Необходимое сырье для производства винной кислоты.

Несмотря на широкое распространение винной кислоты в природе промышленный интерес представляют только разнообразные отходы виноделия. Наиболее важные из них это: винный камень, виннокислая известь, сушённые винные дрожжи. Именно их химические и физические свойства определяют основные особенности технологии производства винной кислоты. Всесоюзным научно-исследовательским институтом виноделия и виноградарства «Магарач» был разработан отраслевой стандарт на все виды виннокислотного сырья получаемого при обработке винограда (ОСТ 18-82-72).
Стандартом принята следующая классификация виннокислого сырья:

1. Дрожжи винные сушеные, полученные в первичном и вторичном виноделии, а также высушенные осадки, образовавшиеся при хранении сульфитированного сусла.
2. Виннокислая известь (виннокислый кальций), полученный при переработке выжимки, дрожжей, остатков вина при выкурке коньячных спиртов, промывных вод, при мойке тары на всех винодельческих предприятиях.
3. Винный камень (кислый виннокислый калий), отлагающейся на стенках тары при хранении, обработке вина и сока холодом и выпадающий в осадок при концентрировании виноградного сусла.
4. Меловые осадки, полученные при понижении кислотности виноградного сусла и виноматериалов углекислым кальцием.

ОСТ разделяет виннокислое сырьё на два сорта, описывает требование к показателям качества, правилам приёмки, методам испытаний, упаковке, транспортировке и хранению.
Винный камень (кремортартар) является наиболее важным сырьём для производства винной кислоты, образуется при брожении вин как осадок в бродильных ёмкостях или нарастает в виде кристаллических часто тёмно окрашенных твёрдых корок с высоким содержанием основного вещества. Этот «сырой» винный камень состоит из смеси кислого виннокислого калия (в основном), виннокислого кальция, красящих веществ и различных загрязнений. Чтобы дать понятие о составе винного камня приведу данные его анализа в процентах (%):

Битартрат	82.95	Окись железа	нет
Виннокислая известь	5.4	Окись алюминия	0.92
Кремнезём, песок	1.1	Органические вещества	6.2
Окись магния	0.9

Винный камень, образующийся в белом и красном вине, имеет различную окраску: в белом вине он буро-серого, в красном - грязно-красного цвета. Если в течении нескольких лет со стенок ёмкостей не удалять винного камня, на них образуется его толстый слой, в некоторых случаях достигающий 5-6 см. Неровная, шероховатая поверхность ёмкости, покрытая винным камнем, является удобным местом для задержки болезнетворных бактерий и зародышей плесени, поэтому на предприятиях принято периодически очищать чаны и буты от отложений винного камня.
В очищенном виде винный камень - это маленькие бесцветные кристаллы ромбической системы кисловатого вкуса. Величина и форма кристаллов зависят от условий кристаллизации, они могут иметь вид квадратов, шестиугольников, прямоугольников частично усечённых с узких сторон. Кристаллизационной воды винный камень не содержит. При сильном нагревании разлагается. Остаток после прокаливания состоит из поташа. В сухом виде винный камень представляет собой стойкий продукт. Растворы же его очень быстро покрываются плесенями разлагающие его в течение короткого времени. Растворимость винного камня значительно ниже растворимости винной кислоты, особенно в холодной воде.

Растворимость битартрата при различных температурах.
Температура в 0С	Растворимость в г/л	Температура в 0С	Растворимость в г/л
	3.2		32.0
	4.0		45.0
	5.7		57.0
	9.0		69.0
	13.1		82.0
	18.1		94.0
	24.0

Растворимость винного камня в воде в зависимости от температуры и приблизительно может быть вычислена по формуле:
А=0.351 + 0.00151Т + 0.00055Т² г на 100 г раствора, где: А – количество винного камня в граммах, содержащегося в 100 граммах раствора; Т – температура раствора в ⁰С. Прибавление спирта сильно понижает растворимость винного камня и в спиртовом растворе, крепость которого мало отличается от крепости вина, растворимость винного камня снижается примерно на 50% против его растворимости в воде. При увеличении содержания спирта в вине битартрат выпадает в осадок. Это обычно наблюдается при спиртовании сусел и вин, а также при образовании спирта в сусле во время брожения. Выпадение битартрата происходит также при понижении температуры вина, что бывает, например, при переводе вина из бродильного помещения в подвал.

