PROGRAM DE STUDII: CHIMIE ALIMENTARĂ ȘI TEHNOLOGII BIOCHIMICE LUCRARE DE DIPLOMĂ COORDONATORI ȘTIINȚIFICI : Prof. univ .dr. Simona DOBRINAȘ Ș.l…. [613692]
MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE
UNIVERSITATEA “OVIDIUS” DIN CONSTANȚA
FACULTATEA DE ȘTIINȚE APLICATE ȘI INGINERIE
PROGRAM DE STUDII: CHIMIE ALIMENTARĂ ȘI
TEHNOLOGII BIOCHIMICE
LUCRARE DE DIPLOMĂ
COORDONATORI ȘTIINȚIFICI :
Prof. univ .dr. Simona DOBRINAȘ
Ș.l. dr.ing. Anișoara- Arleziana NEAGU
ABSOLVENT: [anonimizat]
2017
MINISTERUL EDUCAȚIEI NAȚIONALE
UNIVERSITATEA “OVIDIUS” DIN CONSTANȚA
FACULTATEA DE ȘTIINȚE APLICATE ȘI INGINERIE
PROGRAM DE STUDII: CHIMIE ALIMENTARĂ ȘI
TEHNOLOGII BIOCHIMICE
CONTROLUL CALITĂȚII ÎN
PROCESUL TEHNOLOGI C DE
OBȚINERE A DISTILATELOR DE VIN
COORDONATORI ȘTIINȚIFICI :
Prof. univ .dr. Simona DOBRINAȘ
Ș.l. dr.ing. Anișoara- Arleziana NEAGU
ABSOLVENT: [anonimizat]
2017
DECLARAȚIE
Subsemnatul(a) ……………………………………………………………………… absolvent(ă) al (a)
Facultății de Științe Aplicate și Inginerie din Universitatea “Ovidius” din Constanța, promoția
……….………………, programul de
studii………………………………………………………………………………….., declar pe proprie
răspundere că am redactat lucrarea de licență/diplomă/disertație cu respectarea regulilor dreptului
de autor, conform actelor normative în vigoare (Legea 8/1996 modificată și completată prin Legea
nr. 285/2004, Ordonanța de Urgență nr. 123/2005 modificată și Legea nr.329/2006).
Pentru eliminarea acuzațiilor de plagiat:
– am executat lucrarea personal, nu am copiat -o și nu am cumpărat -o, fie în întregime, fie parțial;
– textele din surse românești, precum și cele traduse din alte limbi au fost prelucrate de mine și
sintetizate, rezultând un text original;
– în cazul utilizării unor fraze citate exact, au fost indicate sursele bibliografice corespunzătoare,
imediat după frazele respective.
Am luat la cunoștință că existența unor părți nereferențiate sau întocmite de alte persoane poate
conduce la anularea diplomei de licență/master.
Data Semnătura
Rezumat
Distilatele din vin sunt produse alcoolice obț inute prin distilarea vinului, în mod
discontinuu, caz î n care sunt utilizate instalații simple de tip charentaise, sau î n mod
continuu cu ajutorul coloanelor de fracț ionare, urmată de î nvechirea î n butoaie de stejar.
Structura lucrării : lucrarea de diplomă intitulată „Controlul calității în procesul
tehnologic de obținere a distilatelor de vin” se î ntinde pe 110 pagini ș i este alcatuită din tre i
capitole principale denumite ș i structurate astfel:
• Capitolul 1, intitulat „Considerații teoretice privind produs ele distilate de
vin” este alcătuit din opt subcapitole ș i cuprinde aspecte teoretice privind
condițiile pe care trebuie să le îndeplinească materia primă pentru a fi
prelucrată, metodele de obți nere a distilatelor din vin, pre cum și tehnologia
de învechire a acestora.
• Capitolul 2, denumit „Controlul calității produselor distilate de vin” și
format din șase subcapitole abordează tehnicile și metodele analitice folosite în controlul parametrilor de calitate ale produselor distilate din vin.
• Capitolul 3, intitulat „Calculul tehnologic al unei coloane de fracționare” și
alcătui t din trei subcapitole, tratează calculul tehnologic a l unei coloane de
fracționare ș i calculul de dimensionare a condensatorului de vârf.
Lucrarea de diplomă se încheie cu Capitolul 4 intitulat „ Norme tehnice de
securitate a muncii ” în care sunt indicate principalele mǎsuri de protecția muncii și P.S.I ,
urmat de capitolul destinat concluziilor generale, bibliografie și anexă.
