Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние технологии напитков, изготовленных с использованием древесины 11
1.1 Особенности технологии производства виски 11
1.2 Химический состав древесины дуба 15
1.3 Влияние древесины на процесс созревания спиртов 19
1.3.1 Экстракционные процессы 19
1.3.2 Окислительно-восстановительные процессы 24
1.4 Способы ускорения созревания спиртов 29
1.4.1 Обработка древесины 30
1.4.1.1 Термическая обработка древесины 31
1.4.2 Получение экстрактов древесины 32
1.4.3 Обработка спиртов озоном 35
1.4.4 Обработка спиртов ультразвуком 37
1.5 Методы исследования химического состава напитков, изготовленных с использованием древесины 38
1.5.1 Определение таннинов 40
1.5.2 Определение ароматических альдегидов 42
1.5.3 Определение углеводов 43
1.5.4 Определение летучих соединений 43
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования 47
2.1 Сырьё и материалы 47
2.2 Определение оптической плотности и цветности 47
2.3 Хроматографическое определение содержания этанола и примесей брожения 47
2.4 Определение общего количества экстрактивных веществ и титруемой кислотности 50
2.5 Определение дубильных веществ и степени их окисленности 51
2.6 Определение ароматических альдегидов 52
2.7 Определение углеводов 53
2.8 Устройство и принцип работы ультразвукового диспергатора УЗДН-2Т 54
2.9 Устройство экспериментальной установки для озонирования 56
2.9 Дегустационная оценка образцов 56
ГЛАВА 3. Исследование влияния предварительной обработки древесины и экстрагента на показатели экстрактов 57
3.1 Исследование влияния объемной доли этанола в экстрагенте и температуры процесса на показатели экстрактов 57
3.2 Исследование влияния размеров частиц и соотношения сырье-экстрагентна показатели экстрактов 61
3.3 Сравнительная оценка эффективности некоторых традиционных способов обработки древесины 64
3.3.1 Обоснование комбинированного способа обработки древесины 67
3.4 Исследование влияния ультразвуковой обработки экстрактов на их физико-химические и органолептические показатели 74
3.5 Влияние озонирования на физико - химические и органолептические показатели экстрактов 78
ГЛАВА 4. Извлечение экстрактивных веществ из обработанной щепы дуба 86
4.1 Исследование скорости набухания образцов древесины дуба 87
4.2 Исследование скорости экстрагирования компонентов из древесного сырья 91
4.2.1 Переход экстрактивных веществ в жидкость на стадии пропитки сырья при непрерывно-проточном режиме экстрагирования 92
4.2.2 Экстрагирование компонентов из щепы дуба в колонне периодического действия в режиме рециркуляции экстрагента 99
4.2.3 Количественная оценка диффузионного сопротивления в каналах слоя 103
4.2.3.1 Расчет коэффициента массоотдачи 103
4.2.3.2 Расчет коэффициента диффузии в твердой фазе 107
4.2.4 Расчет продолжительности процесса экстрагирования веществ из щепы дуба О. robur в колонне с неподвижным слоем и рециркуляцией экстрагента 111
ГЛАВА 5. Разработка основ купажирования изделий на основе сравнительной оценки физико-химических и органолептических показателей виски и математической модели оценки качества крепких алкогольных напитков 116
5.1 Сравнительная характеристика показателей виски и экстрактов древесины дуба, полученных экстрагированием в аппарате с рециркуляцией водно-спиртового раствора без и с последующей выдержкой 1 16
5.2 Исследование физико-химических показателей древесных экстрактов 118
5.3 Сравнительная оценка органолептических показателей экстрактов из различных видов древесины 121
5.4 Зависимость органолептических показателей виски от их основных физико-химических параметров 123
5.5 Идентификация основных параметров изделий ВИКОН и виски с помощью инструментальных методов исследования и визуальных отпечатков 129
5.6 Разработка математической модели оценки качества крепких купажных выдержанных изделий на основе обобщенного критерия 135
ГЛАВА 6. Технологическая схема получения напитков группы «викон 142
6.1 Аппаратурно-технологическая схема производства крепких алкогольных напитков ВИКОН 142
6.2 Органолептические и физико-химические показатели готового напитка 145
Выводы 146
Список использованных источников
- Влияние древесины на процесс созревания спиртов
- Определение общего количества экстрактивных веществ и титруемой кислотности
- Исследование влияния размеров частиц и соотношения сырье-экстрагентна показатели экстрактов
- Исследование скорости экстрагирования компонентов из древесного сырья
Введение к работе
Актуальность работы. В настоящее время наиболее распространенные крепкие алкогольные напитки в нашей стране представлены, в основном, водкой. Эти изделия однотипны и различаются по составу только содержанием различных ингредиентов. В мире выпускаются ряд изделий (коньяк, виски, ром, кальвадос, сливовица), в производстве которых используют местное сырье. В связи с необходимостью расширения ассортимента крепких алкогольных напитков реальна организация получения изделий на основе древесных экстрактов, наиболее близким аналогом которого является виски, изготавливаемый на основе зернового спирта.