Растворимость битартрата в водноспиртовых растворах при 12^0С.
Содержание алкоголя в растворе в %	Растворимость битартрата в г/л.	Содержание алкоголя в растворе в %	Растворимость битартрата в г/л.
	3.1		0.9
	2.8		0.7
	2.6		0.4
	2.2		0.3
	1.6		0.2
	1.2		0.15

Существует много способов очистки винного камня, один из лучших кратко сводится к следующему:
1000 кг тонко размолотого сырого продукта разводят в 3000 л воды. Прибавляют известкового молока до щелочной реакции раствора и кипятят. В результате проходит реакция по уравнению:

2КС₄Н₅О₆ + Са(ОН)₂ = К₂С₄Н₄О₆ + СаС₄Н₄О₆ + 2Н₂О

Для облегчения процесса прибавляют ещё какой-нибудь соли калия, лучше поташа, в количестве, соответствующем содержанию кальция в сыром винном камне. Затем прибавляют концентрированный раствор соды в количестве, нужном для полного перевода виннокислого кальция в углекислый кальций (проба щавелевокислым аммонием). Реакция протекает согласно уравнению:

K₂C₄H₄O₆ + CaC₄H₄O₆ + Na₂CO₃ = CaCO₃ + 2KNaC₄H₄O₆

В растворе остаётся сегнетова соль; её отфильтровывают, очищают, помещают в закрытый реактор, куда вводится сернистый ангидрид, который разлагает сегнетовою соль с образованием винного камня по реакции:

2KNaC₄H₄O₆ + 2SO₂ + H₂O = 2KC₄H₅O₆ + 2NaHSO₃

Получаемый таким образом 98-99%-ный винный камень отфильтровывают, промывают, сушат и просеивают.

Виннокислая известь, виннокислый кальций (CaC₄H₄O₆ ^. 4H₂O) представляет собой белое кристаллическое вещество плохо растворимое в воде (0.38г в литре при 18⁰С.), разлагается при сильном нагреве. В остатке после прокаливания остаётся мел. Разрушается микроорганизмами легче, чем винная кислота или винный камень; во влажном виде она чрезвычайно быстро разлагается под действием ряда микроорганизмов. Встречается в двух модификациях: мелких ромбических – бисфеноидальных кристаллах при выпадении из чистых растворов и в виде аморфного порошка при выпадении из загрязнённых растворов. Кристаллы большей частью имеют вид призм с острым углом 800 24’’.Молекулярный вес 260.2.
При перегонке вина на коньячный или некондиционного вина на технический спирт в кубе остаётся барда в количестве 62-68% от первоначально взятого объёма в которой концентрируются соединения винной кислоты. При её обработке соединениями кальция виннокислые соли переходят в плохо растворимую виннокислую известь, которая в дальнейшем используется как сырьё для получения винной кислоты. При действии известкового молока или мела на винный камень, содержащийся в барде, половина винной кислоты переходит в осадок в виде виннокислой извести, а другая половина остаётся в растворе в виде хорошо растворимого среднего виннокислого калия. Для полноты осаждения кислого виннокислого калия он должен быть обработан помимо мела или известкового молока ещё и хлористым кальцием, переводящим среднюю калиевую соль в виннокислую известь.

2 КНС₄Н₄О₆ + Са (ОН)₂ = СаС₄Н₄О₆ + K₂C₄H₄O₆ + 2 H₂O
2 K₂C₄H₄O₆ + СаCl₂ = CaС₄Н₄О₆ + 2 KCl

Винные дрожжи - это те дрожжевые осадки из вина, которые отделяются при переливах. Только что отделённые от вина имеют жидкую консистенцию и называются жидкими дрожжами или дрожжевой гущей. В дальнейшем их либо отделяются от жидкой части на фильтрпрессах (центрифугах) либо перегоняют на спирт, прессуют, и сушат в сушильных камерах. Сушённые винные дрожжи представляют собой куски неправильной формы размером 3-10 см. в диаметре. Содержание виннокислых соединений в винных дрожжах и их состав сильно колеблется в зависимости от технологии виноделия и региона производства вина. Итальянские дрожжи содержат 20-30% винной кислоты и около 5-6% виннокислого кальция; французские - 20-25% кислоты, румынские и болгарские -16-22% кислоты. Особенно ценятся дрожжи с островов Средиземного моря, содержащие до 30-40% кислоты. Виннокислые дрожжи технологически трудно перерабатываемое сырьё. В процессе выделения винной кислоты образуют плохо фильтрующиеся, мелкокристаллические, загрязнённые осадки виннокислой извести. Существуют теперь полузабытые способы (Дитриха, нейтральный Раша, способ Ковнатского) переработки дрожжей с целью получения хорошо фильтрующихся растворов. Вот кратко один из них:
Способ Ковнатского (нейтральный под давлением) даёт небольшие потери и хорошо фильтрующиеся растворы. Грубо размолотые дрожжи размешивают в трёхкратном объёме воды, кипятят, нейтрализуют известковым молоком и нагревают в автоклаве паром при 3 атм. в течении 2-3 часов, выливают и прибавляют СаCl₂, температура постепенно падает до 20-15⁰С. После этого всю массу полученной виннокислой извести отфильтровывают и промывают.

Дата добавления: 2015-07-15