CUPRINS
INTRODUCERE…… ………………………………….…………………………………….7
1. CAPITOLUL 1. CONSIDERAȚ II TEORETICE PRIVIND PRODUSELE
DISTILA TE DE VIN……………………………………………….……………………..…..8
1.1. Scurt istoric…………………………………………….………………………………..8
1.2. Materii prime ………………………………………………………………….…..…10
1.2.1. Soiurile de strug uri…………………………………………………………………10
1.2.2. Condiții pedocli matice……………………………………………………………..13
1.3. Condițiile tehnol ogice…………………………………………………….…………13
1.4. Distilarea ………………………………………………………….…………………15
1.4.1. Tipuri de instalații……………………………………………………………….….23
1.5. Învechirea… ………………………………………………………………………..41
1.5.1. Factorii care determină compoziția chimică și însușirile senzoriale ale distilatelor
din vin…………………………………………………………………………..…..42
1.5.2. Învechirea clasică a dist ilatelor din vin………………………………………….….45
1.5.3. Transformări chimice produse în distilate în timpul învechirii…………………….45
1.5.4. Transformări fizice produse în distilate în timpul învechirii………………………47
1.5.5. Metode rapide de învechire a d istilatului……… …………………………………..48
1.6. Defectele distilatelor din vin – prevenirea și înlăturarea lor ………………………..50
1.7. Cupajarea, ameliorarea și condiționarea distilatelor……………………………..…52
1.8. Îmbutelierea distilatelor…………………………………………………………..…54
2. CAPITOLUL 2. CONTROLUL CALITĂȚII PRODUSELOR DISTILAT E DE
VIN…………………………………………………………………………………………………………….56
2.1. Analiza organoleptică (senzori ală)…………………………………………….…..57
2.2. Analiza chemometr ică………………………………………………………………60
2.3. Analiza compușilor volatili…………………………………………………………………62
2.3.1. Caracterizarea compusilor volatili………………………………………………………………….62
2.3.2. Pregătirea probelor………………………………………………………………………………………64
2.3.3. Metode cromatografice de analiză a compușilor volatili…………………………………..65
2.3.4. Metode non – cromatografice de analiză a compușilor volatili………………………….68
2.4. Analiza metalelor………………………………………………………………………………………..69
2.5. Capacitatea antioxidantă a distilatelor din vin…………………………………………………74
2.5.1. Metode spectrofotometrice……………………………………………………………………………75
2.5.2. Metode electrochimice…………………………………………………………………………………75
2.6. Învechirea distilatelor de vin…………………………………………………………………………77
2.6.1. Determinarea timpului de învechire……………………………………………………………….78
2.6.2. Determinarea tehnologiei de învechire……………………………………………………………79
2.6.3. Determinarea lemnului folosit la învechire……………………………………………………..79
3. CAPITOLUL 3. CALCULUL TEHNOLOGIC AL UNEI COLOANE DE FRACȚIONARE…………………………………………………………………………………………….82
3.1. Tema și datele de proiectare………………………………………………………………………….82
3.2. Calculul de predimensionare a coloanei de fracționare……………………………………..83
3.3. Calculul de dimensionare a condensatorului de vârf…………………………………………90
3.4. Concluzii parțiale………………………………………………………………………………………..97
4. CAPITOLUL 4.
NORME TEHNICE DE SECURITATE A MUNCII …………………99
4.1. Mǎsuri de protecția muncii și P.S.I. ………………………………………………………………99
CONCLUZII……………………………………………………………………………………………………….102
BIBLIOGRAFIE………………………………………………………………………………………………….103
ANEXE ………………………………………………………………………………………………………………108
7
Introducere
Datorită dezvoltării foarte rapide a tehnologiei, precum și a creșterii cererii de
alimente de calitate, produsele alimentare ș i cele alcoolice sunt tratate mai atent pentru
îmbunătățirea caracteristicilor lor.
Siguranța ș i autenticitatea băuturilor alcoolice reprezintă un subiect abordat tot mai
des de către consumatorii și producă torii de băuturi alcoolice cu cerinț e exigente. P racticile
inginereș ti sunt continuu re vizuite pentru abordarea invovaț iilor metodologice pentru
atingerea standardelor de calitate la nivel tehnic.
Anual, sunt implementate noi m etode de verificare a integrității băuturilor
alcoolice, iar analizele cromatografice, utilizate în trecut doar în scopul cercetă rii, sunt
aplicate frecvent de către pr oducători sau autorit ăți pentru verificarea siguranței ș i calității
produselor distilate din vin.
Scopul acestei lucră ri este evaluarea parametrilor de calitate și siguranță a
produselor distilate din vin prin aplicarea unor metode moderne și actuale de analiza
chimică.
8
Capitolul 1
Considerații teoretice privind produsele distilate de vin
1.1. Scurt istoric
Prima datare a procesului de distilare este cu peste 2000 ani î.e.n la poporul chinez,
care folosea acest proces pentru extragerea aromelor din plante. Distilarea substanț elor
fermentate apare la arabi î n secolul al X -lea, atunci când aceștia î ncep distilarea pr oduselor
fermentate din porumb ș i alte cereale. Tot de la poporul arab provine și denumirea de
alambic și alcool. Cuvântul alcool provine din cuvâ ntul “cohol” care era denumirea unei
pudre ce servea la fardare, pe baz ă de plumb sau antimoiu, cuvânt care exprimă ideea de
rafinament, fineț e, subtilitate.
Din secolul al XI -lea se găsesc consemnări de la curtea imperială a Bizanțului
despre fabricarea lichio rurilor. În secolul al XII -lea și al XIII -lea, în Toscana se înființează
primele școli în vederea cunoașterii artei distilării. În această perioadă, arta distilării
preluată de la arabi și egipteni trece î n Europa de apus, unde la început produsul di stilării
dobâ ndește numele “aqua vitae”- apa vieții sau “aqua ardens” – apa care arde sau “apa
inflamabilă ”, care se evaporă până la ardere la încalzirea vinului.
În secolele următoare, arta procesului de distilare progresează, însă este cunoscută
într-un cerc restrâns de specialiști alchimiști [1]. Olandezii încep să folosească distileriile,
pentru a transforma vinul în “bra ndwijn” (vin ars) , ceea ce conduce la denumirea de
Brandy. Scopul distilării este acela de a elimina apa din vin, pentru conservabili tate, dar și
pentru a putea transporta mai multă cantitate. Înainte de consum, olandezii recreau vinul
prin adăugare de apă.
Primele cazane de distilare din Charente sunt instalate d e olandezi. Treptat,
francezii îmbunătă țesc metoda distilării prin aplicar ea unei duble distilări, procedeu numit
distilare Charentaise.
La începutul secolului al XVII -lea, dubla distilare este practicată de comercianți,
aceștia obținând “eau -de vie” sau apa vieții, produs care nu se degradează în timpul
călătoriilor pe mare și care ocupă mai puț in volum pe corăbiile comercianților. Transpo rtul
băuturii se face î n butoaie de stejar (Limousin), iar în urma depozi tării îndelungate a
alcoolului î n aceste butoaie, negustorii obser vă că gustul distilatului este îmbunătățit
deve nind m ai aromat, mai catifelat ș i mai plă cut, astfel că, băutura putea fi consumat ă ca
atare, fără a mai fi necesară amestecarea cu apă. Această băutură dobândește denumirea
9
regiunii din care provine, Cognac și va deveni lider a acestei categorii de băuturi și a cărui
calitate este neîntrecută în lume.
În secolul al XVIII -lea piața devine organizată și sunt înființate p rimele case de
comerț care cumpără apa vieții pentru a o vinde apoi către cumpărători din nordul Europei
precum Anglia și Olanda. O mare parte din aceste case de comerț sunt de origine anglo –
saxonă și unele dintre ele există și în ziua de astăzi.
Începând cu mijlocul secolului al XIX -lea, majoritatea caselor de comerț încep să
comercializeze apa vieții ambalată în sticle în locul butoaielor. În plus , această nouă formă
de comercializare dă naștere unor industrii adiacente precum producerea sticlei – din 1885
Claude Boucher lucrează din greu în fabrica de sticlă St.Martin de Cognac, cu scopul de a
automatiza procesul de fabricare al sticlelor, dar și a dopurilor, a lăzilor și a etichetelor.
Din 280 000 de hectare de vie, rămân doar 40 000 de hectare, din cauza phylloxera, o boală viticolă care ajunge î n Charente și distruge o mare parte din podgorii. Această tragedie
conduce la formarea Comitetului de Viticultură, care ulterior va deveni Stațiunea Viticolă – centrul tehnic al Coniacului.