Одним из важнейших этапов в создании виски является процесс выдержки (созревания) спирта-виски. Роль древесины дуба в созревании спиртов заключается главным образом в том, что она обогащает спирт экстрактивными веществами, превращающимися под действием кислорода в ароматические вещества, обусловливающие вкус и аромат напитков. При выдержке спиртов с древесиной дуба происходит экстрагирование различных соединений - продуктов этанолиза и гидролиза лигнина, дубильных веществ, полисахаридов, липидов и других компонентов, которые при взаимодействии с примесями спирта подвергаются окислению и деструкции [100, 46, 48].
Особенностями существующей технологии созревания спиртов являются длительность выдержки и необходимость использования дорогостоящей дубовой клепки и дубовых бочек. В связи с этим возникает необходимость разработки и внедрения технологических приемов, интенсифицирующих процессы выдержки и созревания напитков.
Поэтому исследования в этой области привели к тому, что были предложены способы ускорения созревания, такие как обработка спиртов теплом и холодом; озонирование; применение ультразвука; добавление к спиртам экстрактов обработанной древесины дуба (Скурихин И.М., Оганесянц Л.А., Сари-швили Н.Г., Соболев Э.М., Писарницкий А.Ф.). На наш взгляд, представляется
перспективным использование для создания крепких алкогольных напитков близких по своим физико-химическим и органолептическим показателям к виски нативных спиртовых основ из различных видов древесины. Решению этой задачи доллша способствовать разработка рациональных условий и режимов экстрагирования, обеспечивающих эффективное извлечение основных компонентов, позволяющие получить показатели изделий, аналогичные виски.
Цель и задачи исследования.
Целью диссертационной работы является разработка технологии получения крепких алкогольных напитков группы ВИКОН на базе спиртовых основ -экстрактов из древесного сырья.
Существует большое количество факторов, определяющих органолептиче-ские показатели виски как наиболее близкого прототипа разрабатываемых изделий, в связи с тем, что технологические стадии производства всех видов виски различны:
применение разных видов сырья;
варьирование условий получения спирта-виски;
использование обугленных или применяемых в производстве других напитков бочки;
изменение длительности выдержки спиртов с древесиной и т.д.;
В настоящее время недостаточно изучены кинетические характеристики процесса экстрагирования компонентов из древесины при выдержке спиртов. Не существует единой системы оценки ликероводочных изделий как комплекса их органолептических и физико-химических показателей.
В связи с этим задачей исследования являлась разработка ускоренной технологии получения крепких алкогольных купажных напитков под общим названием ВИКОН, изготовляемых с применением спиртовых основ из древесного сырья.
