Химия коньяка и бренди


НазваниеХимия коньяка и бренди
страница24/30
Дата публикации09.05.2013
Размер5.42 Mb.
ТипКнига
userdocs.ru > Химия > Книга
1   ...   20   21   22   23   24   25   26   27   ...   30

^ Обработка и экстрагирование древесины дуба

Опыты убедительно показали, что в любом случае без участия дре­весины получить высококачественный коньячный спирт или заметно ускорить его созревание невозможно. Поэтому исследователи пытались ускорить созревание коньячных спиртов, добавляя в них древесину дуба разной степени измельчения и обработки.

Весьма важным обстоятельством является то, что по французским законам о коньяке [107] при изготовлении коньяка допускается исполь­зование, наряду с сахаром, карамелью и водой, экстракта дубовых стружек. Правда, способ приготовления дубового экстракта не огова­ривается. Возможно он зависит от производителя. Это вызвало массу разнообразных предложений.

Так, Джекобе для получения коньячных спиртов, по качеству соот­ветствующих коньячному спирту 5-летней выдержки, рекомендовал добавлять в них необработанные дубовые стружки в количестве 1 г/л. Аналогично предложение Рудник. Улучшение качества коньяков при добавлении сырых необработанных стружек наблюдали Джослин и Эмерайн. Пинассо, исходя из того, что при естественной выдержке коньячных спиртов в дубовых бочках наряду с экстракцией происходит испарение некоторых легколетучих компонентов, предложил для уско­рения созревания коньячных спиртов применять особой конструкции скруббер, наполненный дубовыми стружками. Коньячный спирт про­пускали через скруббер и одновременно подвергали выпариванию под небольшим вакуумом (от водоструйного насоса). Гибсон предлагает резервуар, в котором выдерживаются спиртные напитки, облицовывать дубовыми досками. Кроме того, внутри резервуара также устанавливают дубовые клети. Древесину дуба в виде специальных вкладышей можно помещать непосредственно в бутылки и такой напиток продавать с эти­кеткой «состарено в бутылке».

Многие авторы наблюдали, что при добавлении в коньячный спирт необработанной древесины дуба вкус его становился грубым и резким, а в букете появлялись специфические «дубовые» тона. Предполагалось, что это является результатом недостаточного окисления спиртов. По­этому возникли предложения, предусматривающие окисление спиртов в присутствии древесины дуба или его компонентов. Так, Эш рекомендует коньяк пропускать через дубовую бочку, заполненную дубовыми стружками и кислородом. Коффр предлагает дубовые стружки, предна­значенные для ускоренного получения спиртных напитков, предвари­тельно подвергать окислительной обработке озоном или озонирован­ным воздухом. По мнению автора, при этом предотвращается нежела­тельная местная концентрация озона.

Другие авторы искали способы устранения нежелательных привку­сов путем применения различных предварительных обработок древеси­ны дуба. Так, Филипский для ускорения старения спиртных напитков предлагал обрабатывать дубовую древесину 2-5%-ным водным раство­ром золы некоторых водорослей.

Л. М. Джанполадян подвергал древесину дуба действию ультра­звука в воде и затем выдерживал с коньячным спиртом. В результате спирт получался более экстрактивным и по своим органолептическим качествам был выше образца, полученного с древесиной без обработки. Этот же автор испытывал влияние ультрафиолетовых лучей на древеси­ну. В коньячном спирте, выдержанном с облученной древесиной, по сравнению с образцом, выдержанным с необработанной древесиной, было больше танидов, перекисей и фурфурола.

Валер сравнивал коньячные спирты, выдержанные в необработан­ных бочках, с выдержанными в обугленных бочках, парафинированных или «старых», т. е. бывших в употреблении. Он приводит аналитические характеристики опытных коньячных спиртов, которые показали, что наиболее интенсивное изменение в химическом составе наблюдалось в спиртах, выдержанных в обугленных бочках. Далее идут спирты, вы­держанные в дубовых бочках, затем в старых бочках, бывших в упот­реблении и, наконец, в парафинированных. Джослин и Эмерайн также выдерживали коньяк в различно обработанных бочках, и в том числе обработанных кальцинированной содой и водяным паром, гипохлори-том натрия, обугленных или парафинированных. По органолептическим качествам контроль (бочки без обработки) после 1 года выдержки ока­зался выше опытных образцов. В бочках, обработанных содой, коньяк был грубым и сырым. Обработка гипохлоритом оставляет специфиче­ский неприятный привкус, не свойственный коньяку. Коньяк, выдер­жанный в обугленных бочках, имел мягкий вкус, но с привкусом, харак­терным для виски. Коньяк, хранившийся в парафинированных бочках, был сырым и имел привкус парафина.

