания 38—40% влаги и проросшее зерно ячменя, ржи, пшеницы, овса, проса, кукурузы. Обычно на спиртовых заводах применяют смесь солодов из двух или трех видов зерна. При подборе смесей стремятся к созданию наиболее полного комплекса активно осахаривающихся ферментов.
Для сбраживания осахаренного зернокартофельного сырья, называемого затором, применяют дрожжи Saccharo-myces cerevisiae расы XII, II М.
Производство спирта из крахмалистого сырья складывается из следующих основных технологических процессов:
♦ подготовки сырья — мойки, очистки от посторонних примесей;
♦ тепловой обработки (разваривания) с водой при температуре 120—150°С и давлении не менее 588 кПа (6 атм) для разрушения клеточной структуры и растворения крахмала;
♦ охлаждения разваренной массы;
♦ осахаривания крахмала под действием амилолити-ческих ферментов — а- и (З-амилаз и олиго-1,6-глюкозида-зы (декстриназы), содержащихся в солодовом молоке или чистой культуре плесневых грибов, в течение 5—10 мин при температуре 57—58°С;
♦ сбраживания мальтозы и декстринов (после превращения их в мальтозу) в этиловый спирт и углекислый газ под действием ферментов дрожжей для получения зрелой бражки, содержащей 7—10% спирта;
♦ выделения из бражки путем ее перегонки с паром в специальных колонках спирта-сырца, содержащего 88% об. этилового спирта и получаемые в процессе брожения примеси;
♦ повторной перегонки спирта-сырца на ректификационном аппарате периодического или непрерывного действия для получения ректификованного спирта крепостью 96— 96,5% об. Спирт-ректификат получают также непосредственно из бражки на непрерывно действующих брагоректи-фикационных аппаратах, где из спирта-сырца выделяют примеси.
Примеси являются вторичными и побочными продуктами спиртового брожения. Большинство их оказывает вредное воздействие на организм человека, и поэтому остаточное количество и состав примесей влияют на качество спирта-ректификата и вырабатываемых из него ликеро-водочных изделий. При общем содержании примесей в спирте-сырце 0,3—0,5% в их составе идентифицировано более 50 соединений, которые могут быть отнесены к одной из четырех групп химических веществ: альдегидам и кетонам, эфирам, высшим спиртам (сивушные масла) и кислотам.
Очистка (ректификация) спирта-сырца от примесей является обязательным условием последующего использования спирта для приготовления водок и ликеро-водочных изделий. Ректификация путем перегонки спирта-сырца основана на различных точках кипения при нагревании этилового спирта и загрязняющих его примесей. В зависимости от степени летучести эти примеси бывают головными, хвостовыми и промежуточными.
Головные примеси кипят при температуре ниже температуры кипения этилового спирта. Это альдегиды (уксусный и др.), эфиры (муравьиноэтиловый, уксуснометиловый, уксусноэтиловый и др.), метиловый спирт. К хвостовым относят примеси, кипящие при температуре выше температуры кипения этилового спирта. Это в основном сивушные масла, т. е. высшие спирты — пропиловый, изо-пропиловый, бутиловый, изобутиловый, амиловый, изоа-миловый и др. К хвостовым примесям относятся также фурфурол, ацетали и некоторые другие вещества.
Промежуточные примеси представляют собой наиболее трудноотделимую группу соединений. В зависимости от условий перегонки они могут быть и головными, и хвостовыми. В эту группу примесей входят изомасляноэтиловый, изовалерианоэтиловый, уксусноизоамиловый, изова-лерианоизоамиловый эфиры.
В некоторых случаях спирт-сырец перед ректификацией предварительно подвергают химической обработке для освобождения от примесей: раствором NaOH омыляют сложные эфиры и превращают их в соли летучих кислот; раствором КМп04 окисляют альдегиды в непредельные соединения.
В зависимости от степени очистки спирт этиловый ректификованный бывает четырех сортов: люкс — 96,3%, экстра — 96,5% об., высшей очистки — 96,2 и 1-го сорта — 96% об. Для производства алкогольных напитков используется спирт «Люкс», «Экстра» и высшей очистки. Спирт «Люкс» и «Экстра» вырабатывают из различных видов зерна (кроме бобовых культур) и смеси зерна и картофеля. Количество крахмала картофеля в смеси не должно превышать 35% при выработке спирта «Люкс» и 60% при выработке спирта «Экстра».
