低度白酒活性炭吸附法除濁技術與酒質的關係

2020-11-23 九正建材網

當前,由於人們健康意識逐步提高,白酒消費觀念也發生了轉變,白酒消費正逐步由高度向低度化方向發展。優質低度白酒不但口感柔和、順喉而且由於酒精含量低了,甲醇、雜醇油等有害物質含量也相應減少,更有利於健康。因此,高度酒向低度酒的成功轉化適應了一代人的需求;中國白酒的低度化、健康化也適應了當前世界酒類發展的趨勢,實現了中國白酒與世界的接軌。但是,低度白酒生產中會產生白色渾濁、失光、絮狀沉澱等問題。同時,當氣溫降低時,成品低度酒會出現白色絮狀懸浮物,嚴重影響白酒外觀質量。因此,解決低度白酒加漿後出現渾濁,沉澱及風格變化和成品酒低溫復濁的問題,成為各酒廠生產低度白酒的技術難題。為此,我們處理低度白酒技術中較佳方法——活性炭吸附法進行了探討。以尋求運用活性炭處理低度白酒的**佳工藝。

一、低度白酒產生渾濁的原因

低度白酒產生渾濁的原因有:1、高度白酒加漿至較低度數,使酒體中醇溶性高水溶性低的物質析出而產生渾濁或絮狀沉澱。特別是當酒精度降低到40%vol以下時,白色渾濁物出現更為明顯;2、低溫條件下,尤其是低於—5°c時,酒中某些水溶性差的物質會隨著酒溫的降低而析出,使原本清亮的成品酒也會出現白色絮狀沉澱。但這種白色絮狀沉澱一般是可逆的,當溫度升高時酒體又變得澄清了。

據研究,引起低度酒出現渾濁或出現沉澱的物質具體成份為棕櫚酸(C16H82O2)、亞油酸(C16H32O2)、油酸(C16H34O2)及其乙酯類,還有一些雜醇油和其他酯類、酸類等70餘種物質,但主要的是前三種高級脂肪酸乙酯。它們均溶於的乙醇而難溶於水,其溶解度隨著溫度和酒精度的降低而降低,因而在白酒降度或溫度降低時溶解度減小,以白色狀態呈現出來,出現了乳白色絮狀沉澱。

二、低度白酒渾濁的處理方法——吸附法

1、吸附原理

吸附是吸引和聚集一種物質於另一種物質表面的作用,這種有庫侖力、範德華力,偶極相互作用氫鍵等綜合力的體現。吸附劑與被吸附物之間,在庫侖力、靜電力、偶極相互作用,氫鍵、配位鍵、範德華力等的作用下,被吸附物質與吸附劑發生凝結和沉降作用,使被吸附物質在白酒中的濃度大為降低。

2.吸附劑

用於降度酒除濁的吸附劑很多,如粉末活性炭、海藻酸鈉、變性澱粉、無機礦物質、矽膠、硅藻土、明膠、瓊脂、吸附樹脂等等。選擇吸附劑的原則是:只除去渾濁物,而酒中風味物質損失較少,並且不會給酒帶入異雜味。選擇吸附劑要考查吸附劑的吸附能力的強弱。一般來說,吸附劑作用的強弱與其性質和結構關係密切,吸附能力與吸附劑的比表面積大小有關。比表面積愈大,吸附能力愈強,吸附劑孔隙愈多,平均微孔徑與被吸附分子的大小尺寸匹配性愈好,那麼吸附能力愈強。

3.活性炭吸附法

活性炭是一種非常優良的吸附劑,它具有物理吸附和化學吸附的雙重特性,可以有選擇的吸附氣相、液相中的各種物質,以達到脫色精製、消毒除臭和去汙提純等目的。目前為止,用它來處理白酒可收到良好的效果。

