Способ производства ускорителя из древесины дуба для созревания коньячных спиртов

 

Изобретение может быть использовано в винодельческой промышленности. Дубовую стружку облучают гамма-квантами пучком ускоренных электронов с энергией 8-10 МэВ (1,3-1,6 Дж) в присутствии воздуха до поглощенной дозы 100 кГр при сравнительно малой дозе источника излучения 4-5 Гр/сек. Затем ее облучают при более высокой мощности доз источника излучения 8-10 кГр/сек и завершают при суммарной поглощенной дозе 200 кГр. Предлагаемый способ обеспечивает ускорение процесса образования и увеличения содержания альдегидов, ацеталий, высших спиртов и других ценных веществ, деструкцию лигнина, разрыв цепи молекул полисахаридов, превращение их в олиго- и моносахариды, повышение растворимых в воде и спирте веществ. 2 табл., 2 ил.

Известны способы производства ускорителя коньячных спиртов [1-3] путем облучения древесины дуба ультрафиолетовыми лучами [4] и гамма-лучами [1-3].

При обработке древесины дуба ультрафиолетовыми лучами сокращается срок производства коньячных спиртов, но имеет место значительный расход древесины.

Известен способ получения древесной муки [5], где в качестве деструктирующего древесину приема используют ионизирующие излучения гамма-квантов или ускоренных электронов до поглощенной дозы 100-290 кГр. Этот способ направлен на деструкцию древесины лиственных пород, используемых в дальнейшем в виде добавок к кормам животных. В этом способе отсутствует необходимость регулирования мощности поглощенной дозы источника излучения, т.к наблюдается повышение процента "выхода" целлюлозы и лигнина при облучении различных лиственных пород древесины с увеличением поглощенной дозы.

Это подтверждается и нашими исследованиями при облучении дубовых стружек при постоянной мощности поглощенной дозы (см. таблицу 1). Повышение дубильных веществ особенно заметно у дуба возвышенных месторождений (т.е. лучших сортов сырья), у которых повышать поглощенную дозу выше 200 кГр не следует.

При использовании древесной муки для последующего применения ее в производстве ускорителя коньячных спиртов затруднительно, т.к. обрабатывать реагентами муку (для снижения танины) перед облучением и фильтровать спирт после выдержки чрезвычайно сложно (малые фракции) и приводит к значительным неоправданным затратам.

Известный способ облучения дубовой клепки гамма-квантами до поглощенной дозы 500-750 кГр [6], при реализации которого наблюдается значительное повышение дубильных веществ и сокращается срок приготовления спирта (при сопоставлении его со спиртом сроком выдержки в дубовой бочке 3 года “3 звездочки”). Для удаления танидов (вредных компонентов) перед облучением древесину обрабатывают химическими реагентами и промывают. В этом способе авторы исследовали качество древесины, облученной гамма-квантами при разных, сравнительно малых, но постоянных мощностях доз (в пределах всей поглощенной дозы). При этом установлен диапазон доз, "благоприятных" для целевой древесины в виноделии.

В указанном способе ставилась цель дать суммарную поглощенную дозу древесине при разных, но постоянных на весь период облучения, мощностях поглощенных доз. Поэтому "при сроке выдержки спирта в течение 240 дней количество полезных веществ, экстрагируемых из облученной древесины", сначала возрастает, а затем снижается.

Отмеченные недостатки устраняются при облучении дубовой стружки гамма-квантами или ускоренными электронами в первый период до поглощенной дозы 100 кГр при мощности поглощенной дозы облучения 4-5 Гр/сек, затем мощность дозы увеличивается до 8 Гр/сек, и древесина облучается до суммарной поглощенной дозы 200 кГр. В результате такой очередности изменения мощности поглощенных доз значительно изменяются показатели дубильных веществ (см. таблицу 1 во 2-м периоде при окончании облучения при МПД=8-10 Гр/сек).

Наиболее близким аналогом предлагаемого способа является способ [7], в котором древесину облучают до ПД=200 кГр.

Для выяснения этого предложения в коньячный спирт добавляли облученные нашим способом дубовые стружки в количестве 7-10 г/л и выдерживали его в течение 20 дней. Для контрольной проверки отдельно в коньячный спирт добавляли необлученные стружки (7-10 г/л) и выдерживали тот же срок. После указанного периода времени спирт исследовали на спектрофотометре СФ-16.

Коэффициент поглощения ультрафиолетовых лучей у растворителей определялся пропорционально их концентрации за счет растворенных в них веществ. Он является одним из основных показателей интенсивности экстракции и окислительных реакций, т.е. степени созревания коньячных спиртов.

Исследуемые спирты после разбавления водой (1:10) разливали в однотипные нейтральные кюветы, затем проводились измерения коэффициентов поглощения ультрафиолетовых лучей (k) при различных длинах волн () через каждые 5-10 нм в соответствующем диапазоне (200-350 нм) (см.фиг.1).