Л. М. Джанполадян и Е. Л. Мнджоян [108] выдерживали коньяч­ный спирт с кусочками дуба, предварительно обработанными по сле­дующим вариантам: а) в токе воздуха при температуре 140 °С; б) в токе С02 при температуре 140 °С; в) водой с последующей выдержкой при 140 °С; г) раствором S02 с последующей обработкой при температуре 140 °С. В результате лучшим оказался образец коньячного спирта, вы­держанный с кусочками дуба, обработанными сернистой кислотой.

Результаты химического анализа коньячных спиртов, полученных после выдержки с обработанными образцами древесины, приведены в табл. 6.1. Как видно из этих данных, в коньячных спиртах, выдержан­ных с образцами древесины, обработанными сернистой кислотой, на­блюдалось увеличение экстракта и фурфурола.

Р. Кребс и Е. Кребс опубликовали ряд патентов, по которым конь­ячные спирты и подобные напитки получаются в результате выдержки с древесиной дуба, предварительно разрушенной микроорганизмами -дрожжами, плесенями, в том числе пенициллиумом. Необходимое раз­рушение древесины дуба достигалось выдержкой ее при температуре 30-40 °С с эмульсией микроорганизмов, приготовленной на растворе, содержащем соли и активаторы (в том числе гетероауксин). Миллер для старения виски рекомендовал использовать древесину, взятую из бочек, в которых виски до этого выдерживали. Кроме того, созревание по это­му способу протекает в присутствии воздуха.

Рейман частично обугленную измельченную древесину предвари­тельно кипятил со спиртом для удаления экстрактивных веществ. Спир­ты рекомендуется выдерживать на такой древесине при температуре, близкой к температуре кипения. По мнению автора, древесина ускоряет реакции этерификации. И. Нушев и П. Попова рекомендуют получать коньячный спирт ускоренным способом путем внесения 1-1,5% дубо­вых стружек, предварительно обработанных сначала горячей и холод­ной водой, затем 4%-ной щелочью при температуре 80 °С в течение 3 ч, в дальнейшем хорошо промытых и высушенных. Э. М. Шприцман предлагает для ускоренного созревания коньячных спиртов опилки дре­весины дуба обрабатывать сначала 0,5%-ной соляной кислотой 30 мин при температуре 100-105 °С, а потом 1-2%-ным раствором аммиака, затем древесину выдерживать 10 мин на воздухе и 60 мин при темпера­туре 160-170 °С. Древесину, обработанную указанным способом, поме­щают в коньяк в количестве 20 г/л и выдерживают в бескислородных ус­ловиях при температуре 20-25 °С в течение 7-10 дней. Затем коньяк по отделении его от древесины нагревают до 60 °С в течение 2 ч или вы­держивают в герметической таре при минимальном доступе кислорода в течение 20 дней. На Одесском коньячном заводе для ускорения созре­вания коньяка опилки дуба обрабатывают, в отличие от предложения Э. М. Шприцмана, сначала аммиаком, а затем соляной кислотой [140].
6.1. Результаты химического анализа коньячного спирта после

обработки древесины







Содержание

в коньячном спирте







г/л

мг/л

Вид обработки древесины

«в

3

s а

:нолов

. и

о °

>• 53 С *

ее о

идов




«




crpai

биль щест

лиф(

5 я Я " >' * Ч 5

о.