3.1 活性炭起源

活性炭是利用木炭、各種果殼和優質煤等作為原料,通過物理和化學方法對原料進行破碎、過篩、催化劑活化、漂洗、烘乾和篩選等一系列工序加工製造而成。活性炭聲名遠揚是從**次世界大戰開始。1915年,**次世界大戰期間,德軍向英法聯軍使用了可怕的新武器—化學毒氣氯氣18萬公斤。英法士兵當場死了五千,受傷的有一萬五千。有「矛」必然就會發明「盾」,有化學毒氣必然就會發明防毒用具。在兩個星期後,軍事科學家就發明了防護氯氣毒害的用具,他們給前線每個士兵發了一種特殊的口罩,這種口罩裡有用硫代硫酸鈉和碳酸鈉溶液浸過的棉花。這兩種藥品都有除氯的功能,能起到防護的作用。但是如果敵方改用第二種毒氣,這種口罩就無能為力了。事實也是如此,此後不到一年,雙方已經用過幾十種不同的化學毒氣,包括現今人們所熟知的介子毒氣及氫氰化合物。所以,必須找到一種能使任何毒氣都會失去毒性的物質才好。這種百靈的解毒劑在1915年末就被科學家找到了,它就是活性炭。

3.2 活性炭的種類

活性炭的種類很多,按原料不同可分為植物原料炭、煤質炭、石油質炭、骨炭、血炭等等;按製造方法可分為物理方法活化,化學方法活化,化學——物理方法活化;按外觀形狀可分為粉狀活性炭、不定型顆粒活性炭、定型顆粒活性炭、球形炭、纖維狀炭、織物狀炭等;按用途可分為氣相吸附炭、液相吸附炭、糖用炭、工業炭、催化劑和催化劑載體炭等。

一般來說,粉狀活性炭通常在液相應用,加入液體後經攪拌混合、過濾、沉降,而得所要的液體。以粉狀活性炭處理的優點是:適用於間歇工藝;易控制加入量;可利用現成過濾設備;價格較低。而粒狀活性炭一般用於氣相或液相,通常方法是將要處理的氣體連續通過活性炭柱。以粒狀活性炭處理的特點是:適用於連續工藝與自動控制;較少活性炭耗量,使用的炭/液比高;較易清潔操作。

3.3 活性炭吸附法的優點

⑴ 活性炭具有極高的化學惰性,因此其安全性也極高,它對人體無任何毒副作用,它也不會與酒中的任何成分發生化學反應,故活性炭吸附法處理白酒不但安全而且還能**大限度地保持酒品的原始風味。

⑵ 活性炭具有強烈的脫臭作用。使用活性炭處理白酒能吸附掉一部份酒中的硫化氫、硫醚、丙烯醛、游離氨等臭味物質,能適當減輕酒中的泥臭味,改善聞香。

⑶ 活性炭具有發達孔隙結構、有很大比表面積和吸附能力,故在眾多吸附劑中,它的吸附效果好而用量卻很少。

3.4 活性炭吸附法的原理

活性炭的吸附作用主要通過化學特性吸附(形成強弱不一的化學鍵),物理性吸附(範德華力)和離子交換(通過其孔隙)。活性炭在活化過程中,消除了碳基本微晶之間的各種含碳化合物和無序碳,同時也清除了基本微晶的石墨層中的一部分碳。這樣就產生了很多空隙,包括微孔、過渡孔和大孔,具有巨大的表面積,可高達1600m2/g。活性炭的極性基團的吸附力較強,如-COOH、-OH 等。雖然它也吸附一定的諸如己酸乙酯,乙酸乙酯之類的香味成分,但它更容易吸附分子量相當大的高級脂肪酸酯,因此,可以用它來除去引起低度白酒渾濁的三種高級脂肪酸乙酯,達到澄清酒質的目的。

3.5 活性炭的選擇

在低度白酒中,選擇活性炭的基本要求是:處理後的白酒各種香味成分少受損失;在保持原酒的風味的前提下除掉多餘高級脂肪酸酯,不出現降度後的渾濁。活性炭作為產品,也有相應的質量標準要求。因此用活性炭處理低度酒,要對其進行選擇。首先,應對活性炭的外觀進行鑑別,高性能的活性炭色澤呈現純黑色,顆粒均勻,這種活性炭脫色、脫臭能力高,吸附力也強;其次要對其型號進行選擇。據測定,己酸乙酯分子直徑是1.4 nm ,若選用孔徑為1.4-2.0nm的活性炭,己酸乙酯就會進入微孔而被吸附,使白酒風味受損。若選用孔徑小於1.4nm 的活性炭,己酸乙酯不能進入微孔,所以也不會損失己酸乙酯,但由於該活性炭大孔徑少,對大離子半徑的高級脂肪酸乙酯、高級脂肪酸醇等吸附較少,不能達到除濁的目的。只有選用孔徑大於2.0nm 的活性炭,炭不會吸附己酸乙酯,才能達到生產工藝的要求,除濁而又保質。另外,還要注意活性炭由這樣一個特點:微孔多的活性炭傾向於吸附小分子,大孔多的活性炭傾向於吸附較大的分子。因此,我們為除去高級脂肪酸酯,應選大孔多的活性炭。