В соответствии с поставленной целью решались следующие задачи:
исследование влияния некоторых факторов и физико-химических методов обработки сырья на изменения показателей экстрактов с целью выявления возможностей ускорения процессов старения спиртов;
изучение кинетики процесса экстрагирования веществ из щепы дуба О. robur водно-спиртовым раствором с целью разработки интенсивного способа экстрагирования и метода расчета основных показателей этого процесса;
исследование физико-химических показателей экстрактов из различных видов древесного сырья, оценка возможностей их использования в качестве основ для приготовления изделий группы ВИКОН;
разработка математической модели оценки качества готовых изделий на основе их органолептических показателей и обобщенного критерия качества;
сравнительная оценка на основе обобщенного критерия изделий ВИКОН и виски;
разработка технологии промышленного производства и технической документации на спиртовые основы - экстракты из древесного сырья, рецептур и технологии производства изделий ВИКОН, не уступающих по качественным показателям напиткам того же типа, требующим выдержки с древесиной в течение длительного времени. Научная новизна
получены зависимости влияния основных параметров экстрагирования, а также режимов ультразвуковой обработки и озонирования на физико-химические и органолептические показатели экстрактов, определены температурные зависимости потерь этанола при экстрагировании древесного сырья;
разработан экспериментальный метод определения диффузионных характеристик древесины на примере древесины дуба О. robur, а также метод расчета процесса экстрагирования компонентов, применение которого позволяет определить продолжительность цикла получения экстрактов в колонне с рециркуляцией экстрагента и неподвижным слоем щепы;
предложена экспресс-методика определения таннинов в древесных экстрактах;
на основе разработанной математической модели оценки качества готовых изделий с помощью обобщенного критерия качества, а также соответствия балловая оценка - цена - качество изделий, методов ИК-спектрометрии и ВЭЖХ осуществлена сравнительная оценка основных физико-химических показателей виски и изделий ВИКОН;
разработана технология получения новой группы крепких алкогольных напитков ВИКОН на основе экстрактов древесины дуба и фруктовых культур.
Влияние древесины на процесс созревания спиртов
Созревание напитков - совокупность сложных химических и физико-химических процессов. Процесс сопровождается множеством процессов и химических реакций: экстрагированием, окислением, гидролизом, дегидратацией, эфирообразованием, ацеталеобразованием, полимеризацией и др. [89]. При выдержке спиртов из древесины извлекаются вещества, которые в последующем превращаются в соединения, придающие напиткам специфический вкус и аромат. Существует мнение, что на первом этапе выдержки происходит увеличение концентрации веществ, образующихся в результате взаимодействия дистиллята с древесиной; на втором этапе наступает частичный распад веществ, накопившихся при выдержке. Причем кислород, растворенный в спирте и находящийся в порах древесины, взаимодействует со многими летучими и нелетучими веществами, вследствие чего образуются разнообразные продукты [55, 88, 128,59].
Экстрагирование нелетучих компонентов древесины при выдержке со спиртом играет большую роль в формировании необходимых качеств напитков. Для лучшего понимания механизма процесса экстрагирования компонентов из древесины, который зависит от многих факторов, таких как емкость резервуара, в котором происходит выдержка, спиртуозности, кислотности среды, продолжительности и температуры выдержки, рассмотрим теоретические основы экстрагирования.
Экстрагирование - сложный процесс, с давних пор применяемый для извлечения ценных веществ (или вредных примесей), из твердых пористых материалов с помощью растворителей [45].
Сложность процесса экстрагирования заключается в том, что скорость извлечения целевых компонентов определяется большим числом параметров, трудно поддающихся обобщению и анализу. Действительно, извлекаемый компонент может находиться в твердом пористом материале в твердом или жидком состоянии; твердый пористый материал может быть инертным носителем целевого компонента либо взаимодействовать с ним, удерживать за счет адсорбции, электрических или других сил; растворитель может иметь различную избирательность по отношению к компонентам, содержащихся в твердой фазе, и, наконец, структура твердого пористого материала (или упругой клеточной растительной ткани) может оказывать различное сопротивление процессу извлечения. Кроме того, на механизм процесса экстрагирования оказывает влияние условия равновесия и кинетика. Условия равновесия характеризуются достижением равенства концентрации извлекаемого компонента в растворе и концентрации насыщения и зависят от физико-химических свойств растворителя и целевого компонента, а также от температуры и давления. Кинетика определяет закономерности скорости экстрагирования, то есть время протекания процессов извлечения, производительность экстракционного оборудования.