Спирт высшей очистки в зависимости от исходного сырья вырабатывают:
♦ из зерна, картофеля или из зерна и картофеля;
♦ из смеси зерна, картофеля, сахарной свеклы и мелассы сахара-сырца и другого сахаро- и крахмалосодержащего пищевого сырья в различных соотношениях;
Этиловый спирт всех сортов должен быть бесцветным и прозрачным, без посторонних частиц. Вкус и запах должны быть характерными для этилового спирта, изготовленного из соответствующего сырья. Посторонние привкусы и запахи не допускаются.
Спирт этиловый питьевой вырабатывают крепостью 95 ±0,2% об. Запах и вкус его должны быть характерными для этилового ректификованного спирта высшей очистки, вырабатываемого из зерна и картофеля, остальные показатели качества такие же, как и для спирта этилового ректификованного высшей очистки.
Разливают спирт в чистые стеклянные бутылки емкостью 0,5 и 0,25 л. На бутылку со спиртом наклеивают этикетку установленного образца с указанием: наименование завода-изготовителя, наименование спирта, крепость в объемных процентах, емкости бутылки и номера действующего стандарта. Срок хранения питьевого спирта не ограничен.
По качеству спирт этиловый питьевой должен соответствовать требованиям, указанным в табл. 16. Из органолептических показателей в спирте определяют внешний вид, цвет, вкус и запах. Спирт питьевой должен быть прозрачной, бесцветной жидкостью с характерным вкусом и запахом
Помимо органолептических показателей качества в спирте проводят физико-химические исследования и устанавливают объемную долю этилового спирта (95,0 ± 0,2%), массовую концентрацию альдегидов (не более 4 мг/дм 3 ), сивушного масла (не более 4 мг/дм 3 ), эфиров (не более 30 мг/дм 3 ), свободных кислот (не более 15 мг/дм 3 ). Напиток должен выдерживать пробу на метиловый спирт с фуксин-сернистой кислотой и не содержать фурфурола.
Спирт этиловый пищевой получают только из пищевого сырья. Основным сырьем для производства спирта является картофель, зерно, патока.
Производство спирта состоит из следующих этапов:
подготовительного — очистка сырья от примесей, приготовление солода;
основного — разваривание крахмалистого сырья, осахаривание крахмала, сбраживание осахаренной массы, перегонка бражки и получение сырого спирта;
завершающего — ректификация (повторная перегонка с целью очистки этилового спирта от примесей).
В зависимости от содержания примесей и крепости спирт этиловый ректификованный (С2Н5ОН) выпускают сортов: Люкс, Экстра,
высшей очистки и 1-го. Спирт этиловый ректификованный представляет собой прозрачную, бесцветную жидкость без посторонних запахов и привкусов.
Спирты сортов Люкс и Экстра получают только из кондиционного зерна. Для спирта высшей очистки и 1-го сорта используют любое крахмалосодержащее пищевое сырье.
Содержание этилового спирта (крепость) выражается в объемных процентах. Под объемным процентом понимают количество миллилитров спирта в 100 мл водно-спиртового раствора при 20 «С.
Крепость спирта Люкс — 96,3% об., Экстра — 96,5, высшей очистки — 96,2, 1-го сорта — 96,0% об.
Этиловый спирт — бесцветная, легкоподвижная жидкость; удельный вес безводного спирта при 20 «С — 0;78927; температура кипения при 760 мм рт. ст. — 78,3 °С; замерзания——117 °С.
Спирт этиловый ректифицированный спирт «люкс» и «экстра»
вырабатывают из различных видов зерна, смеси и картофеля, кроме бобовых. При производстве спирта «Люкс» количество картофеля в смеси не должно превышать 35 %, спирта «Экстра» — 60 %.
Этанол
В РФ разрешён в качестве экстракционного и технологического растворителя в пищевых производствах согласно ТИ, максимальное остаточное количество согласно ТИ (п. 5.3.42 СанПиН 2.3.2.1293-03).
Этиловый спирт представляет собой бесцветную жидкость, смешивающуюся с водой в любых соотношениях. Пищевой спирт получают только брожением сахаросодержащих жидкостей. Этанол в РФ и большинстве других стран не считается пищевой добавкой. Он является составной частью многих пищевых продуктов, его использование в качестве консерванта не ограничено. Консервирующее действие проявляется, начиная с концентрации в несколько процентов, и связано со снижением активности воды в пищевом продукте.