În secolul XX, podgoriile sunt replantate folosind portaltoi imuni la phylloxera
aduși din America. Soiurile de struguri tradiționale (Colombard, Folle Blanche) fragile din
cauza altoirii au fost progresiv înlocuite de Ugni Blac, un soi mai rezistent, și care, astăz i
este folosit mai mult de 90% în producția de coniac. Pe 1 mai 1909, zona geografică pentru
producție este delimitată de guvern, iar din 1936, Cognac este re cunoscută ca “Controlled
Appellation of Origin” – băutură cu origine controlată. În timpul celui de al II -lea război
mondial, este întemeiat un birou de distribuție a vinului și a apei vieții cu scopul de a
proteja butucii din Cognac. La finalul războiului , biroul de distribuție este înlocuit cu
Bureau National Interprofessionnel du Cognac. Toate etapele implicate în conceperea
coniacului sunt subiectul reglementărilor destinate protejării produslui, a cărui reputație
este din ce în ce mai cunoscută ș i mai respectată [2,3].
Denumirea de Cognac este dedicată exclusiv băuturilor provenite din distilatul
obținut din vinul rezultat vinificării strugurilor de Ugni Blanc, în aria delimitată a regiunii
Cognac, folosindu- se tehnologia reglementată.
Distilatul de vin este învechit î n vase de stejar, iar pentru a ține o evidența a vârstei
distilatului de vin, în regiunea Cognac a fost implementat un sistem de evidență pentru
toate categoriile de producători de distilate de tip Charentaise din regiune. Distilatele de
vin primesc certificate de vârstă eliberate de Biroul Național al Coniacului, certificate care
10
țin cont de caracteristicile minime impuse pentru fiecare din produsele ce necesită
învechire în butoaie de stejar [4].
Coniacurile sunt comercializate numai dacă derivă din distilate de vin care au fost
învechite în butoaie de stejar, minim 2 ani, vârstă începand din momentul terminării
perioadei de distilare. O dată ambalat, coniacul, spre deosebire de vin, nu se mai
învec heste, ci î și păstrează vârsta. Decizia executivă din 23 august 1983 a codi ficat
folosirea denumirilor bazâ ndu-se pe durata de învechire a celei mai tinere ape a vieții din
amestec. Acestea sunt cel mai des utilizate:
– V.S. (Very Special) sau 3 stele – pentru coniacurile a căror vârstă este minim 2 ani;
– V.S.O.P. (Very Superior Old Pale) – pentru coniacurile a căror vârstă este minim 4
ani;
– Napoléon, X.O (Extra Old) – pentru coniacurile a căror vârstă minimă este de 6 ani;
[3]
O altă băutură obținută din distilat de vin, protejată după criterii similare precum
cele ale coniacului, obținută în Franța, este armagnacul. Similar ca în cazul coniacului,
armagnacul este obținut prin distilarea vinurilor albe, slab alcoolice și slab acide, c are nu se
sulfitează și nu se trag de pe drojdie. Distilarea este realizată în alambicuri de tip
Armagnac, cu alimentare continuă.
1.2. Materii prime
Pentru a putea obține un vinars de calitate, materia primă din care acesta este
obținut, atât strugurii cât și vinul, trebuie să îndeplinească anumit e condiții tehnologice,
legate î n mod direct de soi, dar și de podgorie (condiții pedoclimatice). Desigur, pentru
obținerea unui produs de calitate, cei doi factori nu sunt suficienți, iar tehnologia de
fabricare, de învechire, de finisare și condiționare sunt factori cu o i mportanță deosebită și
atunci când unul dintre ei nu este respectat, produsul finit nu va atinge calitatea
corespunză toare, chiar dacă ceilalți f actori au fost la nivelul impus [4] .
1.2.1 Soiurile de struguri
Vinurile destinate distilării trebuie să fie lipsite de arome, mirosuri, să aibă o
aciditate ridicată și o tărie alcoolică uș oară.
După însuș irile lor tehnologice, soiurile de struguri ce se pot folosi î n realizarea
distilatelor pentru vinars , se pot î mpărți în trei categorii:
a) Soiuri de struguri cu aromă neutră : finețea ș i aroma coniacului sunt determinate în
mod substanț ial de aromele specifice soiurilor. Coniacurile de marcă sunt obț inute
11
din soiuri de struguri cu aromă neutră care trebuie să îndeplinească urmă toarele
caracteristici:
Să aibă culoarea boabelor albă și pielița subț ire;
Să aibă acumulate, la maturitate deplină , 140- 170 grame zahă r la litru must;
Să păstreze la recoltare un potenț ial de aciditate 7 -10 000� eprimat în
𝐻2𝑆𝑂4;
Să dețină un buchet fin, precum cel al florilor de viță de vie;
Să conserve fructuozitate pronunțată, fără a fi aromatic;
Vinul rezultat să aibă un gust neutru, lipsit de arome specific e de soi sau
alte arome proprii;
Pot fi încadrate î n această categorie ur mătoarele soiuri: Iordovana, Mustoasă,
Plăvaia, Cramposie, Clairette, Gordan, Colombard, Aligoté, Folle Blanche, Ugni Blanc,
Riesling Italian, etc.
b) Soiuri de struguri aromate: nu sunt indicate pentru realiz area coniacului deoarece
imprimă acestora, prin învechire, o aromă mai putin placută, diferită de cea a
coniacurilor naturale, fapt ce le depreciază considerabil calitatea.
În această categorie pot fi î ncadrate: Busuioaca, Muscat Ottonel, M uscadelle,
Muscat Frontignan, Tămâioasa Românească , Sauvignon, Traminer.
c) Soiuri de struguri cu arome foxate: această categorie înglobează toate soiurile
hibride, deținând gust și aromă specifice, ner ecomandate obținerii distilatelor de vin
învechite. Distilatele obținte din aceste soiuri, prin învechire, produc vinars uri
lipsite de finițe, de calitate inferioară și cu aromă nespecifică coniacului natural
[4,5] .
Conform decretului din 1936, urmă toarele soiuri de str uguri pot fi folosite pentru
obținerea vinului pentru bă utura cu denumire controlată Cognac, Apa vieții de Cognac și
Apa vieț ii de Charentes:
• Folle Blanche, Meslier Saint -François , Colombard, Montils , Jurançon blanc ,
Sémillon si Ugni Blanc.
• Folignan, Sélect (fiecare constituind un maxim de 10% din plantaț ii).
Conform decretului din 1938 , vinurile folosite pentru producerea apei vieț ii sub
denumirile controlate "Grande Champagne", "Fine Champagne", "Petite Champagne", "Fins Bois", "Bor deries", "Bons Bois", pot fi obținute din urmă toarele soiuri de struguri:
12
• Folle Blanche, Colombard, Ugni blanc (cel din urmă folosit mai mult de 90%
în producț ia de coniac).
• Sémillon , Folignan, Meslier St -François, Jurançon blanc, Sélect, Montils
(fiecare reprezentând un maxim de 10% din plantații) [6] .