ьдег




(етал




х

л

п и

о с

О) £

с 3

е-

н

ее




а

ее

Обработка сернистой кислотой

7,41

1,84

1,07

0,58

6,0

292,1




49,9

и последующее нагревание

























Обработка водой и последую-

2,83

1,11

0,83

0,17

1,6

278,0




34,1

щее нагревание

























Нагревание в токе воздуха

2,82

0,82

0,80

0,21

1,6

205,9

33,0

Г. Г. Агабальянц описал аппарат для ускоренного получения конь­ячного спирта. Аппарат основан на принципе теплообменника, где стенками служат коньячные клепки, взятые лучше всего из выдержан­ных бочек. С одной стороны клепок подается коньячный спирт, а с дру­гой - кислород. Предполагается, что кислород диффундирует через толщу клепки в спирт и участвует в окислительных реакциях. Периоди­чески (1 раз в 3-4 недели) аппарат резко охлаждают, для чего в нем пре­дусмотрены змеевики для холодной и теплой воды. Коньячный спирт выдерживают при температуре 23-24 °С.

Имеется большая группа предложений, основанных на применении термически обработанных кусочков или клепок древесины дуба.

Вишневский для выдержки бренди и подобных спиртных напитков использовал дубовые клепки толщиной до 2 дюймов (5 см), обугленных на открытом пламени. По другим патентам, обугленные клепки можно помещать в виде клепок в бочках или в виде решеток в резервуар, в ко­тором, кроме того, предусмотрены выносные теплообменники. Имеются предложения, по которым обугленные кусочки толщиной до 1/4 дюйма (6 мм) помещают в стеклянные сосуды в специальном вкладыше.

Николь для ускорения созревания спиртов предложил скруббер, который заполняют обугленной или необугленной древесиной дуба (или их смесью) в виде кусочков размером от 1/4 до 1/8 дюйма (от 6,4 до 8,2 мм). Кроме того, в специальной колонке предусмотрено насыще­ние жидкости воздухом или другим газом. Созревание протекает при температуре 16-60 °С. По патенту Баркера, спиртные напитки насыщают и выдерживают с активированным углем при температуре 90 °С и затем при 40-45 °С, далее жидкость выдерживают при температуре 40-50 °С в течение 6 ч с древесиной дуба, которая предварительно прогревалась при температуре 250-270 °С в течение 3 ч.

Л. М. Джанполадян и Е. Л. Мнджоян исследовали химические из­менения, происходящие при нагревании дубовой древесины в токе воз­духа или углекислоты [108]. Для этого дубовые кубики 1,5x1,5x1,5 см нагревали при температуре 140 °С в течение 45 ч.

Результаты анализа древесины приведены в табл. 6.2.

Нагревание дуба в токе воздуха при сравнительно умеренной тем­пературе привело к значительным изменениям состава древесины: уменьшилось количество гемицеллюлоз, пентозанов, увеличилось ко­личество лигнина, полиуроновых кислот.
6.2. Химический анализ древесины дуба после термической обработки (в %)

ее










2




Полиуроновые кислоты

О»

в!




я О. (О

о о.

s о

РЙ

Вид обработки древесины

Целлюлоза

Лигнин

Геминеллюлс

Пентозаны

Редуцирующ! сахара

Зола

1

Без обработки

43,05

20,81

12,64

19,02

4,44

0,36

0,23

2

Нагревание в токе воздуха

42,35

21,45

10,89

18,42

4,80

0,31

0,24

3

Нагревание в токе углеки­слоты

42,80

20,23

12,52

19,00

4,40

0,46

0,23

В токе углекислоты состав древесины изменялся незначительно. Это показывает, что кислород воздуха активно воздействует на древе­сину, а углекислота предотвращает реакции превращений. Полученные образцы древесины затем 40 ч настаивали с коньячным спиртом.

Бесцветный коньячный спирт с испытуемыми образцами быстро окрашивался и получал вкус и букет коньяка. По органолептическим свойствам наиболее удачным оказался второй образец, в котором был


хорошо выражен букет и вкус выдержанного коньяка. В первом образце ощущался вкус молодого дуба, горечь. Третий образец был лучше, но был ближе к необработанному дубу, чем ко второму образцу. Результа­ты химического анализа приведены в табл. 6.3.





6.3. Химический состав коньячного спирта после выдержки

Химический состав опилок до обработки и после нее (содержание целлюлозы, лигнина, гемицеллюлоз и дубильных веществ) приведен в табл. 6.5.


