Výrobní zařízení pěstitelských pálenic a jejich vliv na kvalitu vyráběného destilátu prof. Ing. Karel Melzoch, CSc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D

Výrobní zařízení pěstitelských pálenic a jejich vliv na kvalitu vyráběného destilátu prof. Ing. Karel Melzoch, CSc. Ing. Irena Kolouchová, Ph.D.

Vysoká škola chemicko-technologická v Praze Ústav biotechnologie Technická 5, 166 28 Praha 6 - Dejvice

OVOCNÉ DESTILÁTY KVALITA ovoce a příprava kvasu, kvašení, destilace a rektifikace, zrání pálenky

Pěstitelské pálení vs. Ovocný lihovar Stejné zařízení Jiná pravidla !!!

Cíl výroby pálenek  Hlavním cílem je získat destilát odpovídajících senzorických vlastností, které jsou charakteristické pro daný druh pálenky

 Vyrobit chuťově harmonický a aromatický destilát Výroba pálenek

4

DESTILÁTY suroviny – ovoce pro výrobu pálenek

Ovoce (základní požadavky)  Zdroj zkvasitelných sacharidů  Výtěžnost ethanolu  Obsah senzoricky významných složek

podílejí na typickém charakteru destilátu Výroba pálenek

6

Ovoce (složení)  Voda (60 – 90 %)  Sušina (10 – 40 %)

cukry, bílkoviny, kyseliny, pektiny, slizy, gumy, minerální látky, látky aromatické, buničina, pentosany, enzymy, vitaminy, lipidy (vosky) apod. Výroba pálenek

7

Ovoce (složení)  Sacharidy (5 – 25 %)

ve formě jednoduchých zkvasitelných cukrů glukosa, fruktosa, … sacharosa, … sorbitol (višně, třešně) Výroba pálenek

8

Ovoce (složení)  Dusíkaté látky (0,2 – 2 %)  Organické kyseliny (až 5 %)  Vláknina (až 10 %)  Aromatické látky  Pektiny  Fenolové látky (třísloviny)  Minerální látky,… Výroba pálenek

9

Ovoce (základní požadavky)  Obsah sacharidů a ostatních látek v ovoci silně kolísá v závislosti na druhu, odrůdě, stupni zralosti, klimatu a vegetačních podmínkách

Výroba pálenek

10

Ovoce (základní požadavky)  V nezralém ovoci je nalezen vyšší obsah organických kyselin, pektinových látek, sorbitu, tříslovin a nižší koncentrace cukrů a aromatických látek.

Výroba pálenek

11

Ovoce (výtěžnost)  Výtěžnost ethanolu z různých druhů ovoce závisí především na jejich cukernatosti a pohybuje se při průměrné cukernatosti plodů 6 až 15 % v rozmezí 2,5 až 8,3 l ethanolu získaného ze 100 kg suroviny. Výroba pálenek

12

Ovoce (surovina)  Výběr  Sklizeň a skladování

optimální technologická zralost

 Mikrobiálně nenarušené

nesmí obsahovat plesnivé nebo nahnilé plody Výroba pálenek

13

Ovoce (surovina)

 Pouze z vysoce kvalitní suroviny lze vyrobit jakostní pálenku !!!  Z havarované či nezralé suroviny se získá pálenka podřadné kvality Výroba pálenek

14

DESTILÁTY mikrobiologie lihového kvašení

Kvasinky  čisté kultury  "řízená" fermentace,  výtěžnost,  doba  přirozená mikroflóra  typický charakter lihoviny Výroba pálenek

16

Bakterie  mléčné bakterie

(Lactobacillus, Streptococcus, )  octové bakterie (Acetobacter)  bakterie máselného a propionového kvašení (Clostridium, )  hnilobné bakterie

(Bacillus, Pseudomonas, ) a další Výroba pálenek

17

Plísně     

Aspergillus Penicillium Rhizopus Mucor Botritis a další Výroba pálenek

18

DESTILÁTY Příprava kvasu, kvašení

Příprava kvasu  manipulace a transport ovoce

podle typu ovoce

 příjem ovoce

Výroba pálenek

20

Příprava kvasu  praní a čištění ovoce - pračky kartáčové, bubnové, 

- čištění za sucha

odstranění větviček a zelených částí

 odstopkování  odpeckování Výroba pálenek

21

Příprava kvasu  rozmělňování

(mlýnky, drtiče, struháky, )

 lisování

(kvašení šťávy, oddělení drtě)

 odstranění pecek z kvasu Výroba pálenek

22

Kvašení - Kvasírna  umístění (budova, přístřeší, volné prostranství)  regulace teploty, povětrnostní vlivy