Principalele soiuri de viță de vie și podgorii din țara noastră :
– Podgoria O dobești ș i centrele Panciu, Odobești, Cotești, Nicoreș ti produc vinuri cu
aciditate ridicată, cu o ușoară tărie alcoolică ș i lipsite de mirosu ri și aromă, calități
corespunză toare obț inerii distilatelor destinate realiză rii coniacului. Soiurile
principale cultivate în ac este podgorii sunt: Galbena, Plă vaia, Riesling Italian,
definite de potenț ialul alc oolic mediu, aciditatea ridicată ș i coacerea tâ rzie.
– Podgoria Apold ș i centrele Apoldul de Jos, Apoldul de Sus, Cărpiniș, Sebeș -Alba,
Miercurea obțin, datorită condițiilor pedoclimatice favorabile, vinuri foarte
potrivite pe ntru industria coniacului, dar ș i a vinurilor spumante. Din soiurile:
Fetească Regală, Galbena, Iordovana, Neuburgher și Riesling rezultă vinuri cu un
potenț ial de acidi tate ridicat 6 -8% exprimat în 𝐻2𝑆𝑂4, o tărie alcoolică de 8 -10%
vol., arome rafinate ș i gust placut.
– În podgoria Drăgășani și centrele viticole Drăgăș ani, Ioneș ti, Zavideni, Va lea
Bisericii, Scundu se cultivă soiuri de struguri precum: Colombard, Gordan,
Braghina, Bășicată, Riesling Italian . Acestea au potenț ialul de a fi utilizate ca
materii prime în obținerea coniacului, însa cu condiția respectă rii ri guroase a
condițiilor tehnologice (recoltare în condiț ii optime, metoda de distilare, mod de
prelucrare).
– Centrul vi ticol Segarcea, renumit datorită coniacurilor de calitate superioară,
cultivă soiuri precum Gordan, Colombard ș i Cramposie.
– Soiurile Creata de Banat, Samo veanca, Majorca sunt cultivate în podgoria
Banatului, dar și î n centrele viticole mai importante Nerau, Tomnatec, Sanicolaul
Mare, Teremia Mare și asigură producț ii mari cu un volum de alcool de 9- 10% și o
aciditate ridicată.
– Deși podgoria Dealul Mare nu este o podgorie specifică pentru distilate speciale, în
centrele sale viticole Cricov, Urlaț i, Tohani, Cis lau, Ulmeni, Boldesti se cultivă
soiuri recomandate pentru obț inerea vinurilor destinate distilă rii precum Cionic,
Clairette, St. Emilion.
13
– Din soiurile Zgh ihara, Francusa, Plavaia, la Huși, rezultă vinuri ușoare, cu un
potențial de aciditate ridicat și slab alcoolice, care în urma distilării și a învechirii
conduc la vinarsuri desăvârș ite.
– De asemenea, po t fi furnizate vinuri corespunză toare obținerii coniacurilor de înaltă
calitate ș i din podgoriile sau centrele vitico le: Babadag, Niculițel, Argeș, Iași,
Apold [4] .
1.2.2 Condiț ii pedoclimatice
Calitatea strugurilor destinați fabricării vinarsului este influențată în principal de
condițiile pedoclimatice în care aceștia se obț in, indiferent de soiul din care fac parte.
Cele mai rafinate coniacuri produse în Franța sunt obț inute pe soluri calcaroase sau
marne, precum cele din Charente sau Champagne, coniacuri fine se ob țin în Gruzia pe
văile mărnoase de la poalele munților Caucaz, iar la noi în țară , pe solurile argilo –
calcaroase de la Segarcea sau Apoldul de Sus. Solurile calcaroase, mărnoase sau argilo –
calcaroase su nt cele mai potrivite pentru obț inerea strugurilor des tinați coniacului deoar ece
drenează ușor ș i sunt fertile.
O altă variabilă care influențează calitatea strugurilor este condiția meteorologică a
anului, un climat favorabil fiind caracterizat de veri semiume de, care permit coacerea
normală a strugurilor. În cursul perioadei de vegetaț ie, o temperatură medie de 10°C și o
cantitate de precipitaț ii an uale de aproximativ 600mm asigură o producț ie ridic ată a
soiurilor pentru vinars [5 ].
1.3.Condiț iile tehnologice
Condițiile tehnologice reprezintă un factor redut abil asupra calităț ii distilatului din
vin, deoarece nu este de ajuns asigurarea unei materii pri me de calitate, ci este necesară și
o vinificație realizată în condiții optime . Astfel, recoltarea strugurilor trebuie efectuată la
momentul adecvat, când aceș tia au atins maturitate a absolută și când e ste asigurat maximul
randament economic. Recoltarea tâ rzie nu este economică, iar cea prea ti mpurie conduce la
o dezarmonie î ntre elementele ce compun vinul, dar ș i vinarsul [7].
Strugurii culeși sunt prelucrați rapid în prese orizont ale tradiț ionale, prese
hidraulice orizontale sau verticale, iar mustul rezu ltat nu trebuie să aibă un contact
îndelungat cu boștina. Presarea ș i fermentarea sunt elemente ch eie care au o puternică
influență asupra calității finale a apei vieții [6].
14
Struct ura fizico -chimică a strugurilor este dată de raporturile cantitative dintre
diferitele părți de structură precum: ciorchini, boabe, pieliță, pulpă, semințe și must. Partea
cea mai valoroasă în vederea obț inerii distilatului este reprezentată de must care este
alcătuit din apa î n care sunt dizolvate diferite substanțe. Subst anțele cu pondere deosebită
sunt reprezentate de glucide, î n principal monozaharide, precum ș i acizii organi ci nevolatili
(malic, succinic și tartric). Aceste substanțe se găsesc concent rate în fruct și în urma
presării, trec î n must [9]. Vinul destinat di stilării trebuie să îndeplinească următorii
parametrii:
Compoziț ia fizico -chimică:
– zahăr sub 5 g/l;
– un volum de alcool de minim 8% ;
– aciditate totală minim 4 g/l 𝐻2𝑆𝑂4;
– extract minim 15 g/l;
– dioxid de sulf liber maxim 10 mg/l;
Conținutul minim in zahăr al strugurilor culeși la maturitatea tehnologică este de
140 g/l;
Din punct de vedere organole ptic culoarea vinului trebuie să fie galben -verzuie ș i
limpede, gustul acrișor, iar aroma, naturală [4] .
Zaharurile din vin sunt reprezentate de gl ucoză și fructoză în cazul î n care
fermentația nu a fost completă, în caz contrar, zaharurile rămase î n vin sunt reprezentate de
pentozane constituite din xiloză , arabin oză și hexoză, numită ramnoză , care nu sunt
fermentate de drojdii și rămân în vin, conf erindu- i o nuanță de dulce catifelat [1] .