Для определения важнейших расчетных характеристик любого химико -технологического процесса необходимо понимание его механизма и знание основных физико-химических свойств. Механизм гетерогенных массообменных процессов таких, как экстрагирование, зависит от состояния частиц твердой фазы, температуры, концентрации и времени [45].
Структура пористого твердого тела оказывает большое влияние на скорость транспорта частиц извлекаемого компонента при экстрагировании. Поэтому всегда надо знать особенности внутреннего строения твердого материала, а также механизм взаимодействия этого материала с растворителем.
Растительные ткани состоят из клеток. Основу оболочек растительных клеток образует целлюлоза - природный полимер с линейными макромолекулами. Основными структурными элементами целлюлозы являются пачки, состоящие из ассоциированных друг с другом макромолекул. Пачки соединяются в фибриллы.
В зависимости от вида структур, образующих оболочку клетки, в волокнах целлюлозы имеются два вида пор: узкие, размеры которых находятся в пределах 10 А, и крупные (промежутки между фибриллами) с размерами порядка 100 А. Течение жидкости в капиллярах подчиняется закону Пуазейля: _ = р ХГ 2 dt 8 /и I где dl/dt - средняя скорость движения жидкости; г - радиус капилляра; /.і -вязкость жидкости; / - длина капилляра; р - движущее давление.
Перенос вещества с поверхности экстрагируемых частиц в поток экстра-гента осуществляется путем молекулярной диффузии и за счет переноса самой жидкости.
Диффузия является процессом, при котором вещество переходит из одной части системы в другую в результате беспорядочных движений атомов и молекул. Уравнение диффузии, также как и теплопроводности и электропроводности, являются уравнениями переноса. В этом смысле между этими явлениями существует формальная аналогия.
Определение общего количества экстрактивных веществ и титруемой кислотности
Для определения таннинов в пересчете кверцетин, содержащих фенольные -ОН группы в орто-положении, нами предложен кондуктометрический метод [61].
Титрование проводили при 20±2С в термостатированной ячейке закрыто-го типа объемом 10 см . Платиновые электроды (площадь 1x1 см ) впаяны в пришлифованную крышку ячейки и отстоят друг от друга на расстоянии 5 мм [32]. В ячейку для титрования помещали 5 см3 предварительно полученного экстракта. Константу ячейки находили по стандартному раствору КС1 с молярной концентрацией эквивалента 1,0 моль/дм3, для которого известна удельная электропроводность (х = 0,09827 Ом см"1 при 18С).
В качестве титранта применяли водный раствор РЬ(ИОз)2 с молярной концентрацией эквивалента 0,1 моль/дм3. Титрант добавляли из микробюретки по 0,1 см3 (перемешивание раствора магнитной мешалкой). После добавления каждой порции титранта измеряли сопротивление анализируемой смеси {R, Ом). Удельную электропроводность рассчитывали по соотношению активного сопротивления R, Ом и константы ячейки 9, см"1: = 0/Л. При добавлении титранта в анализируемый раствор удельная электропроводность резко возрастает вследствие образования высокоподвижных ионов IT1". После того, как все катехины оттитрованы, удельная электропроводность возрастает незначительно. Этот участок кривой обусловлен суммарной электро 1-і проводностью ионов У2 РЬ и Ж)з (рис. 2.1).
Точку стехиометричности находили экстраполяцией двух участков кривой титрования до пересечения. Суммарное содержание таннинов (т, мг) в экстракте вычисляли по уравнению: т=С -V-Э, где С - концентрация титранта, моль/дм3; V - объем титранта, пошедший на титрование, см3; Э - молекулярная масса эквивалента кверцетина.
Для определения общего содержания дубильных веществ применяли метод, основанный на их окислении 0,1 н. раствором КМпС 4, с учетом расхода перманганата на окисление других окисляемых веществ спирта (нетанидов) [5, 70].