Нагревание древесины привело к уменьшению растворимого экс­тракта, Сахаров и дубильных веществ; при доступе воздуха образова­лись полифенолы и фурфурол. Углекислота снизила образование этих соединений и способствовала образованию альдегидов и ацеталей.

Результаты этих опытов были использованы при разработке одного из вариантов резервуарной выдержки коньячных спиртов (метод Арм-НИИ ВВ и П), который рассмотрен ниже.

В. Личев, в отличие от Л. М. Джанполадяна и Е. Л. Мнджояна, проводил термическую обработку древесины при температуре 140 °С с перерывом. Через 24 ч обработки древесину 2 ч вымачивали в горячей воде, сушили и снова обрабатывали 30 ч при температуре 140 °С. Дре­весина, обработанная подобным образом, с успехом использовалась для ускорения созревания сливовой ракии.

На производстве новые бочки для выдержки коньячного спирта часто обрабатывают щелочами или кислотами или тем и другим. В связи с этим нас заинтересовал вопрос, какие изменения происходят при обра­ботке древесины дуба различными щелочами и кислотами. С этой целью опилки и кусочки дуба (10x10x80 мм) обрабатывали в течение 6 ч 1%-ной соляной кислотой или 1%-ным едким натром при температуре 25, 45 и 80 °С. После обработки часть растворов отделяли от древесины и определяли в них содержание сухого остатка, лигнина, танидов и Сахаров. Результаты анализов растворов после обработки приведены в табл. 6.4.

Химический состав поверхностного слоя кусочков древесины тол­щиной 2 мм, снятого специально сконструированной для этой цели микроциркулярной пилой, дававшей опилки диаметром 0,5-1,0 мм, при­веден в табл. 6.6.


Как видно из табл. 6.5 и 6.6, при обработке из-за перехода в раствор значительного количества дубильных веществ в древесине повышается процентное содержание остальных компонентов, особенно целлюлозы.

Микроскопическое исследование древесины с применением мик­рохимических реакций показало, что при обработке древесины дуба щелочами или кислотами при температуре 80 °С по сравнению с обра­боткой при температуре 25 °С или контролем (без обработки) происхо­дит резкое изменение структуры клеточных стенок. Оболочки клеток бы­ли изрезаны поперечными трещинами. Структура клеток и распределение лигнина в клеточных стенках древесины дуба, обработанной слабыми растворами щелочей при температуре до 25 °С, были примерно такими же, как у внутреннего слоя клепки из 30-летней коньячной бочки [109].

Для выяснения влияния режимов предварительной обработки дре­весины дуба на состав и качество коньячных спиртов опилки и кусочки дуба, обработанные щелочью или кислотой при разной температуре, вы­держивали с 65% об. спиртом при температуре 25 °С в течение 4,5 меся­цев (древесину после обработки реактивами промывали несколько раз водой и высушивали при температуре не выше 45 °С). На 1 л спирта брали 20 г опилок или кусочки с общей поверхностью 200 см2. Содер­жание экстракта (сухого остатка), танидов, лигнина и Сахаров в опыт­ных спиртах приведено в табл. 6.7.

Этот опыт частично повторили в других условиях обработки дре­весины и выдержки спиртов. Древесину обрабатывали 0,075 н раство­рами НС1 (0,27%-ными) и NaOH (0,30%-ными). Обработанную древе­сину выдерживали в 60% об. спирте с рН 4,0 при температуре 25 °С в течение 6 месяцев. Результаты анализа приведены в работе [109].

Из данных табл. 6.7 видно, что характер реактива, примененного для предварительной обработки древесины, существенно влияет на со­став спиртов. В опытах с кислотной обработкой абсолютное содержание экстрактивных компонентов - Сахаров, лигнина и особенно танидов -было выше, чем в опытах с обработкой древесины щелочью. Это объяс­няется меньшим извлечением экстрактивных веществ при кислотной обработке, чем при щелочной, когда особенно интенсивно извлекаются дубильные вещества. В опытах с щелочной обработкой их относитель­ное содержание, как правило, ниже, чем в спиртах, выдержанных на древесине после кислотной обработки. Процентное содержание лигнина выше в опытах с щелочной обработкой.
6.7. Состав опытных спиртов