Vinurile care au o concentrație alcoolică scăzută, întrebuinț ate obț inerii vinarsului ,
prin distilare, au capacitatea de a concentra elementele de compoziție valoroase ale
distilatului și prin învechire , să îi confere acestuia rafinament și delicateț e. Deși aciditatea
fixă nu trece î n distilat, c i numai o parte din cea volatilă, conț inutul ei ridicat conferă un
buchet unic distilatului [7].
Aciditatea volatilă se exprimă în acid aceti c și are val ori foarte r eduse la vinurile
sănătoas e, aproximativ 0,2- 0,8 g/l. Depășirea acestor valori semnalează faptul că sănătatea
vinului a fost afectată de bacteriile acetice. Vinurile oțețite sau cu alte defecte, tratate sau
nu, nu pot fi utiliz ate la distilarea pentru vina rs [1].
Aciditatea totală a vinurilor este exprima tă pe plan internațional în acid tartric și
variază, î n general de la 4 până la 9 g/l (exprimată în 𝐻 2𝑆𝑂4, de la 2,63- 6,92 g/l) [1] .
15
pH-ul optim al vinu lui pentru distilare se situează în jur de 2,35- 2,58, iar cu câ t
valoarea pH -ului este mai coborâtă , distilatele de vin cuprind un conținut mai ridicat în eter
oenantic, în acetaldehidă și î n esteri cu punct de fierbere mediu [7] .
Vinurile destinate obținerii vinarsurilor trebuie să fie lipsite de 𝑆𝑂2 sau să conțină
un maximum d e 10 mg/l. Vinul cu o concentrație ridicată de 𝑆𝑂2 are o influenț ă negativă
asupra calității distilatului, transmițându -i acestuia un miros neplăcut [1] .
Păstrarea și condiționarea vinului pănă la distilare are o importanță deosebită în
calitatea finală a coniacului. Până în momentul distilă rii, vi nul trebuie ț inut la temperaturi
scăzute (10 -15°C) pe plin și pe drojdie. Prezența drojdiei în vin sporește conținul acestuia
în esteri, azot, furfural ș i alcooli superiori , elemente regăsite ulterior în distilat. Menținerea
pe drojdie este o etapă importantă î n cazul vinurilor cu un deficit în asemenea elemente [7] .
În momentul distilă rii cantitatea de drojdie trebuie să fie de maxim 3%. De reținut este și
faptul că vinuril e distilate împreună cu drojdia lor au distilate mai bogate în esteri spre
deosebire de vinurile fără drojdii [1].
La vinificație, au o influență negativă asupra distilatului:
– Tratamentele târzii cu sulf asupra viț ei de vie;
– Prezența putregaiului s trugurilor la cules;
– O conservare prea î ndelungată a vinului pe drojdie;
– Folosirea anhidridei sulfuroase;
– Prezența în vin a sâ mburilor;
– Prezența ciorchinilor zdrobiți î n must;
– Folosirea preselor continue [1].
1.4. Distilarea
Originea denumirii de dis tilare este derivată din cuvant ul latinesc “distillatio” care
înseamnă “căzut picătură cu picătură” [1]. Prin definiție, distilarea reprezintă trecerea unui
lichid aflat în stare de vapori, prin fierbere, urmată de condensarea acestuia, î ntr-un sistem
răcitor [4] .
Coniacul este u n distilat din vin, iar compoziția chimică a acestuia depinde de
compușii inițiali prezenți în vin, aceștia necesitând o anumită volatilitate pentru a se distila.
Compuș ii majoritari ai c oniacului sunt alcoolul etilic ș i apa, î nsă pe lângă aceștia, coniacul
conține o multitudine de compuș i minoritari, proveniți din materia primă , care î i oferă
acestu ia aroma și buchetul specific [8 ].
16
Procesul distilă rii se bazează pe diferen ța volatilităților componenților care la
aceeași temperatur ă au tensiuni de vapori diferite. Separarea componenților este cu atât
mai completă și mai eficientă cu cât punctele de fierbere ale compuș ilor sunt mai distanțate
unul de altul [1 ].
Distilatele bogate în alcooli superiori și esteri sunt obținute prin dist ilarea vinulu i
cu drojdie. Pentru a evita obținerea în proporț ii exagerate a acestor elemente, d a r ș i a
aplicării u nui regim de distilare mai minuțios , s-a decis introducerea distilării vinurilor
limpezi, în special în cazul în care strugurii au fost alteraț i. De asemnea, conținutul î n
esteri, alcooli superiori, aldehide și aciditate volatilă, se mă rește prin menț inerea v inului pe
drojdie din toamnă , până în primăvară [7] .
Temperatura de fierbere a vinului destinat distilării este cuprinsă între 7 8,3 ș i
100°C, iar cu cât această temperatură este mai apropiată de 78,3°C, cu atât amestecul ce se
distilă este mai bogat în alcool. Î n cazul dis tilatului de vin, vaporii captați sunt formați
dintr -un amestec de apă și alcool. În timpul fierberii, inițial sunt evaporate lichidele care au
un punct de fierbere mai scă zut, urmate de lichidele cu un punct de fierbere mai ri dicat [4] .
PROCESE CARE AU LOC ÎN TIMPUL DISTILĂRII
În cursul distilării au loc urmă toarele reacț ii chimice:
– Hidroliza diferiților constituenți ai vinului (esteri, heterozizi);
– Constituirea unei cantități scă zute de acetat de etil;
– Formarea unei cantităț i redu se de furfurol, drept consecință a acțiunii că ldurii
asupra pentozelor din vin;
– Fixarea acizilor grași și a sulfurilor de că tre cupru;
– Formarea unei cantități reduse de glicerol în partea descendentă a conductei “gât de
lebădă” și î n serpentina condens atorului prin reacția cuprului cald asupra
substanțelor grase conținute î n vapori;[1]
Pe parcursul d istilă rii, numai esterii neutri trec parțial în di stilat. La începutul
distilării trec esterii acizilor grași din seria acetică , iar la finalul acesteia trec esterii de tipul
lactatului de etil [1] .
Din tabelul 1 .1. reiese fa ptul că operaț ia distilă rii cuprinde trei faze:
Prima fază în care este separată prim a fracție, numită “fruntea”, conține
majoritatea compuș ilor volatili, precum aldehide ș i esteri , cara cterizaț i de mirosuri
neplăcute, rezultate prin oxidarea alcoolul ui etilic, care au o temperatură de fierbere
cuprinsă între 28,8°C ș i 77,05°C. Trecerea acestora este mai intensivă la început,
17
urmând ca pe parcursul distilării să scadă treptat, până la min imum, la sfarșitul
distilă rii. Volumul acestora nu trebuie să depășească 1-2%.