三、活性炭的使用

1、低度酒處理工藝流程

空氣

活性炭——攪拌1小時以上(每天兩次,連續兩天)——靜置——過濾——勾兌——調味——精濾——貯存——出庫。

2、活性炭處理低度酒的時機

為了**大限度地吸掉引起低度酒渾濁的高級脂肪酸乙酯等物質,運用活性炭處理低度酒**好選擇在冬季氣溫較低時進行。因為氣溫低時水溶性差的高級脂肪酸乙酯等析出量多,此時用活性炭進行處理效果**好,可有效防止成品低度酒在低溫時復濁現象的發生。

3、活性炭添加量

對同一38%vol優級基酒,在相同溫度條件下,分別按0.1%、0.12%、0.15%、0.18%、0.20%五個不同比例將活性炭添加進去,處理後靜置10hr ,經過濾後得澄清酒液。對處理好的酒體進行經理化分析及嘗評。

試驗結果表明:在冬季,選擇活性炭添加量為0.12%左右為宜,此時酒體澄清透明,耐低溫效果好且香味成分損失較少。

4. **佳處理時間的選擇

活性炭處理低度酒的效果與處理時間長短密切相關。處理時間短,酒中的渾濁物質處理不淨,導致低度酒在低溫下失光,影響產品質量;處理時間太長,活性炭由於與酒接觸時間長,對酒中香味物質吸附量大,使酒味變短,降低產品的質量而且活性炭在酒中停留時間過長,酒中的炭臭味會顯得明顯從而降低品質。為此,選擇0.12%的添加量,分別以24hr、 36hr、48hr、60hr的時間處理38%vol基酒。

試驗結果表明:在冬季,用活性炭處理時間為48小時**佳,這時間酒中的香味物質損失相對較少而又很好的杜絕了低溫下失光的現象。

四. 結果與討論

1、運用活性炭處理低度酒,要控制好用量。一般來說活性炭的用量與被處理酒的酒質、酒度及酒溫有關。基酒好可適當少用,基酒不好則要適當多用;基酒酒度越低則用炭量越大;酒溫越低用炭量也越大。但不同地區、不同廠家在選用活性炭處理低度酒時,要根據自身實際的酒質、酒度、酒溫進行實驗求得**佳用量。

2、運用活性炭處理低度酒,要掌握好處理時間。因為活性炭的吸附作用在是先強後弱,它的吸附效能不與處理時間成正比,反而過長的處理時間還會影響酒質。據研究表明,活性炭在酒中停留過久,會使酒中的乙醛等含量會微增,從而打破酒體微量成份的平衡使酒在香和味上發生變化,影響酒質。活性炭在酒中停留時間過長,還會產生令人不快的炭臭味。所以,用活性炭處理低度酒的效果好壞與處理時間密切相關。

3、用活性炭處理低度白酒過程中應間歇定時攪拌,實踐表明,通過攪拌,可提高活性炭的吸附率,防止炭懸浮在酒液中間,使酒中沉澱物快速沉到罐底便於後續過濾。在攪拌時,至少要攪拌四次(每天兩次,一次不少於一小時),使其與渾濁物質充分接觸,加快吸附過程。

4、由於活性炭本身含有一定量的金屬離子(如Zn2+、Fe2+非金屬元素(如N、O等)能促進酒中氧化反應的進行。因此作為低度白酒的吸附劑時,還有一定的催陳老熟作用,能減少新酒的辛辣感,使口味變得柔和。

5、活性炭處理低度酒還要把握好過濾關,否則,經過一段時間的貯存,殘留在酒中的活性炭會沉積於底部而出現黑色沉澱,嚴重時會使酒味淡薄粗糙,帶有炭味。

6、由於酒中有機物的溶解度隨溫度升高而增大,所以使用活性炭吸附時,應儘量避免在高溫下進行(炎熱的夏天尤其應注意),否則,會影響吸附效果,使處理品好的產品在寒冷的冬季出現復濁。

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