Состав спиртов

Кон­троль

Древесина, обработанная в течение 6 ч 1%-ными растворами

НС1 при температуре, °С

NaOH при температуре, °С

25

45

80

25

45

80

Экстракт, в г/л кусочки

1,71

1,39

1,35

1,69

1,38

1,11

1,39

опилки

2,08

1,40

1,39

1,02

0,67

0,61

0,87

Таниды в г/л кусочки

1,11

0,76

0,73

0,60

0,78

0,63

0,61

опилки

1,38

0,89

0,90

0,48

0,39

0,35

0,29

в % к экстракту кусочки

65

55

54

36

57

57

44

опилки

66

65

65

47

58

58

33

Сахара в г/л кусочки

0,10

0,08

0,09

0,16

0,06

0,05

0,07

опилки

0,06

0,06

0,05

0,06

0,03

0,02

0,03

в % к экстракту кусочки

6

6

7

9

4

5

5

опилки

3

4

4

6

4

3

3

Лигнин в г/л кусочки

0,50

0,52

0,53

0,91

0,54

0,43

0,71

опилки

0,57

0,47

0,45

0,50

0,25

0,24

0,55

в % к экстракту кусочки

29

39

39

55

39

38

51

опилки

31

31

31

47

38

39

64

Прослежено влияние температуры предварительной обработки древесины. В опытах с древесиной, обработанной при температуре 25 и 45 °С, из опилок и кусочков дуба извлекается при последующей выдерж­ке меньше экстрактивных веществ, чем в контроле. При обработке при температуре 80 °С, независимо от природы реактива, экстрактивных ве­


ществ извлекается больше, чем при низкой температуре. Это увеличение происходит за счет лигнина, который при высокотемпературной обра­ботке древесины частично переходит в спирторастворимую форму.

Абсолютное содержание ароматических альдегидов в опытах с ку­сочками дуба выше, чем при выдержке спирта с опилками [110]. Это обусловлено тем, что при обработке опилок часть альдегидов удалялась с реактивами, а при выдержке спирта с кусочками ароматические альде­гиды извлекались из более глубоких слоев, не затронутых или малоза-тронутых при обработке. При обработке кислотой их оказалось больше, чем при обработке щелочами, вследствие более интенсивного извлече­ния веществ. Величина рН при щелочной обработке выше, по-видимому, из-за трудности отмывки от древесины (особенно от опилок) остатков щелочи.

^ Во всех случаях образцы с кусочками древесины получили более вы­сокую дегустационную оценку, чем из опытов с опилками.

Наиболее высокую дегустационную оценку получил образец, вы­держанный с кусочками дуба, обработанными 0,075 н NaOH при темпе­ратуре 25 °С, затем с кусочками, обработанными щелочью или кислотой при температуре 80 °С. Спирты, выдержанные на опилках, обработан­ных щелочью, были с «пустым» вкусом. Во всех вариантах при обра­ботке кислотой и в опыте с кусочками, обработанными щелочью при 80 °С, чувствовалась специфическая горечь во вкусе.

При выдержке спирта с опилками дуба или с кусочками, обработан­ными при температуре 45-80 °С щелочами и кислотами, в спиртах было большое количество водонерастворимых продуктов распада лигнина.

При ополаскивании бокалов этими спиртами на стенках появлялся легкий опал. Меньше всего его было при обработке кусочков дуба ще­лочью при температуре 25 °С.

В табл. 6.8 приведены результаты анализа коньячных спиртов, вы­держанных с древесиной в течение четырех месяцев при 25 °С, по со­держанию водонерастворимого лигнина, определенному упариванием образца на водяной бане в колбе Вюрца до удаления спирта и доведением водой до объема, содержащего 1,0 г/л общего лигнина.

Содержание водонерастворимого лигнина в производственных коньячных спиртах бочковой выдержки в среднем равно 36%. (Как по­казали специальные опыты, данные анализа зависят от условий выпари­вания спирта и концентрации общего лигнина в подготовленном для анализа растворе. Например, при понижении концентрации общего лиг­нина до 0,5 г/л и применении вакуума количество водонерастворимого лигнина в коньячных спиртах почти в 2 раза меньше. Поэтому сравни­тельные определения нужно проводить при строго стандартных условиях).