În a doua fază este separat “mijlocul”, t imp de 6 -8 ore, la o temperatură cuprinsă
între 78,3°C ș i 121°C. “Mijlocul” cuprinde majoritatea compușilor cu mirosuri
plăcute: alcool i superiori ș i esteri aromatic i și conferă distilatului finețe. Volumul
de alcool este de 27 -33% vol. pentru distilarea vinului ș i de 60- 70% vol. alcool
pentru redistilarea distilatului crud.
În ultima fază este obținută “coada”, formată din elemente cu m irosuri neplăcute și
cu o temperatură de fierbere cuprinsă între 128°C și 223,5°C [1,5 ].
În timpul distilării cu instalații de tip Charente, î n alambi c, se constituie produsele
reacț iei carbonilaminat, care reprezintă o sursă de îmbogătire a distilatului din vin în
produse volatile. Condiționarea vinurilor ce urmează a fi supuse distilării cu fracțiuni de tip
“coadă” influențează conț inutul acestora în compuș i cu punct de fierbere ridicat,
contribuind astfel la îmbogățirea calității distilatului.
De asemenea, un alt mod de a îmbogăț i sau ameliora calitatea distilatului de vin
este acela de a distila vinul în prezenț a borhotului de la vinul distilat a nterior. Acest lucru
favorizează creșterea conținutului în eteri oenantici și a altor substanț e cu un punct de
fierbere ridicat [4].
Conc entrația maximă a furfurolului este atinsă la sfârșitul distilării fracției de
mijloc și la începutul trecerii fracției cozii. Cu cât distilarea durează mai mult timp, cu atât și cantitatea de furfurol creș te, prin hidroliza pent ozanozelor din care se formează . De
asemenea, cantitatea de furfurol este dependent ă și de prezența acizilor și a alcoolului
metilic în prezența cărora scade [1]. Alcoolul metilic nu se formează în timpul distilă rii, ci
este trecut direct din materia primă în distilat. În momentul efectuării redistilă rii, ca ntitatea
de alcol metilic maximă trece direct în “frunți”, în timp ce în borhot, rămâne o cantitate
infimă [4]. Concentraț ia alcoolului metilic scade pe măsura distilă rii: astfel, cea mai mare
concentrație de alcool metilic este obținută în fracția de mijloc. Î n cazul amestecurilor
alcoolice slab e, alcoolul metilic concentreaz ă mai mult fracția cozii, iar în cazul
amestecurilor alcoolice cu o concentrație de alcool ridicată, peste 75% vol. alcoolul metili c
trece în fracția frunț ii. Pentru eliminarea alcoolului metilic astfel acumulat se realizează
operaț ia de demetilare, pentru care sunt proiectate coloane speciale de demeti lare, după o
tehnică precisă.
În aparatele de distilare se creează condiț ii optime pentru obț inerea unor produse de
cea m ai buna calitate – temperaturi înalte, oxigenul dizolvat î n aer ș i catalizatorii
18
intermediari (oxidanți), care influențează cantitatea ș i calitatea fenomenelor de form are a
noilor elemente volatile în cantități mici precum furfurol, esteri, aldehide, care conferă
distilatului caracteristici unice [1 ].
În concluzie, calit atea produsului finit reprezintă suma dintre calitatea materiei
prime, schemele tehnologice aplicate, utilajele folo site, viteza de distilare, dar ș i priceperea
operatorului care efectuează distilarea.
19
Tabelul 1.1. Compoziția compuș ilor la distilare
Nr.
Crt.
Compuș ii
Temperatura de
fierbere, °C
Formula
chimică
Caracteristici
a) Prima fază de distilare – “Fruntea”
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7. Aldehida acetică
Alde hida propilică
Formiatul de etil
Acetatul de etil
Alcool metilic
Aldehida butilică
Esterul acetat de etil 20,8
50,0
54,15
56,6
65,0
75,0
77,05 𝐶2𝐻4O
𝐶3𝐻6O
𝐶3𝐻6𝑂2
𝐶2𝐻6𝑂2
𝐶𝐻4𝑂
𝐶4𝐻8𝑂
𝐶4𝐻8𝑂2 Cu miros neplă cut, produse
de oxidare ale alcoolului
Miros plă cut
Miros plă cut
Miros neplă cut, aspru
–
Miros plă cut
b) A doua fază de distilare – “Mijlocul”
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9. Alcool etilic
Alcool propilic
Apa
Acetalii
Alcool izobutilic
Esterul izobutirat de
etil
Alcool butilic
Acidul acetic
Esterul butirat de etil 78,3
97,7
100,0
102,9
108,4
110,1
117,5
118,1
121,1 𝐶2𝐻6𝑂
𝐶3𝐻8𝑂
𝐻2𝑂
𝐶6𝐻14𝑂
𝐶4𝐻10𝑂
𝐶6𝐻12𝑂2
𝐶4𝐻10𝑂
𝐶2𝐻4𝑂2
𝐶6𝐻12𝑂 Miros specific plă cut
Miros neutru
Miros specific
Miros puternic, gust aspru
Miros plă cut
Miros plă cut
Miros specific
Miros plă cut
c) A treia fază de distilare – “Coada”
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12. Alcool amilic optic
activ
Alcool izoamilic
Esterul izovalerianat
de etil
Esterul acetat
izoamilic
Acidul propionic
Alcool hexilic
Furfural
Acid butiric
Acid izovalerianic
Esterul izovalerianat
izoamilic
Acidul capronic
Acidul enantic 128,0
132,0
134,3
137,6
140,9
157,2
162,0
162,3
177,0
190,0
205,0
223,5 𝐶5𝐻12𝑂
𝐶5𝐻12𝑂
𝐶7𝐻12𝑂
𝐶7𝐻12𝑂2
𝐶3𝐻6𝑂2
𝐶6𝐻14𝑂
𝐶5𝐻4𝑂2
𝐶4𝐻8𝑂2
𝐶5𝐻10𝑂2
𝐶10𝐻20𝑂2
𝐶6𝐻12𝑂2
𝐶7𝐻14𝑂2 Miros asfixia nt
Miros plă cut
Miros plă cut
Se formează la oxidarea
alcoolului propilic
Miros plă cut
Miros de migdale amare
Miros de amăreală ș i unt
Miros dezagreabil
Miros plă cut
Miros plă cut
Miros plă cut
20
Scheme tehnologice și operații pentru obț inerea distilatului
Prima schemă prezentată este cea pentru obținerea distilatului crud ș i anume, prima
distilare. Din figura 1.1 reiese faptul că în urma primei distilări a vinului cu un conținut de
alcool ce variază între 8 -10% alcool, rezultă un distilat crud a cărui concentraț ie alcool ică
este cuprinsă între 27 -33%. În blază, rămâne un reziduu preț ios – borhotul de coniac –
produs ce este utilizat la obținerea să rurilor tartrice. Apele aromate sunt culese la sfârșitul
distilării, atunci când tăria distilatului atinge tă ria de 20% vol și pot fi utilizate, după
păstrare, pentru scăderea gradului de alcool și mă rirea aromei pentru coniacurile comune.
