Содержание к диссертации
стр.
Введение 6
I. Обзор литературы
Технологические аспекты приготовления водок 9
Фильтрующие материалы, применяемые в водочном производстве
1.2.1. Обработка сортировок активированным углем
Физико-химические свойства, пористая структура и химическая природа поверхности активированного угля 11
Физико-химические основы обработки активированным углем водно-спиртовых растворов 15
Разработка и применение новых марок и композиций активированных углей для обработки водно-спиртовых растворов 21
1.2.2. Применение дополнительных сорбентов в водочном производстве
Обработка сортировок адсорбентами на основе ВМС.........23
Обработка сортировок природными минералами 26
Обработка сортировок адсорбентами на основе полимерных материалов 27
1.2.3. Применение кварцевого песка для обработки сортировок
и водок 28
Влияние микропримесей на органолептические свойства водок 29
Применение серебра в технологии водок
Внесение серебра в воду или водку 32
Применение фильтрующих материалов, модифицированных ионами серебра 33
Применение фильтрующих материалов, модифицированных наночастицами серебра
1.4.3.1. Получение и свойства наноразмерных частиц металлов 37
Синтез стабильных наночастиц серебра в обратных мицеллах 40
Модифицирование фильтрующих материалов наночастицами серебра 41
II. Экспериментальная часть II. 1. Материалы и методы исследования
ІІ.І Л. Материалы и объекты исследования 45
ІІЛ.2. Методы исследования
II. 1.2.1. Спектрофотометрический анализ обратно-мицеллярных
растворов наночастиц серебра 47
IIЛ .2.2. Определение адсорбционной активности угля
марки БАУ-А методом Ошмяна 48
II. 1.2.3. Определение органолептических и физико-химических
показателей этилового спирта 49
И. 1.2.4. Определение органолептических и физико-химических
показателей воды 50
11,1.2.5. Измерение содержания ионов серебра
потенциометрическим методом 53
II. 1.2.6. Определение присутствия АОТ в воде
методом ОФ-ВЭЖХ 53
П. 1.2.7. Микробиологический анализ воды 54
П. 1.2.8. Определение содержания микропримесей в сортировке
и водке 55
II. 1.2.9. Определение окисляемости сортировки и водки 56
П. 1.2.10. Органолептический анализ водки 56
II. 1.2.11. Лабораторная установка по моделированию
технологического процесса обработки сортировки 57
ІІ.2. Результаты исследования и их обсуждение Н.2.1. Исследование процесса модифицирования фильтрующих материалов наночастицами серебра
4
П.2.1.1. Синтез наночастиц серебра 58
Изучение процесса адсорбции наночастиц серебра на поверхности активированного угля марки БАУ-А 59
Изучение процесса десорбции наночастиц серебра
с поверхности активированного угля марки БАУ-А 62
И.2.1.4. Изучение процесса адсорбции наночастиц серебра на
поверхности кварцевого песка 63
П.2.1.5. Изучение процесса десорбции наночастиц серебра
с поверхности кварцевого песка 71
П.2.1.6. Сравнительная характеристика процессов адсорбции и десорбции на кварцевом песке серебра в виде ионов и
наночастиц 76
П.2.1.7. Определение присутствия АОТ в дистиллированной воде
после промывки модифицированного кварцевого песка 79
ІІ.2Л.8. Обоснование выбора модифицированного фильтрующего
материала для обработки сортировки 81
П.2.2. Исследование свойств модифицированного кварцевого песка II.2.2.1. Изучение эффекта действия модифицированного
кварцевого песка на микроорганизмы 82
Н.2.2.2. Изучение каталитических свойств модифицированного
кварцевого песка 84
П.2.3. Разработка технологических схем получения водки
с использованием модифицированного кварцевого песка на разных стадиях обработки сортировки П.2.3.1. Исследование влияния модифицированного кварцевого песка на физико-химические и органолептические
показатели водок 91
П.2.3.2. Определение органолептических показателей
образцов водок методом ранжирования 101
5
II.2.3.3. Аппаратурная схема усовершенствованной технологии
водки на основе использования кварцевого песка,
модифицированного наночастицами серебра 105
Экономическая часть 108
Выводы 113
Список литературы 115
Приложения 133
Введение к работе
Актуальность работы
При возрастающей конкуренции на рынке спиртных напитков необходимым условием эффективной работы предприятия является выпуск высококачественной продукции. Современные технологии этилового спирта и водоподготовки позволяют значительно снизить содержание примесей в спирте и воде.