Для определения степени окисленности дубильных веществ (определения количества пирогалловых гидроксилов) в процентах пирогалловых гидро-ксильных групп от массы (веса) дубильных веществ применяли фотометрический метод с железотартратным реактивом [100].
Для количественного и качественного определения галловой кислоты использовали хроматографический метод, описанный в разделе 2.6 и статье [62].
Для анализа производных галловой кислоты и фенолальдегидов в экстрактах и виски использовали метод микроколоночной ВЭЖХ [92, 62, 116]. За основу взяли режим, приведенный в литературе [35].
Анализ осуществляли на хроматографе Милихром-4 с колонкой ju-Bondapak C/s (2x120 мм), размер частиц 10 мкм. Объем вводимой пробы 5 мкл. В качестве элюента применяли метанол с линейным градиентом концентрации от 20 до 80% в 0.05 М ацетате аммония (РН=6). Для создания программы градиента 8 контейнеров заполняли 250 мкл подвижной фазы с объемной долей метанола от 0.2 до 0.8 с шагом равным 0.1. Выполнение анализов с использованием градиента концентрации позволяет ступенчато увеличивать полярность подвижной фазы, что способствует более эффективному разделению веществ за меньший промежуток времени. Подобранный градиентный режим позволил сократить общий объем элюента до 2500 мкл. Это условие важно для работы на хроматографе «Милихром» в связи с тем, что его шприцевый насос имеет максимальный объем набора элюента 2500 мкл. Анализ с большими временами удерживания требует повторного набора элюента насосом, ухудшает воспроизводимость методики и увеличивает продолжительность анализа.
Расход элюента составлял 60 мкл/мин. В качестве стандартов использовали 0,1%-ные растворы ванилина в 50%-ном водно-спиртовом растворе.
Для подбора оптимальной аналитической волны хроматограммы регистрировали в поливолновом режиме. Определили, что наиболее информативные данные получаются при А=280 нм. Количественное определение ванилина (в мг/дм3) проводили по площадям полученных пиков.
Для определения суммарного содержания ароматических альдегидов в пересчете на ванилин применяли фотометрический метод, основанный на образовании ароматическими альдегидами красной окраски с флороглюцином в крепкой соляной кислоте [71].
Исследование влияния размеров частиц и соотношения сырье-экстрагентна показатели экстрактов
В эксперименте применяли необработанную дубовую стружку размерами 1x2,5x0,5 мм (удельная поверхность 10,50 м /кг) и дубовую щепу размерами 20,0 х 14,5 х 0,9 мм, (удельная поверхность 3,80 м /кг). Объемная доля этанола в экстрагенте составляла 50%, длительность процесса - 18 сут, соотношение сырье - экстрагент - 1,0; 2,0; 3,0; 4,0; 5,0 г на 100 см3.
Интенсификация процесса экстрагирования в данном случае связана с увеличением удельной поверхности частиц и, следовательно, площади контакта между поверхностью древесины и водно-спиртовым раствором для взаимодействия кислорода, компонентов древесины и спирта.
В процессе экстрагирования контролировали: содержание общего экстракта, дубильных веществ, ароматических альдегидов, пирогалловых гидроксиль-ных групп. Концентрации основных показателей экстрактов дубовой стружки и щепы приведены в табл. 3.1, 3.2. Зависимость содержания некоторых компонентов в экстрактах от соотношения сырье - экстрагент показана на рис. 3.5.
Содержание общего экстракта, дубильных веществ, ароматических альдегидов увеличивается с ростом удельной поверхности древесины и соотношения сырье -экстрагент. Особо важным для оценки степени окисленности дубильных веществ является процентное содержание в них гидроксильных групп (табл. 3.2). Чем выше степень окисления таннинов, тем в них меньше содержание пирогалловых гидроксильных групп. Окисленные таннины обусловливают мягкий вкус, а также изменение окраски спиртов при выдержке. Величины сте 63 пени окисления дубильных веществ в экстрактах, полученных при различных соотношениях сырье - экстрагент приведены в табл. 3.2. Зависимость содержания основных компонентов в экстрактах от соотношения сырье - экстрагент представлена на рис. 3.5.