Borhotul de coniac este amestecat cu distilat crud până atinge concentraț ia de 10% vol , se
lasă la macerat într -un vas închis timp de 3 -4 săptămâni, la cald. Mac eratul rezultat este
distilat până la 20% vol alcool, sau mai puțin. În urma distilării se obțin distilatul crud ș i
apele aromate grele, cele din urmă fiind bogate în substanțe plă cut mirositoare pr ecum
alcooli superiori, esteri ș i acizi din borhot [5] .
Vin nou
8-10%
alcool
DistilareApe
aromate
Distilat
crud (27-
33% vol.)Borhot de
coniac
Macerare
Distilare
Distilat
crudApe
aromate
greleDistilat nou
Figura 1.1 Schema tehnologică pentru obț inerea distilatului crud (prima distilare)
21
Figura 1.2 prezintă schema tehnologică pentru obț inerea distilatului rafinat sau a
doua distilare. Din distilatul crud, în urma procesului de distilare rezultă trei fracții:
“fruntea”, “mijlocul” ș i “coada”. “Fruntea”, prima fracție separată, este bogată î n ester i,
aldehide, alcooli superiori și are un gust neplăcut ș i un miros specific de aldehide. Tă ria
alcoolică a acestei frac ții este de 75- 80% vol alcool, este separată în 20- 40 min și
reprezintă 1-2% din volumul distilatului crud. Separarea “mijlocului” începe atunci când
tăria alcoolică scade până la 70- 72% a lcool, iar mirosul de aldehide începe să dispară.
“Mijlocul” are un randament de 33% față de volumul distilatului crud și datorită
abundenței în substanțe aromate, este cel care oferă buchetul coniacului și se pune la
învechire . În momentul în care tă ria distilatului atinge 50% vol alcool, începe separarea
“cozilor”. De obicei, volumul cozilor reprezintă aproximativ 19% față de volumul
distilatului. Atunci când tăria alcoolică a “cozilor” este mai mică de 20% vol., începe colectarea apelor aromate, folosit e pentru cupajarea coniacurilor [4] .
Distilat
brut (27-
33% vol)
DistilareLichid
epuizat
Cozi FrunțiDistilat de
vin – mijloc
62-70% vol.
alcoolCozi
Ape
aromate
Figura 1.2. Schema tehnologică pentru obț inerea distilatului rafinat (a doua
distilare)
Figura 1.3 prezintă schema tehnologică pentru distilarea fracțiilor “frunți” și “cozi”.
Fracțiile numite “frunți” ș i “cozi” sunt privite ca materii prime de calitatea a do ua și sunt
distilate împreună la a treia distilare. În urma distilă rii, doar “mijlocul” este utilizat pe ntru
cupajarea coniacurilor obișnuite, “fruntea” și “coada” fiind dirijate către rectificare, cu
scopul de a obț ine alcoo l rafinat. Dezavantajul distilării împreună a “frunții” ș i a “cozii”
este acela că furfurolul, parte aromată din “coadă”, nu poate trece î n distilatul de “mijloc”,
de aceea, s -a propus distilarea separată a “frunților” și a “cozilor” [5].
22
Frunți + cozi
(22% vol .)
Distilare
Distilat
calitatea
a II-aFracția
finalăFracție
inițială
La rectificare La rectificare
Figura 1.3. Schema tehnologică pentru distilare a fracțiilor “frunți” ș i “cozi”
Figura 1.4 prezintă schema tehnologică de distilare separată a “frunților” și a
“cozilor”. În urma distilării separate a “frunților” și a “cozilor” se obțin condiț ii mai
avantajoase pentru deplasarea furfurolului în distilatul pentru coniac. În urma distilării
“cozilor”, din fracția de “mijloc” se obț ine un distilat de calitatea a doua, iar “frunțile” ș i
“cozile” rezultate sunt dirijate către obținerea alcoolului rafinat. Din distilarea “frunților ”
se obț ine un distilat de calitatea a tre ia, care reprezintă materie primă pentru obținerea
alcoolului rectificat [4,5] .
Distilat
frunți
Distilare
Distilat
calitatea
a II-aFracția
finalăFracție
inițială
La rectificare La rectificare Distilat
cozi
Distilare
Distilat
calitatea
a II-aFracția
finalăFracție
inițială
La rectificare La rectificare
Figura 1.4. Schema tehnologică pentru distilarea separată a “frunților” ș i “cozilor”
Figura 1.5. prezintă schema tehnologică pentru obț inerea distilatului rafinat pentru
vinars prin distilare directă. În cazul distilă rii directe , în care vinul este destinat direct
23
distilării fracționate, procesele celor două distilari fuzionează, într -o instalație cu
funcționare continuă. Î n urma procesului de distilare rezultă următoarele produse: “frunț i”,
“mijloc ”(distilat rectificat), “cozi” ș i borhot. “Coz ile” rezultate pot fi divizate în două
fracții, din cea din urmă fiind extrase apele aromate, iar apele grele aromate sunt extrase
din borhot, după macerare ș i distilare. “Frunțile” și “cozile” sunt distilate separat, pentru
imbunatațir ea distilatelor pentru vinars, dar și pentru identificarea substanțelor stră ine din
“frunți” și “cozi” care marchează alcătuirea buchetului precum și a gustului coniacului [5].
Vin nou
(8-10%
vol.)
DistilareBorhot de
coniacLa utilizare
Macerare Distilat crud
Distilare
Distilat
brutApe
aromate
grele Cozi Ape
aromateCoziDistilat de
mijloc
rectificat (62-
70% vol.)Frunți
Figura 1.5. Schema tehnologică pentru obț inerea distilatului rafinat pentru coniac prin
distilare directă
1.4.1. Tipuri de instalaț ii
În funcție de metoda prin intermediul căreia se obț ine volatilizarea unui amestec de
apă și alcool cu destinația de distilare și în special, în funcție de dirijarea operației de
distilare, se deosebesc două sistem e de distilare: distilarea unică, directă sau conti nuă ș i
distilare a discontinuă sau repetată [5,1] .
Distilarea repetată se poate utiliza atât î n laborator, cât și în industrie și se aplică
lichidelor alcoolice cu vâscozitate mare sau substanț elor sem isolide precum borhot,
tescovină sau fructe. Aceasta constă în alimentarea intermitentă cu produs a instalației de
distilare și separarea ș i extragere a intermitentă a distilatului [1]. În cazul distilă rii
discontinue sunt utilizate instalaț ii simple de tip charentaise [5].