Улучшение качества сырья для производства спиртных напитков привело к изменению соотношения между адсорбционными и окислительно-восстановительными процессами при обработке водно-спиртовых растворов (сортировок) в угольно-фильтрационных батареях. При обработке сортировок с большим содержанием примесей первостепенное значение для улучшения качества готовой продукции имели адсорбционные свойства фильтрующих материалов. При значительном снижении содержания примесей в сортировке удаление оставшихся количеств примесей за счет адсорбции не приводит к заметному повышению дегустационной оценки спиртных напитков. Вследствие этого резко возрастает роль окислительно-восстановительных процессов, в результате которых образуются высокомолекулярные соединения с приятным специфическим ароматом и вкусом. Степень протекания окислительно-восстановительных процессов зависит от каталитических свойств фильтрующих материалов.
Поэтому совершенствование технологии спиртных напитков на "основе использования модифицированных наночастицами серебра фильтрующих материалов, обладающих каталитическими свойствами, является актуальной задачей.
Цель и задачи исследования
Основной целью диссертационной работы являлось совершенствование технологии спиртных напитков на основе использования фильтрующих материалов, модифицированных наночастицами серебра, обладающих
каталитическими свойствами. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:
синтезировать наночастицы серебра и изучить их свойства;
исследовать адсорбционные и десорбционные свойства по отношению к наночастицам серебра различных фильтрующих материалов, провести сравнительную характеристику их свойств;
разработать способ получения модифицированного фильтрующего
материала - кварцевого песка;
изучить свойства модифицированного кварцевого песка;
изучить влияние скорости фильтрования сортировки через кварцевый песок, модифицированный наночастицами серебра, на содержание микропримесей, обуславливающих качество готового продукта;
апробировать различные технологические схемы обработки сортировки в угольно-фильтрационных батареях с использованием кварцевого песка, модифицированного наночастицами серебра, и на основании сравнительного анализа выбрать наиболее эффективный вариант.
Научная новизна работы
Впервые изучена возможность применения достижений современной нанотехнологии в производстве спиртных напитков.
Изучен процесс адсорбции наночастиц серебра на фильтрующих материалах, широко применяемых в ликероводочном производстве. Проведена сравнительная характеристика адсорбционных и десорбционных свойств фильтрующих материалов по отношению к наночастицам серебра.
Проведена сравнительная характеристика адсорбции на поверхности кварцевого песка серебра в ионной форме и в виде наночастиц. Установлено, что ионы серебра на поверхности кварцевого песка не адсорбируются, в отличие от наночастиц серебра.
Установлено, что предложенная нами предварительная обработка фильтрующего материала повышает степень адсорбции наночастиц серебра на кварцевом песке.
Впервые научно обосновано и экспериментально доказано наличие каталитических свойств у кварцевого песка, модифицированного наночастицами серебра.
Доказана взаимосвязь между скоростью фильтрования сортировки через модифицированный кварцевый песок и наличием в ней микропримесей, влияющих на качество готового продукта.
Практическая значимость работы
На основании экспериментальных данных, полученных при изучении каталитических свойств кварцевого песка, модифицированного наночастицами серебра, усовершенствована технология спиртных налитков.
Применение разработанного способа позволяет исключить из традиционной схемы производства водок часть технологического оборудования (угольную колонну), что снизит себестоимость готового продукта.
Усовершенствованная технология спиртных напитков на основе использования кварцевого песка, модифицированного наночастицами серебра, апробирована в условиях ОАО «Великоустюгский ЛВЗ».
Испытания, проведенные в отделе безалкогольных напитков ГУ ВНИИ ПБ и ВП, подтвердили бактериостатические свойства кварцевого песка, модифицированного наночастицами серебра.
Рассчитана экономическая эффективность от внедрения
усовершенствованной технологии водок, которая составила 7,44 млн. руб. для завода производственной мощностью 2 млн. дал/год.
Усовершенствованная технология водок защищена патентом «Способ производства водки» (Патент РФ № 2243258).