Как видно из табл. 6.8, содержание водонерастворимого лигнина зна­чительно в образцах, выдержанных с древесиной, предварительно обрабо­танной при высоких температурах (80 °С и выше). Это можно объяснить деактивацией лигнина. Как отмечают М. И. Чудаков и С. И. Сухановский [111], при кислотном гидролизе древесины происходят полимеризационные и конденсационные процессы, в результате которых лигнин превращается в инертный продукт, лишенный функциональных групп; щелочи в этом от­ношении менее эффективны. В этом случае большое влияние оказывает температура обработки. Деактивация лигнина щелочами, как отмечается в обзоре Д. В. Тищенко [112], наступает при температуре выше 50 °С.

Наши данные (табл. 6.8) тоже подтверждают факт деактивации лигнина при относительно высокой температуре.

Содержание водонерастворимого лигнина в опилках заметно вы­ше, чем в кусочках. Это объясняется тем, что из опилок при предвари­тельной обработке извлекается наиболее низкомолекулярная, менее де-активированная часть лигнина, а при последующей выдержке со спир­том извлекается более высокомолекулярная часть, содержащая водоне-растворимую фракцию. По этой же причине содержание ароматических альдегидов в опытах с опилками значительно ниже, чем в контроле или опытах с кусочками.

Исследования показали, что для получения коньячного спирта не­обходимого состава и качества нельзя применять опилки дуба любой степени обработки, а также кусочки (клепки), обработанные при вы­



соких температурах щелочами или кислотами. Для этих целей можно применять только кусочки (клепки) дуба, обработанные щелочами при сравнительно низкой температуре (25 °С и ниже).

Для уточнения параметров обработки древесины дуба слабыми растворами щелочей и соды, в том числе изучения влияния концентра­ции, гидромодуля, продолжительности и температуры мелкие (10x10x100 мм) стандартные кусочки дуба, разрезанные вдоль волокон древесины, обрабатывали растворами NaOH, КОН, NH4OH или соды (Na2C03) при 0; 10 или 25 °С в течение 1; 2 или 10 суток. Затем отмыва­ли остатки щелочи водой. Принимали следующие значения модуля: 1:2,5 (минимальный), 1:5 и 1:10 и испытывали щелочи и соду концен­траций: 0,25, 0,075 и 0,025 н, что соответствовало 1; 0,3 и 0,1%-ному раствору NaOH; 1,4, 0,42 и 0,14%-ному раствору КОН; 0,41, 0,13 и 0,04%-ному раствору аммиака и 1,32, 0,40 и 0,13%-ному раствору соды. Кроме того, чтобы сравнить действие щелочей и соды в зависимости от весовых (массовых) концентраций, испытывали 1%-ные растворы КОН, NH4OH и соды. В каждом варианте опыта использовали 13 кусочков древесины дуба, общая площадь которых составила 546 см .

Мы определили глубину проникновения растворов щелочей в тан­генциальном и радиальном направлениях. Ранее было установлено, что скорость проницаемости слабых растворов щелочей в обоих случаях одинаковая. Для определения кусочки дуба разрезали поперек волокон на расстоянии 5 см от края.

Дубильные вещества представляют собой соединения кислотного характера, поэтому они при обработке древесины нейтрализуют раство­ры щелочей и соды.

Для выяснения скорости нейтрализации дубильных веществ щело­чами и содой при обработке проводили потенциометрическое титрова­ние в начале и конце каждого опыта, в случае применения КОН и NaOH -до рН 7,0, аммиака - до рН 5,1, соды - до рН 3,9.

Поскольку экстракция танидов при прочих равных условия зависит от поверхности кусочков, для сравнения данные опытов пересчитывали на условную поверхность 1 см2. На оси абсцисс (рис. 6.1) отложены ве­личины проницаемости (в мм) и количество нейтрализовавшихся тани­дов в м-экв/см2.