Из фиг.1 видно, что спектры по характеру одинаковы. Это свидетельствует об одинаковом качественном составе. Повышение кривых в диапазоне 270-290 нм обусловлены содержанием в составе спиртов альдегидов и ацеталей.

Исследования подтвердили (см.фиг.2), что коэффициенты поглощения ультрафиолетовых лучей спирта, выдержанного 20 суток на облученных стружках до ПД=200 кГр с разными МПД, являются наиболее высокими и близкими к результатам анализа спирта пятилетней бочковой выдержки. Таким образом, для созревания конечного спирта, равного трехгодовой выдержке, требуется настаивание его на облученных дубовых стружках в течение 9-12 суток.

В результате интенсивной экстракции и окислительных процессов изменяются и химические показатели основных компонентов в спирте. Как видно из таблицы 2, созревание коньячного спирта, настоянного на облученных стружках, обработанных на гамма-установках или ускорителях электронов до ПД=200 кГр при разных МПД, происходит наиболее интенсивно.

Таким образом, предлагаемый нами способ полностью оправдывается.

Однако на гамма-установках изменять мощность дозы (при сравнительно постоянной активности облучателя) возможно лишь изменением расстояния от облучаемого объекта (стружек) до облучателя (источника облучения) или манипуляцией специальных защитных экранов облучателя, что в значительной степени затруднено из-за специфичности конструкции установок и рабочих камер. При этом сильное влияние оказывает снижение активности источников излучения за счет их распада (например, период полураспада ⁶⁰С_O=5,3 года).

Наиболее простым и технологически целесообразным вариантом может быть применение ускорителей электронов с определенной энергией пучка, у которых варьирование мощностей доз может производиться только регулированием тока пучка.

Описываемый способ заключается в том, что дубовую стружку облучают пучком ускоренных электронов с энергией 8-10 МэВ (1,3-1,6 пДж) в присутствии воздуха до поглощенной дозы 100 кГр при сравнительно малой мощности дозы источника излучения (4-5 Гр/сек). В этот период ускоряется процесс образования альдегидов, ацеталий, высших спиртов и др. ценных веществ (см. таблицу1). Второй период облучения производится при более высоких мощностях доз источника излучения (8-10 кГр/сек) и завершается при суммарной поглощенной дозе 200 кГр. В завершающей фазе облучения в древесине “вскрываются” ценные вещества и сохраняются в ней в период всего контакта со спиртом.

Рекомендуется проводить облучение в тонких мешках или в открытом виде на транспортерной ленте.

Облучение древесины способствует увеличению: содержания альдегидов, ацеталий, разрыву цепи молекул полисахаридов, превращая их в олиго- и моно-сахариды; диструкции лигнина, превращая его в ванилин, и повышению растворимых в воде и спирте веществ.

При настаивании коньячного спирта на облученной древесине возрастает скорость экстракции, а продукты радиолиза воды интенсифицируют окислительные процессы, в результате чего резко ускоряется процесс созревания коньячных спиртов.

Данный метод позволяет осуществить созревание коньячных спиртов в течение 9-12 суток, причем по химическому составу и органолептике эти спирты не уступают коньячным спиртам четырехлетней бочковой выдержки.

Источники информации

1. Брегвадзе У.Д., Бокерия Н.М., Гардабхадзе М.Г. О возможности применения -излучения в виноделии. - В кн.: Радиационная обработка пищевых продуктов. М.: Атомиздат, 1971, с.183-189.

2. Кузин А.М. Стимулирующее действие ионизирующего излучения на биологические процессы. М.: Атомиздат, 1977.

3. Кузин А.М., Каушанский Д.А. Прикладная радиобиология. М.: Энергоатомиздат, 1981.

4. Сисакян Н.М., Егоров И.А. О химизме созревания коньячных спиртов. -Биохимия виноделия, 1953, т.4, с.121-141.

5. Описание изобретения к патенту РФ № 2088108, кл. А 23 К 1/12, 1995. Способ получения древесной муки.

6. Описание изобретения к авторскому свидетельству № 324265, кл. C 12 H 1/16 от 21.11.1972. Способ производства ускорителя коньячных спиртов.

7. Описание изобретения к авторскому свидетельству № 248608 30.XII.1969. Способ производства ускорителя из древесины дуба для созревания коньячных спиртов.

Формула изобретения

Способ производства ускорителя из древесины дуба для созревания коньячных спиртов путем облучения древесины гамма-квантами или ускоренными электронами, отличающийся тем, что, с целью ускорения процесса созревания коньячных спиртов и улучшения их качества в результате образования в древесине альдегидов, ацеталий, высших спиртов и других ценных для коньячных спиртов веществ, облучение проводят ускоренными электронами при двух мощностях доз: первый период древесину облучают при мощности дозы 4-5 Гр/с до поглощенной дозы 100 кГр, затем древесину облучают при мощности доз 8-10 кГр/с и завершают процесс при суммарной поглощенной дозе 200 кГр.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2