Вода

Как написано в книге

6) Вода К вкусовым качествам воды, применяемой для разбавления спиртных напитков, предъявляются такие же требования, как и к любой питьевой воде. Ни одна не похожа по своему вкусу на другую, и специалист легко устанавливает явные вкусовые различия, объясняемые качеством и количеством растворенных в ней солей. Вследствие анестезирующего действия спирта в спиртных напитках трудно установить на вкус качество употребленной воды, как например, в лимонаде, минеральных водах и т. д. Однако определенные требования к безупречности питьевых вод должны предъявляться и при производстве спиртных напитков, не только во вкусовом, но и в гигиеническом отношении. Вода должна быть прозрачной, бесцветной, без запаха; она может содержать лишь небольшое количество органических веществ (марганцовокислого калия — не более 10—12 мг/л); не должно быть аммиака и азотистой кислоты, а хлорных соединений может быть совсем незначительное содержание. Большее значение имеет пригодность воды по чисто химическим свойствам к разбавлению высокопроцентного спирта. При этом решающая роль принадлежит степени жесткости воды. Во всех случаях, когда производственный процесс сопровождается перегонкой, содержание солей является вопросом второстепенной важности, но для приготовления спиртных напитков можно употреблять только очень мягкую, бедную солями воду, так как соли, обусловливающие жесткость воды, особенно углекислые и сернокислые соли кальция и магния, при смешивании со спиртом выпадают в осадок вследствие того, что растворимость их уменьшается по мере возрастания крепости спирта (в высокопроцентном спирте). Эти процессы часто ведут к нежелательному помутнению продукта, они особенно неприятны в производстве ликеров, так как заканчиваются не непосредственно после смешения, а только спустя несколько дней, даже недель. Поэтому часто возникают неприятные и часто даже связанные с браковкой (рекламацией) помутнения продукта уже в бутылке, немалая роль в их возникновении принадлежит влиянию температуры. Этого можно избежать, если подвергнуть готовый продукт перед окончательной фильтрацией и розливом по бутылкам довольно продолжительному хранению на холоду, до тех пор пока все вызывающие помутнение составные части не осядут и не будут удалены. Но так как это на практике не всегда осуществимо, тот, кто не располагает хорошей водой, вынужден смягчать используемую на производстве воду по одному из имеющихся методов. Способы очистки и умягчения воды Прежде, когда не умели химическим или физическим способами сделать воду пригодной для употребления в спиртовой промышленности, обычно использовали речную, прудовую и дождевую воду. Речная и прудовая вода утрачивает часть своей природной жесткости вследствие нагревания, соприкосновения с воздухом или посредством биологически-химических процессов, чистая же дождевая вода практически не содержит никаких минеральных веществ. Для удаления органических взвешенных веществ эти воды достаточно было профильтровать через песок или еще лучше через уголь. После этого они были пригодны для применения. В настоящее время вода в местностях с водоснабжением, созданным по современным гигиеническим принципам, не нуждается в фильтрации, но умягчение ее неизбежно, если она не обладает достаточной степенью мягкости. Умягчение воды кипячением. Простейшим способом умягчения воды, имеющей временную жесткость (содержание двууглекислых солей), является кипячение. Если такая вода некоторое время находится в состоянии бурного кипения, то из растворенного в ней двууглекислого кальция при выделении угольной кислоты осаждается менее растворимый углекислый кальций, отсюда выражение временная жесткость. Речь идет о процессе, который мы наблюдаем при образовании котельной накипи. Охлажденную, прозрачную воду сливают с осадка и считают пригодной для применения. Однако при этом методе нельзя избежать фильтрации, поэтому практическое применение его наталкивается на некоторые технические трудности. Содово-известковый способ. Другие производственные воды, которые имеют не только «временную», но и «постоянную» жесткость, не могут быть смягчены в достаточной мере путем простого кипячения. Под «постоянной» жесткостью понимают содержание таких солей, которые можно удалить только путем осаждения химикалиями (сернокислые соли извести и магния). Соли постоянной жесткости превращаются при добавлении углекислого натрия в нерастворимые углекислые соли и осаждаются, в то время как образовавшийся в ходе химического обмена сернокислый натрий остается в растворе. С помощью этого способа одновременно можно, добавив гашеную известь, бикарбонаты кальция перевести в углекислый кальций и таким «холодным» путем осадить его. Для удачного проведения этого способа умягчения воды необходимо располагать данными количественного анализа воды, так как необходимые количества извести и соды могут быть рассчитаны на основании данных о содержании в сырой воде углекислых и