Как видно из рис. 6.1, природа щелочи при одной и той же нормаль­ности практически не влияет на проницаемость в древесину, скорость извлечения и нейтрализации дубильных веществ. Однако при увеличении нормальности возрастает глубина проникновения щелочи в древесину и количество извлеченных нейтрализовавшихся дубильных веществ.

Продолжительность обработки, сутки

2,5 5,0 7,5 10,0 0 0,1н 0,2н 0,3н 0,4н 0,5н 0,6н

Гчдромодуль

Концентрация щелочи

Рис. 6.1. Влияние условий обработки на проницаемость и количество нейтрализовавшихся танидов в зависимости от природы щелочных растворов:

- проницаемость щелочи в древесину; - количество нейтрали-
зовавшихся танидов;
1 - NaOH; 2 - КОН; 3 - Na2C03,; 4 - NH4OH.

Поскольку при одной и той же массовой (весовой) концентрации нормальность щелочей разная, интенсивность обработки зависит от природы щелочи. При испытании 1%-ных растворов щелочей (рис 6 1 г) проницаемость в древесину и количество извлеченных и нейтрализо­вавшихся танидов наибольшие у аммиака (0,585 н), затем у КОН (0,179 н), и наименьшие у NaOH (0,075 н).

Большое значение имеет продолжительность обработки древесины. Наиболее интенсивное извлечение танидов происходит в течение пер­вых двух суток, но в дальнейшем значительно замедляется (рис. 6.1, а).

При повышении значения гидромодуля (рис. 6.1, в) возрастают проницаемость древесины и извлечение танидов.

При увеличении температуры обработки с 0 до 25 °С, как видно из рис. 6.1, б, заметно усиливается проникновение щелочей в древесину и повышается степень извлечения танидов. Однако влияние температуры менее значительно по сравнению с влиянием концентрации раствора, продолжительности обработки и величины модуля. Исследования пока­зали, что при обработке древесины следует учитывать все рассмотрен­ные факторы, особенно концентрацию растворов, продолжительность обработки и величину модуля.

Особо следует остановиться на обработке древесины содой. Из описанных выше опытов и рисунков видно, что проницаемость древе­сины и реакция нейтрализации растворов соды танидами значительно слабее, чем в опытах с растворами щелочей. Это можно объяснить, тем, что дубильные кислоты при нейтрализации соды вытесняют угольную кислоту. В результате образуется С02, закрывающий поры древесины и препятствующий проникновению соды на большую глубину. Следует учесть, что сода имеет две константы диссоциации:

К, = 3-10-7, рК! = 6,5 и К2 = 6-Ю-11, рК2 = 10,22.

Наиболее быстро вытесняется углекислота до образования бикар­боната NaHC03, которое происходит до рН 8,36; полностью углекисло­та вытесняется при рН 3,9. Дубильные вещества, как слабые кислоты, сравнительно быстро вытесняют угольную кислоту из соды до образо­вания бикарбоната, дальнейшее вытеснение углекислоты протекает зна­чительно труднее и не полностью.

Таким образом, сода обрабатывает древесину слабее, чем щелочи, поэтому для одной и той же степени обработки ее концентрация должна быть в несколько раз выше, чем при обработке щелочами. Но, изменяя параметры обработки щелочами, можно получать древесину с любыми свойствами, что очень важно для производства. Если необходимы экс­трактивные спирты, то можно применить более слабую обработку, для получения спирта с минимальным содержанием танидов выбирают бо­лее сильную обработку.

Зависимость состава и качества коньячных спиртов от таких пара­метров предварительной обработки древесины, как температура, кон­центрация реактива, продолжительность обработки и величина гидро­модуля, выясняли следующим образом. Кусочки дуба (10x10x100 мм) обрабатывали 0,025; 0,075 или 0,25 н растворами NaOH, КОН, NH4OH или Na2C03 при 0; 10 или 25 °С в течение 1; 2 или 10 суток при гидро­модуле 1:2,5; 1:5 или 1:10. После обработки с кусочков тщательно от­мывали реактив водопроводной водой (2-3 раза настаивали по 1-2 су­ток), высушивали при комнатной температуре до воздушно-сухого со­стояния и помещали в 70% об. спирт (величина рН 4,0) из расчета удельной поверхности 150 см2/л. Пробы выдерживали в термостате при 25 °С, периодически насыщая кислородом (1 раз в 2 месяца). Через 6 ме­сяцев спирт отделяли от кусочков дуба и делали анализ. Из полученных данных (рис. 6.2) видно, что в зависимости от режима предварительной обработки древесины наибольшим изменением в составе спиртов под­вергаются дубильные вещества. Содержание лигнина и Сахаров в мень­шей степени зависело от характера предварительной обработки древеси­ны. В экстрактах кусочков дуба, подвергшихся более сильной обработке, танидов было меньше, чем в опытах со слабообработанными кусочками.

