Розроблення ефективних технологій алкогольних напоїв

Abstract

Дисертаційну роботу присвячено вирішенню важливої проблеми – розробці ефективних технологій алкогольних напоїв стабільної якості з використанням: підготовленої води електрохімічною активацією та утилізацією зворотних вод; водно- спиртових сумішей стабільної структури; модифікованих продуктів вторинної переробки сировини, адаптованих до технології алкогольних напоїв; настоїв спиртових із рослинної сировини з підвищеною антиоксидантною здатністю та покращеними органолептичними показниками; з подальшою оптимізацією технологічних процесів і визначенням раціональних умов, режимів, узагальнюючих даних, які ґрунтуються на комплексних положеннях кваліметрії. Розроблено технологію підготовленої води підвищеної якості із застосуванням електрохімічної активації за комплексним показником якості (К0, од. – 0,928), що збільшений на 11 % відносно демінералізованої води (К0, од. – 0,837) за типовою технологією, завдяки зменшенню: загальної лужності на 33 %; окиснюваності на 37 %; сухого залишку на 33 %; сульфатів на 22 %; хлоридів на 59 %; силікатів на 38 % та кремнекислоти на 35 %, ортофосфатов на 50 %; окисно-відновного потенціалу до діапазону відновних значень на 121 %. Встановлено умови інтенсифікації процесів витримки дистилятів з піролізованою деревиною дуба та збільшенням екстрактивних речовин від 0,3 до 0,5 г/дм3. Наявність у поровому просторі піролізованої деревини кисню інтенсифікує окисно-відновні реакції з подальшим збільшенням МК альдегідів на 109 % – від 17,6 до 36,7 мг/100 см3 б.с., МК летких кислот на 35 % – від 50,9 до 68,9 мг/100 см3 б.с., МК етилацетату на 57 % – від 79,1 до 124,2 мг/100 см3 б.с. Встановлено, що електрохімічна активація води приводить до утворення атомарного водню на катоді та атомарного кисню на аноді, через що у системі спирт– вода відбувається зміцнення водневих зв'язків між протонами гідроксильної групи та поява стабільних гідратів етанолу типу EtОН·5Н2О з утворенням сталої рівноваги. Вивчено окисно-відновні властивості води внаслідок електрохімічної активації, що приводить до збільшення МК альдегідів з одночасним збільшенням органічних кислот та естерів у водно-спиртових сумішах. Результати роботи впроваджено на підприємствах України у вигляді інноваційних технологій, методик, рекомендацій, технологічних інструкцій, рецептур у виробництві алкогольних напоїв стабільної якості. Економічний ефект від впровадження новітніх екологічно безпечних технологій становить 1,08 мільйонів грн. на рік. Диссертация посвящена решению важной проблемы – разработке эффективных технологий алкогольных напитков стабильного качества с использованием: подготовленной воды электрохимической активацией и утилизацией сточных вод; водно-спиртовых смесей стабильной структуры; модифицированных продуктов вторичной переработки сырья, адаптированных к технологии алкогольных напитков; настоев спиртовых из растительного сырья с повышенной антиоксидантной способностью и улучшенными органолептическими показателями; с последующей оптимизацией технологических процессов и определением рациональных условий, режимов, обобщающих данных, основанные на комплексных положениях квалиметрии. Оценены новейшие методы и современные методики для контроля технологических процессов производства алкогольных напитков, которые модифицированы для спиртового и ликеро-водочного производства, с исследованием равновесного состояния протонов гидроксильной группы в системе спирт–вода – 1H ЯМР-спектроскопия. Разработана технология подготовленной воды повышенного качества с применением электрохимической активации с комплексным показателем качества (К0, ед. – 0,928), что увеличен на 11 % по отношению к деминерализованной воде (К0, ед. – 0,837) по типовой технологии, благодаря уменьшению: общей щелочности на 33 %; окисляемости на 37 %; сухого остатка на 33 %; сульфатов на 22 %; хлоридов на 59 %; силикатов на 38 % и кремнекислоты на 35 %, ортофосфатов на 50 %, окислительно- восстановительного потенциала в диапазона восстановительных значений на 121 %. Установлено, что электрохимическая активация воды приводит к образованию атомарного водорода на катоде и атомарного кислорода на