Арабы использовали спирт для хранения фруктов ещё тысячу лет назад. В настоящее время этанол находит промышленное применение в хлебопечении и виноделии. Его добавляют к сокам, применяемым затем в производстве вин, и к специальным сортам вин. В домашнем хозяйстве этанол по-прежнему широко применяется при консервировании фруктов в роме и сахаре.
Что такое безводный спирт
СПИРТ ЭТИЛОВЫЙ ИЗ ПИЩЕВОГО СЫРЬЯ
Термины и определения
Ethanol from food raw materials. Terms and definitions
Дата введения 2017-08-01
Цели, основные принципы и порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и ГОСТ 1.2-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Стандарты межгосударственные, правила и рекомендации по межгосударственной стандартизации. Правила разработки, принятия, обновления и отмены»
Сведения о стандарте
1 РАЗРАБОТАН Федеральным государственным бюджетным научным учреждением «Всероссийский научно-исследовательский институт пищевой биотехнологии» (ФГБНУ ВНИИПБТ)
2 ВНЕСЕН Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 22 ноября 2016 г. N 93-П)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 ноября 2016 г. N 1875-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 33881-2016 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 августа 2017 г.
ВНЕСЕНА поправка, опубликованная в ИУС N 10, 2019 год
Поправка внесена изготовителем базы данных
Введение
Установленные в стандарте термины расположены в систематизированном порядке, отражающем систему понятий в области производства спирта этилового из пищевого сырья.
Термины-синонимы приведены в качестве справочных данных и не являются стандартизованными.
Заключенная в круглые скобки часть термина может быть опущена при использовании термина в документах по стандартизации.
Для каждого понятия установлен один стандартизованный термин.
Приведенные определения можно при необходимости изменять, вводя в них производные признаки, раскрывая значения используемых в них терминов, указывая объекты, входящие в объем определяемого понятия. Изменения не должны нарушать объем и содержание понятий, определенных в настоящем стандарте.
1 Область применения
Настоящий стандарт устанавливает термины и определения понятий в области производства этилового спирта из пищевого сырья.
Термины, установленные настоящим стандартом, рекомендуются для применения во всех видах документации и литературы по производству этилового спирта из пищевого сырья, входящих в сферу действия работ по стандартизации и/или использующих результаты этих работ.
2 Термины и определения
1 пищевое сырье спиртового производства: Продукты растительного происхождения, кроме фруктового, содержащие сахара или крахмал, головная фракция этилового спирта, полученная при производстве этилового спирта из пищевого сырья, и спиртосодержащие отходы водочного производства.
2 крахмалосодержащее сырье: Пищевое сырье спиртового производства, содержащее крахмал для промышленной переработки.
3 сахаросодержащее сырье: Пищевое сырье спиртового производства, содержащее сахара для промышленной переработки.
4 абсолютированный этиловый спирт: Ректификованный этиловый спирт, содержащий не более 0,2% воды по объему.
5 абсолютный или безводный этиловый спирт: Этиловый спирт не содержащий воды и используемый в качестве условного понятия при расчетах.
6 этиловый спирт из пищевого сырья: Этиловый спирт, полученный в результате спиртового брожения сахаросодержащего или крахмалсодержащего сырья с последующей перегонкой и ректификацией или без нее, или брагоректификацией, содержащий сопутствующие летучие примеси, а также получаемый из головной фракции этилового спирта, изготавливаемой из пищевого сырья.
7 биоэтанол: Этиловый спирт денатурированный из пищевого сырья, содержащий не более 1% воды по объему, предназначенный для использования в качестве биотоплива.
Полупродукты, продукты и отходы спиртового производства
8 зерновой замес: Смесь измельченного зерна с водой.
9 картофельная кашка: Измельченный картофель с добавлением или без добавления воды.
10 осахаривающий материал: Продукт, содержащий гидролитические ферменты, необходимые для гидролиза полисахаридов сахаросодержащего и крахмалосодержащего сырья.
11 разваренная масса: Зерновой замес или картофельная кашка, подвергнутые тепловой обработке.
12 сусло из крахмалосодержащего сырья: Охлажденная разваренная масса, подвергнутая воздействию ферментов осахаривающих материалов.