В экстрактах щепы степень окисленности дубильных веществ выше, чем в экстрактах стружки, что положительно сказывается на органолептических показателях экстрактов (табл. 3.2, 3.3). Это связано, по-видимому, с более интенсивным окислением таннинов находящимся в порах древесины и растворенным в жидкости кислородом, так как слой щепы обладает большей порозностью, чем слой стружки, который в большей степени подвержен уплотнению под давлением жидкости.
Наиболее высокими показателями и сбалансированностью состава, характерного для виски и коньяков, обладает экстракт, полученный при соотношении дубовой щепы и водно-спиртового раствора 3,0 г на 100 см3 [36]. Таблица 3.2
Величина степени окисленности дубильных веществ в экстрактах дубовой стружки и щепы, полученных при различных соотношениях сырье - экстрагент
Содержание некоторых компонентов в экстракте составило: общий экстракт-4,18; дубильные вещества - 3,22 г/дм3, ароматические альдегиды - 3,03 мг/дм3. При этом степень окисленности дубильных веществ составила 22,2% при отсутствии в экстракте древесного привкуса, характерного для всех образцов экстрактов стружки и экстрактов щепы с соотношением сырье - экстрагент
а - 4,0; 5,0 г на 100 см . При соотношении сырье - экстрагент более 3 г на 100 см наблюдали опалесценцию и повышение мутности в экстрактах из стружки, что снизило их органолептические показатели (табл. 3.2).
Наиболее предпочтительным для производства экстрактов древесины является применение щепы размерами 20,0 х 14,5 х 0,9 мм при соотношении сырье - экстрагент 3 г на 100 см3.
Сравнительная оценка эффективности некоторых традиционных способов обработки древесины Для формирования букета изделий, накопления сбалансированных арома-то- и вкусообразующих компонентов, определяющим фактором является спо 65 соб предварительной обработки древесины, обеспечивающий экстрагирование ее специфичных компонентов. Получали экстракты из древесины, которую подвергали следующим видам обработки: - термическая (древесину выдерживали в течение 24 часов при температу ре 140 С в сушильном шкафу, затем вымачивали в 2 часа в горячей воде, су шили, снова обрабатывали в течение 30 часов при температуре 140 С [52];. - кислотно-щелочная (обработку производили в течение 1 часа горячим 1 %-ным раствором кальцинированной соды, затем выдерживали древесину в 2 %-ном растворе серной кислоты в течение 1-2 часов, после этого промывали древесину сначала горячей, затем холодной водой); . - предварительное замачивание в водно-спиртовом растворе (необработанную древесину заливали водно-спиртовым раствором с концентрацией спирта 60% об., выдерживали в течение 10 суток, затем отделяли от раствора и высушивали в сушильном шкафу при температуре 120С).
При настаивании стружки и щепы в течение 18 суток использовали в качестве экстрагента сортировку из спирта - сырца с объемной долей этанола 50%.
В экстрактах древесины определяли следующие показатели: содержание общего экстракта, дубильных веществ и степень их окисленности, ароматических альдегидов, углеводов.
Содержание компонентов экстрактов в зависимости от вида обработки древесины представлены в таблице 3.3.
Результаты экспериментов подтвердили различие качественных параметров экстрактов, полученных из древесины, обработанной различными способами. Так кислотно-щелочная обработка оказывает незначительное воздействие на древесину. На наш взгляд, это связано с тем, что дубильные вещества представляющие собой соединения кислотного характера, нейтрализуют растворы соды, вытесняя угольную кислоту. В результате образуется СОг, закрывающий поры древесины и препятствующий проникновению соды вглубь древесных частиц.