Výroba pálenek

23

Kvasné nádoby  materiál (dřevo, beton, železo, , nerez)  velikost (30 hl  100 hl)  otevřené a uzavřené nádoby  vybavení kádě - jalové víko nebo rošt - kvasný uzávěr  sanitace Výroba pálenek

24

Kvašení Tradiční kvasná káď - dřevo - kónický tvar - uzavřená nebo otevřená Výroba pálenek

25

Průběh kvašení  plnění břečkou, šťávou či ovocem do 4/5 až 5/6 objemu  kvašení - spontánní (přirozená mikroflóra) - zákvas (čisté kultury)  "řízená" fermentace (teplota, vzduch, mikroflora) Výroba pálenek

26

Průběh kvašení  fáze kvašení - rozběhnutí kvašení - bouřlivé kvašení (hlavní kvašení) - dokvášení  deka - tvorba, propadání  sledování kvašení (cukry, ethanol, org. kyseliny, prokvas, teplota, vzhled) Výroba pálenek

27

Ukončení kvašení  Ustává vývin CO2  Prokvas se nemění, …  Kvasy z jemného a aromatického ovoce by měly být IHNED destilovány  Kvasy z peckovin, jablek je možné určitou dobu skladovat Výroba pálenek

28

Ukončení kvašení  Odpeckování  Úprava kyselosti  Deka nesmí propadnout - znehodnocení kvasu - likvidace spálením – velké riziko kontaminace Výroba pálenek

29

OVOCNÉ DESTILÁTY - zpracování kvasu, destilace a rektifikace, zrání pálenky, …

Destilace v pěstitelské pálenici

 Jde o „nerovnovážnou periodickou destilaci“ • V průběhu destilace se mění složení destilátu (klesá jeho lihovitost) • Zvyšuje se bod varu Výroba pálenek

31

Destilační křivka

Výroba pálenek

32

Základní části destilačního aparátu  Destilační kotel  Deflegmátor

• Částečná kondenzace par, obohacení destilátu o těkavější složku

 Kondenzátor

• Celková kondenzace par

 Chladič

• Ochlazení zkondenzované tekutiny Výroba pálenek

33

Otop kotle  přímý ohřev  nepřímý ohřev

Výroba pálenek

34

Konstrukční materiál  Měď • Dobrá tepelná vodivost • Katalytické vlastnosti

 Nerez • Odolnost (mechanická, chemická…)

 Sklo • Pro laboratorní účely Výroba pálenek

35

Dvoukotlová pálenice

Výroba pálenek

36

Dvoukotlová pálenice - vedení 1.destilace  1. destilace • • • • • •

úprava kvasu Plnění kotle (vývěvou) Rychlost destilace (1,5 – 4 h) Pěnění Připalování Ukončení destilace • Destiluje se cca do 2 % obj. EtOH • Lutr obsahuje 15 – 35 % obj. EtOH

Výroba pálenek • Výpalky - pod 0,2 % obj. EtOH, likvidace

37

Dvoukotlová pálenice - vedení 2.destilace  2. destilace • Frakční destilace • Úkap – prvé podíly destilátu – těkavější látky • Jádro (prokap) – pálenka !!! • Dokap (fůzly)

• • • •

Rektifikace lutru (zesílení na 65–85 % obj.) Rafinace lutru (odstranění „nečistot“) Rychlost destilace (4 – 8 h) Deflegmace Výroba pálenek

38

Jednokotlová pálenice

Výroba pálenek

39

Jednokotlová pálenice - vedení destilace  Pouze jedna destilace • Rektifikace a rafinace v jednom roku • Destilační kolona • 3 – 5 kloboukových pater • Účinný deflegmátor • „Katalyzátor“

• Řízení kvality destilátu • Nižší tepelné namáhání pálenky • Úspora času a energie Výroba pálenek

40

Destilační aparát firmy Albert Holstein (Distillery Land firmy Rudolf Jelínek a.s.)

Výroba pálenek

41

Zrání destilátu  Zrání probíhá v dřevěných sudech.  Destilát se během zrání odpařuje přes dřevěnou stěnu - Andělská daň  Ze dřeva se vyluhovávají některé látky.  Tímto procesem dochází ke scelení a zjemnění chuti a aroma destilátu. Výroba pálenek

42

Zrání destilátu  Prostory egalizace lihovin Rudolf Jelínek a.s., Vizovice

Výroba pálenek

43

Zajištění požadované kvality a zdravotní nezávadnosti pálenek Moderní trendy při výrobě pálenek Výroba pálenek

44

Kvalitativní znaky  Absolutní hodnota kladné i záporné odchylky obsahu etanolu v % obj. od obsahu etanolu vyznačeného na obalu je přípustná nejvýše

± 0,30 % obj.