С увеличением концентрации и продолжительности обработки древесины (рис. 6.2, а, г) резко уменьшается содержание танидов в экс­тракте опытных спиртов. Влияние величины модуля и температуры бы­ло менее значительно (рис. 6.2, б, в). Природа щелочи одной и той же нормальности существенного влияния на состав спиртов не оказывает. Что касается соды, то она слабо воздействует на древесину, и состав спиртов, выдержанных на древесине, обработанной содой, приближает­ся к контролю.

Увеличение продолжительности предварительной обработки дре­весины и концентрации щелочей при последующей выдержке со спир­том вызывает увеличение рН и степени окисленности танидов. Это сви­детельствует о том, что щелочь, оставшаяся на кусочках после обработ­ки при отмывке, не полностью извлекается из древесины и при выдерж­ке частично переходит в спиртовой раствор.

При увеличении интенсивности обработки абсолютное содержание лигнина сначала возрастает, затем снижается; относительное содержа­ние лигнина возрастает. Например, содержание лигнина в контроле (без обработки) равно 29% от сухого остатка, при слабых обработках (при 0 °С или 0,025 н растворами, или в течение суток, или при модуле 1:2,5) оно возрастало до 33-34%, а при сильной обработке (10 суток) - до 48,5%. Отношение ароматических альдегидов к лигнину колебалось от 0,9:100 до 1,5:100. Абсолютное содержание Сахаров при увеличении интенсив­ности обработки уменьшается. Однако относительное их содержание в экстракте примерно одинаково (5-6%).


2,5

2,5
1   ...   20   21   22   23   24   25   26   27   ...   30

Похожие:

Химия коньяка и бренди iconЗаявление
Прошу допустить меня к сдаче вступительных экзаменов для поступления в магистратуру по направлению «Химия», программе «Химия высокомолекулярных...
Химия коньяка и бренди iconОбъективные трудности изучения биохимии
Значение,на которых базируется изучение биохимии(орг химия, неорг химия,физколл химия,биология)
Химия коньяка и бренди iconПрограмма учебной дисциплины «Физическая химия» для специальности...
Специальность утверждена приказом Министерства образования Российской Федерации №686 от 02. 03. 2000 г
Химия коньяка и бренди iconХимия учебно-методическое пособие
Химия: Учебно-метод пособ. Самар гос техн ун-т; Н. И. Лисов, С. И. Тюменцева. Самара, 2009. 81с
Химия коньяка и бренди iconЭто наука, изучающая состав, строения, свойства веществ, а также...
Гидрохимия, химия атмосферы, химия природных соединений органического происхождения и др. Химия окружающей среды изучает химические...
Химия коньяка и бренди iconНаучно-образовательный клуб «химия языка просто о сложном, или как писать о науке?»
Овальном зале Всероссийской библиотеки иностранной литературы им. М. И. Рудомино (Николоямская ул. 6) состоится заседание научно-образовательного...
Химия коньяка и бренди iconМетодические указания для студентов 3 курса (6 семестр) по дисциплине...
Методические указания предназначены для подготовке студентов к лабораторным занятиям для студентов 3 курса (6 семестр) по дисциплине...
Химия коньяка и бренди iconХимия 17 ин язык 36/16

Химия коньяка и бренди iconД. И. Менделеев писал, что в химии нет отходов, а есть неиспользованное...
В связи с этим химия и химическая технология являются ключевыми в решении таких коренных проблем охраны природы, как комплексное...
Химия коньяка и бренди iconВопросы Зачета: Что изучает химия?

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2015
контакты
userdocs.ru
Главная страница