Исследование скорости экстрагирования компонентов из древесного сырья
Низкое содержание ароматических альдегидов (4,3 мг/дм3 в экстрактах, обработанных по варианту 2) объясняется тем, что при воздействии озона ароматические альдегиды участвуют в реакциях с алифатическими альдегидами или окисляются до соответствующих кислот, что приводит к ухудшению вкуса и букета экстрактов при подобной обработке.
Озонирование привело к интенсивному увеличению степени окисленности таннинов в экстрактах (11,2% - по 1 варианту при 30 мин озонирования, 8,6% -по 2 варианту обработки). Отметили появление резкости во вкусе экстрактов, на наш взгляд, из-за повышенного содержания в экстрактах высших спиртов, в частности, изоамилового, несмотря на высокую степень окисленности таннинов.
К негативным сторонам озонирования спиртов относятся следующие: образование ацетона, повышение содержания основных компонентов сивушной фракции, новообразование метанола, снижение количества ароматических альдегидов. Положительное влияние озонирования спиртов связано с получением более высокой степени окисленности таннинов в экстрактах, однако, синерге-тический эффект обработки озоном нельзя считать положительным из-за полученных неудовлетворительных органолептических показателей экстрактов.
В результате исследований, результаты которых приведены в главе 3, определены оптимальные параметры экстрагирования: температура 25С; объемная доля этанола в экстрагенте 50%; соотношение сырье - экстрагент 30 г воз-душно-сухой древесины на 1 дм .
Для получения экстрактов с необходимыми физико-химическими и орга-нолептическими показателями следует использовать щепу древесины дуба О. robur с размерами частиц 20x14x1 мм , обработанную согласно комбинированному способу, который заключается в обжиге щепы в течение 15 мин на открытом пламени с последующим двукратным вымачиванием и сушкой.
Ультразвуковая обработка экстрактов значительно интенсифицирует процессы извлечения экстрактивных веществ из щепы, происходит увеличение степени окисленности таннинов, однако приводит к снижению количества ароматических альдегидов в экстрактах.
Озонирование оказывает на экстракты комплексное воздействие. К позитивным аспектам озонирования экстрактов следует отнести увеличение содержания легколетучих соединений - эфиров и альдегидов, степени окисленности дубильных веществ, к негативным - повышение содержание метанола, основных компонентов сивушной фракции, образование следовых количеств ацетона.
Проведенные исследования позволили оценить степень влияния основных факторов и способов на процесс получения экстрактов, их физико-химические и органолептические показатели, определить наиболее рациональные пути реализации технологии производства основ для приготовления крепких алкогольных напитков ВИКОН.
Однако реализация этой технологии требует теоретического обоснования и практического решения вопросов, связанных с интенсификацией процесса экстрагирования с помощью исследования массообменных процессов комплекса сырье - экстрагент, для организации сокращения продолжительности получения основ со сбалансированными физико-химическими и органолептическими показателями, характерными для виски.
Экстрагирование в системе твердое тело - жидкость обусловлено избирательной растворимостью целевых компонентов в жидкости, которые диффундируют в экстрагент, в то время как твердый инертный скелет остается неизменным. Твердый скелет пористого тела существенно влияет на перенос вещества. Замедляет процесс переноса в пористой среде механическая блокировка диффузионного потока твердым скелетом, извилистость пор и капилляров, торможение молекулярного движения стенками капилляра и др. [4, 90].
Ткани растительного происхождения, такие как древесина, обладают клеточным строением, которое может нарушаться при механической обработке. Строение пор и каналов древесины во многом определяют механизм и скорость извлечения целевых компонентов. Структурную основу оболочек растительных клеток составляет целлюлоза - природный полимер с линейными макромолекулами, ассоциированными в пачки, соединенные в более крупные структурные образования - фибриллы [113]. В волокнах целлюлозы имеются узкие поры размером до 1 нм и более крупные размером до 10 нм. Крупные поры и обеспечивают проницаемость оболочек растительных клеток для молекул извлекаемых компонентов [101]. Причем, если клетки, образующие тело органического происхождения, существенно меньше размеров этого тела, то его можно рассматривать как изотропное, в котором диффузионная проводимость во всех направлениях одинакова [4].