аноде, из-за чего в системе спирт–вода происходит укрепление водородных связей между протонами гидроксильной группы и появление стабильных гидратов этанола типа EtОН·5Н2О с образованием устойчивого равновесия. Изучены окислительно-восстановительные свойства воды в результате электрохимической активации, которые приводят к увеличению массовой концентрации альдегидов с одновременным увеличением органических кислот и эфиров в водно- спиртовых смесях. Установлены условия для интенсификации процессов выдержки дистиллятов с пиролизированной древесиной дуба и увеличением экстрактивных веществ от 0,3 до 0,5 г/дм3. Наличие в поровом пространстве пиролизированной древесины кислорода интенсифицирует окислительно-восстановительные реакции с последующим увеличением массовой концентрации альдегидов на 109 % – от 17,6 до 36,7 мг/100 см3 б.с., массовой концентрации летучих кислот на 35 % – от 50,9 до 68,9 мг/100 см3 б.с., массовой концентрации этилацетата на 57 % – от 79,1 до 124,2 мг/100 см3 б.с. Научно обоснована перспективность использования настоев спиртовых из растительного сырья для производства алкогольных напитков с высокими антиоксидантными свойствами и улучшенными органолептическими показателями. Результаты работы внедрены на предприятиях Украины в виде инновационных технологий, методик, рекомендаций, технологических инструкций, рецептур по производству алкогольных напитков стабильного качества. Экономический эффект от внедрения новейших экологически безопасных технологий составляет 1,08 млн. грн. в год. The dissertation is devoted to the solution of an important problem - development of effective technologies of alcoholic beverages of stable quality with use of: prepared water by electrochemical activation and utilization of return waters; water-alcohol mixtures of stable structure; modified products of secondary processing of raw materials, adapted to the technology of alcoholic beverages; infusions of alcohol from vegetable raw materials with increased antioxidant capacity and improved organoleptic characteristics; with further optimization of technological processes and determination of rational conditions, modes, generalizing data, which are based on complex provisions of qualimetry. The technology of the prepared water of the increased quality with application of electrochemical activation on a complex indicator of quality (K0, units – 0,928) which is increased by 11% in relation to demineralized water (K0, units – 0,837) on standard technology is developed, thanks to reduction: at 33 %; oxidation by 37 %; dry residue by 33 %; sulfates by 22 %; chlorides by 59 %; silicates by 38 % and silicic acid by 35 %, orthophosphates by 50 %; redox potential to the range of reduction values by 121 %. Conditions for intensification of distillate aging processes with pyrolyzed oak wood and increase of extractives from 0.3 to 0.5 g/dm3 have been established. The presence of pyrolyzed oxygen in the pore space intensifies the redox reactions with a subsequent increase in the mass concentration of aldehydes by 109 % – from 17.6 to 36.7 mg/100 cm3, the mass concentration of volatile acids by 35 %– from 50.9 to 68.9 mg/100 cm3, mass concentration of ethyl acetate by 57 % – from 79.1 to 124.2 mg/100 cm3. It was found that electrochemical activation of water leads to the formation of atomic hydrogen at the cathode and atomic oxygen at the anode, due to which the hydrogen-water system strengthens hydrogen bonds between hydroxyl protons and the appearance of stable ethanol hydrates such as EtOH·5H2O with the formation of stable equilibrium. The redox properties of water as a result of electrochemical activation, which lead to an increase in the mass concentration of aldehydes, with a simultaneous increase in organic acids and esters in water-alcohol mixtures, have been studied. The results of the work are implemented at the enterprises of Ukraine in the form of innovative technologies, methods, recommendations, technological instructions, recipes for the production of alcoholic beverages of stable quality. The economic effect of the introduction of the latest environmentally friendly technologies is UAH 1.08 million for a year.