Výroba pálenek

45

Kvalitativní znaky  Příloha č. 8 k vyhlášce č. 335/1997 Sb. Fyzikální a chemické požadavky na jakost Obsah etanolu v obj. % v hotovém výrobku nejméně  Extrakt v g/l nejvýše  Těkavé látky v g/le. nejméně  Cukr jako invertní v g/l 

Výroba pálenek

46

Kvalitativní znaky  Příloha č. 3 k vyhlášce č. 141/1997 Sb. Kvalitativní znaky jednotlivých druhů lihu Obsah etanolu v obj. % (min. – max.)  Methanol (ovocné destiláty - max. 12 g/le.)  Fural  Organoleptické znaky 

(ovocné a jiné destiláty = druh lihu) Výroba pálenek

47

Kvalitativní znaky  Vyhl. MZdr ČR č. 305/2003 Sb.,

která stanoví druhy kontaminujících a toxikologicky významných látek a jejich přípustné množství v potravinách Výroba pálenek

48

Kvalitativní znaky  Cizorodé zdraví škodlivé látky • • • •

Ftaláty (DBP, BEHP, …) NPM = 1 mg/kg terc-butanol (2-methyl-2-propanol ) ropné deriváty organická rozpouštědla (benzen, xylen,toluen) •… Výroba pálenek

49

Kvalitativní znaky  Přírodní toxiny, látky pocházející ze suroviny nebo vznikající v technologickém procesu • • • • •

methanol kyanovodík ethylurethan benzaldehyd β-thujon

Slouží zároveň jako markery pravosti lihoviny.

Výroba pálenek

50

Ethylkarbamát (EK) Synonyma:

O H2N

 Ethyl ester kyseliny karbamové

 Urethan

C

 Ethylurethan

O

C2H5

Účinky EK na organismus mutagen karcinogen nízká toxicita: 2 500 mg / kg (LD50 , krysa)

Tvorba EK v pálenkách  Reakce kyanidů a kyanosloučenin s ethanolem

HCN + [O]

=

HOCN + C2H5OH

HOCN =

H2NCOOC2H5

Suroviny - kyanogenní glykosidy (amygdalin)

Amygdalin

Odstranění prekurzorů EK Cyanurex (T. Goldschmidt AG, Mannheim, Germany)  preparát na bázi chloridu měďného  dávkování podle Cyan-EC-Test setu (Merck)

„Katalyzátor “ (Arnold Holstein, Markdorf, Germany)  reaktor zajišťující kontakt par s povrchem mědi  úzké kanály tvořené seskládaným měděným plechem

Ftaláty Ftaláty v potravním řetězci = vážný problém

Estery kyseliny ftalové 





všudypřítomný kontaminant životního prostředí (vzduch, voda, půda, živé organismy atd.). změkčovadla plastických hmot nejsou chemicky vázány, uvolňují se do prostředí potenciální karcinogeny

Estery kyseliny ftalové COOR1

COOR2

Zkratka

Název

DMP

dimethylftalát

DEP

diethylftalát

DnBP

di-n-butylftalát

BBP

benzylbutylftalát

BEHF

bis(2-ethylhexyl)ftalát

DnOP

di-n-oktylftalát

Estery kyseliny ftalové Chemické požadavky na zdravotní nezávadnost potravin … 1,0 mg/kg



lihoviny



ostatní potraviny

2,0 mg/kg, 4,0 mg/kg

Estery kyseliny ftalové Výskyt ftalátů v lihovinách  



použité suroviny (voda, ovoce, hrozny, drogy, líh, ) kontakt alkoholického nápoje s plasty a pryží Rychlost extrakce ftalátů  zvyšuje se vzrůstem koncentrace ethanolu

METHANOL Reálné riziko nebo strašák

Methanol  

Není vedlejším produktem kvašení Vzniká ze suroviny hydrolýzou pektinových látek (polymer částečně methylované kys. galakturonové)

Methanol 



 

Není jednoduché oddělit methanol ani při pečlivé destilaci Jeho koncentrace se dá ovlivnit volbou zkvašované suroviny

Typická složka ovocných destilátů (přípustné množství 12 g/le) V rafinovaném lihu – minimální koncentrace

Děkuji za pozornost

Výroba pálenek

64