13 сусло спиртового производства: Сусло из крахмалосодержащего и/или сахаросодержащего сырья.
14 мелассное сусло: Меласса, разбавленная водой, с добавлением вспомогательных материалов.
15 основное мелассное сусло: Мелассное сусло с концентрацией сухих веществ от 30% до 40% включительно, приготавливаемое при двухпоточном способе сбраживания для главного спиртового брожения.
16 сусло для дрожжей: Сусло спиртового производства, используемое для выращивания производственных дрожжей.
17 засевные дрожжи: Дрожжи, выращенные из чистой культуры дрожжей.
18 дрожжи сухие спиртовые: Дрожжи с массовой долей влаги не более 10%, предназначенные для получения производственных дрожжей.
19 производственные дрожжи: Дрожжи, применяемые для сбраживания сусла спиртового производства.
20 солод: Зерно злаковых культур, пророщенное с целью накопления гидролитических ферментов.
21 солодовое молоко: Смесь измельченного солода с водой.
22 солодовое сусло: Осахаренное сусло, полученное из солода и воды.
23 бражка: Сусло спиртового производства, сбраживаемое дрожжами.
24 зрелая бражка: Сусло спиртового производства, сброженное дрожжами, содержащее этиловый спирт, сопутствующие ему летучие примеси, другие продукты метаболизма дрожжей и предназначенное для дальнейшей дистилляции или брагоректификации.
25 головная фракция этилового спирта (из пищевого сырья): Побочный продукт спиртового производства, получаемый при брагоректификации или ректификации, содержащий повышенные концентрации летучих органических примесей.
26 спирт-сырец из пищевого сырья: Этиловый спирт, крепостью не менее 88% об., получаемый перегонкой зрелой бражки, содержащий сопутствующие летучие примеси.
27 ректификованный этиловый спирт из пищевого сырья: Этиловый спирт крепостью не менее 96% об., произведенный методом спиртового брожения сахаросодержащего и/или крахмалосодержащего сырья с последующей брагоректификацией бражки или ректификацией этилового спирта-сырца, а также головной фракции этилового спирта, изготовленной из пищевого сырья, и продуктов переработки, образующихся при производстве этилового спирта из пищевого сырья, водок.
28 сивушное масло: Побочный продукт спиртового производства, образующийся при ректификации или брагоректификации, представляющий собой смесь этилового, амилового, пропилового, бутилового спиртов и их изомеров, воды и незначительного количества других органических соединений.
29 концентрат головных примесей этилового спирта: Побочный продукт (отход) спиртового производства, получаемый из головной фракции этилового спирта, содержащий этиловый спирт, альдегиды, эфиры и метанол.
30 промежуточная фракция этилового спирта: Побочный продукт (отход) спиртового производства, образующийся при брагоректификации, содержащий этиловый спирт, компоненты сивушного масла.
31 лютерная вода: Вода, образующаяся при ректификации или брагоректификации, содержащая органические примеси и являющаяся отходом спиртового производства.
32 барда: Побочный продукт спиртового производства в виде жидкого остатка, образующегося в результате перегонки зрелой бражки, содержащего нерастворимую часть исходного пищевого сырья и дрожжевую биомассу.
33 мелассная барда: Отход спиртового производства в виде жидкого остатка, образующегося в результате перегонки зрелой мелассной бражки и содержащего растворимую часть исходного сахаросодержащего пищевого сырья и дрожжевую биомассу.
34 сухая барда: Побочный продукт спиртового производства, получаемый в процессе переработки барды, с массовой долей влаги не более 11%.
35 упаренная барда: Полупродукт переработки барды, получаемый путем выпаривания ее жидкой части.
36 кормовые дрожжи: Продукт, с массовой долей влаги не более 11%, получаемый в процессе переработки барды путем выращивания технически чистой культуры дрожжей.
37 вторичная барда: Отход спиртового производства в виде жидкого остатка, образующегося после отделения биомассы кормовых дрожжей из культуральной жидкости.
38 дистиллят: Этиловый спирт крепостью от 52,0% об., получаемый простой или фракционной дистилляцией сброженного сусла, виноматериалов, спиртосодержащих дрожжевых, гущевых осадков, спиртосодержащих выжимок, другой спиртосодержащей пищевой продукции и применяемый для производства алкогольной продукции.