сернокислых солей щелочно-земельных металлов. При всех условиях нужно избегать избытка реактивов, отражающихся на качестве умягченной воды; лучше употребить меньше реактивов, чтобы вода не приобрела щелочные свойства. Известь в виде известкового теста или известкового молока трудно дозировать, поэтому рекомендуется добавлять прозрачную насыщенную на холоду известковую воду, которая при определенной температуре растворения (8—10°) содержит постоянное количество извести. Известковую воду приготовляют следующим образом: в известковое молоко добавляют большое количество воды и смесь, помешивая, оставляют на некоторое время до полного насыщения; затем прозрачный раствор отделяют от осадка. Соду можно добавить в воду в концентрированном водном растворе в количестве, рассчитанном на основании данных анализа воды. Для определения количеств извести и соды, предназначенных для умягчения воды по водно-известковому способу, целесообразно пользоваться следующим способом. Предварительно надо определить следующие показатели для воды: общую жесткость (в немецких градусах жесткости °Ж); временную жесткость воды; постоянную жесткость в °Ж; содержание свободной углекислоты (СО2), извести (СаО) и магнезии (MgO) в мг/л. В соответствии с временной жесткостью воды нужно добавить такое количество извести на каждый куб. метр воды: 10 (К - Mg - С) = известь (СаО) в г/м³. В соответствии с постоянной жесткостью нужно добавить следующее количество соды на каждый куб. метр воды: 18,9М = сода в г/м³, где: К — временная жесткость (в немецких градусах жесткости); М = MgO · 1,4 / 40,3, а магнезиальная жесткость = СО2 · 1,273 / 44,01; С — содержание свободной углекислоты; М — постоянная жесткость. 1°Ж немецкий градус жесткости соответствует 10 мг/л окиси кальция или 0,714 г окиси магния в л воды. Авт. Смягченную таким способом воду нужно осторожно декантировать с осадка. В случае удачной декантации устраняется необходимость фильтрации через гравий. Для очистки воды создают специальные усовершенствованные установки. Для ускорения реакции используют другие реактивы (тиофосфат натрия). Умягчение воды пермутитовым способом. Все описанные выше способы умягчения воды не требовали для осуществления особой аппаратуры. Фильтрация с помощью пермутита производится в специальных аппаратах. Но зато способ умягчения пермутитом имеет ряд преимуществ. На практике установлена полная его пригодность при производстве спиртных напитков, а также простота и дешевизна (рис. 13). Пермутит представляет собой крупнозернистый искусственно полученный цеолит (содержащая воду двойная кремнекислая соль алюминия и натрия). В настоящее время применяют соли натрия высокомолекулярных органических сульфокислот. Эти вещества обладают способностью удерживать соли кальция и магния, обусловливающие жесткость воды, и взамен их возвращать воде в эквивалентном количестве растворимые соединения натрия. В результате этого химического процесса, который происходит во время фильтрации, вода становится мягкой и пригодной для разбавления спиртных напитков. Этот метод дает возможность получить воду жесткостью 0,03—0,04°. Пермутитовая масса со временем истощается; ее регенерируют простым и дешевым способом при помощи раствора поваренной соли. Раствор получают, пропустив воду через наполненный поваренной солью сосуд (бак для растворения соли с люком на затяжной скобе). В то время как раствор соли проходит через фильтр, натрий поваренной соли переходит в результате обратного химического процесса в молекулу пермутита, а соответствующее количество кальция и магния переходит в виде хлористых соединений в раствор. Обработка поваренной солью продолжается до тех пор, пока не образуется стойкая пена при взбалтывании взятой на пробу воды (40 мл) с несколькими каплями мыльного раствора по Бутрону или Будештеру. Весь процесс регенерации продолжается приблизительно 30—40 мин. после работы фильтра (4—5 час.). В результате регенерации фильтр становится годным к употреблению и эффективным по своему действию. Умягчение вофатитом. Несколько лет назад на заводах Фарбениндустри стали применять метод умягчения вофатитом. Вофатитовая масса, созданная на базе искусственной смолы, отличается от цеолита большей обменной способностью. Созданы различные вофатитовые массы, при помощи которых из воды можно удалить все катионы и анионы (полное обессоливание). Этот процесс осуществляется в три приема: на первой ступени применяется кислотный вофатит К или К+, на второй — гидроксил вофатита (вофатит М) и на третьей — вофатит, который считается буфером (вофатит С). Регенерация отдельных вофатитов соответственно природе компонентов обмена проводится вместо поваренной соли на первой ступени при помощи кислоты, а на второй — при помощи щелочи или соды. При этом получаются водородные или гидроксильные вофатиты. Третий вофатит обычно регенерируется при помощи поваренной соли.

Вюстенфельд Г., Гезелер Г. Производство наливок, настоек и ликёров, 1959, стр. 100