Distilarea unică se aplică î n distila rea sau rectificarea cantitaț ilor mari de lichid e
alcoolice fluide precum vinul [1]. În cazul distilă rii continue vinul este supus direct
distilării fracționate, fenomenele primei și a doua distilări, fiind contopite [4] .
24
Distilarea continuă este realizată prin intemediul ap aratelor complexe de tip
coloană . [5]
Instalații de distilare discontinuă
În cazul distilă rii repetate, aparatele utilizate pot fi reprezentate de cazane simple
încălzite cu foc direct sau cu abur sau distil erii cu blaz e [1]. Principiul de lucru constă în
realizarea î n prima distilare a distilatului crud (fără detașarea fracțiilor), apo i redistilarea
fracționate a acestui distilat (cu divizarea pe fracții : “frunți”, “mijloc” și “cozi”) [5].
O instalație de distilare repetată este formată din cazanul sau cazanele de fierbere
care sunt umplute cu cantități prestabilite de materie primă și care sunt încălzite la
temperatură crescătoare pe tot parcursul operației. Iniț ial, di n amestecul lichid supus
distilării sunt eliberați compuș ii cei mai volatili. Vaporii rezultați sunt condensați prin
răcitor, iar distilatul obținut este colectat. Scopul creș terii continue a temperaturii este acela
de a reuș i separarea diferitelor component e ce au puncte de fierbere diferite. Atunci când s –
a ajuns la evapo rarea unei anumite cantități din materia primă alcoolică , este necesară
oprirea distilării. Prin această manieră, se obțin fracțiuni ce reprezintă diferitele
componente. Când materia primă a fost epuizată, cazanul este descărcat de reziduuri ș i
umplut cu o nouă materie primă, gata pentru distilare. În toate instalațiile de distilare discontinuă, cantitățile de materie primă introduse sunt c ontrolate, iar vaporii deflegmați și
rectificați, rezultâ nd de fiecare d ată cantităț ile impuse din componentul cel mai volat il la
concentrația dorită. Componenții cei mai puț in volat ili sunt tratați ca reziduuri [1].
Instalaț ia de distilare tip CHARENTE provine de la regiunea franceză Charente
în care olandezii au instalat primele cazane de distilare. Treptat, francezii au îmbunătăț it
metoda distilă rii prin aplicarea unei duble distilă ri, proce deu numit distilare Charentaise
[4]. Instalația tip Charente este folosită și în țara noastră pentru obținerea distilatelor de
vin, care prin învechire, se transformă î n vinarsuri fine. Instalația funcționează lent și
fracționat pentru a realiza aroma deo sebită necesară distilatului pentru vinars [1]. Această
instalație este prezentată în figura 1.6 și este alcatuită din: c azanul (A) este confecționat din
cupru și este prevă zut la partea inferioară cu conducta de descă rcare (B), la care este
cone ctat un tu b de nivel (D), o gură de vizitare (C) și domul (G). Î n continuarea domului
este o conductă cu gât de lebădă (H), care este legată de o conducta în spirală care trece
prin interior ul preîncălzitorului. Această conductă, la ieșire este conectată la serpenti nă
interioară (S) a condensatorului (M). Preîncă lzitorul are la partea superioară o conductă
25
(E), care are rolul de a evacua ev entualii vapori alcoolici formați în condensatorul (M ),
permițâ nd astfel, condensare a acestora. La partea inferioară a condensato rului, la ieșire,
acesta este prevăzut cu un clopot de control (P), unde cu ajutorul unui alcoolmet ru, se
poate verifica concentrația alcoolică a distilatului rezultat, precum ș i debitul lui. Vinul
supus distilării este încărcat în preîncalzitor, unde este încalzit și apoi condus în blaz prin
conducta (T) ș i robinetul (R).
Figura 1.6 Instalaț ia de distilare tip CHARENTE
Calitatea ma teriei prime, conducerea corectă a procesului de distilare și instalația
folosită sunt factori decisivi asupra calității pro dusului final, de aceea este importantă
analizarea părților componente ale instalaț iei.
a. Cazanul trebuie să fie confecț ionat din table de cupru deoarece este un bun
conducător de căldură prezintă numeroase avantaje precum rezistența față de
atacurile acizil or din vin și reț inere a prin combinare a unor substanț e
dezagreabile din vaporii degajați prin distilarea vinului, și anume unii compuși
sulfurici, acizi grași sau compuși ale substanțelor grase. Cuprul utilizat pentru
fabricarea cazanelor de distilare trebuie să fie de puritate înaltă pentru evitarea formă rii bul elor de hidrogen care antrenează gusturi dezagregabile. Cazanul
reprezintă elementul principal al instalației ș i trebuie să satisfacă două condiț ii
principale:
– Să permită curațarea completă și ușoară a tuturor părț ilor sale;
– Să asigure o mare regularitate a încălzirii vinului;
26
b. Domul sau capitelul blazului are fie formă de pară si este continuat cu o
conductă în formă de gât de lebădă, fie formă de “cap de maur” co ntinuată cu o
conductă dreaptă ușor înclinată spre serpentina preî ncălzitorului sau a
condens atorului. Cea de -a doua variantă este folosită în cazurile în care vinul
supus distilării are un buchet mai slab ș i se dor ește colectarea esenț elor, acest
tip de dom permițând antrenarea completă a substanț elor ce contribuie direct la
formarea b uchetului la distilare, precum și vinars. În cazul vinurilor supuse
distilării cu arome mai pronunțate, este utilizat domul gâ t de lebădă, acesta
provocând o rectificare parț ială a distilatului. Vaporii și esențele mai puțin
volatile sunt condensate pe per eții superiori ai domului ș i ai gâtului de lebădă
revenind î n cazan.
c. Conducta “gât de lebădă” face legătura dintre capitel ș i intrarea fie în
condensator, fie în preîncălzito r și este caracterizată de un diam etru mare la
legătura cu domul ș i pe parcurs unghiuri câ t mai mici.
d. Preîncălzitorul are rolul de a preîncălzi materia primă înainte de intrarea
acesteia î n blaz cu vaporii alcoolici calzi ce ies din acesta. Conducta “gât de
lebădă” se prelungeș te în interiorul preîncălzitorului cu o conductă ce trece prin
acesta către co ndensator. Conducta este montată în partea inferioară a
preîncălzitorului ș i permite cedarea unei părț i din cantitate a de căldură a
vaporilor alcooli ci calz i înainte de distilare. P entru o recuperare mai eficientă a
căldurii, conducta poate fi montată ș i sub f orma unei spire. Avantajele
preîncălzitorului sunt repreze ntate de economiile de timp, apă ș i combustibil
pentru condensare.
e. Condensatorul are rolul de a condensa vaporii alcoolici calzi proveniți din blaz
prin schimbul de căldură cu apa răcită din acesta. Este format dintr -un cilindru
metalic, umplut cu apă rece, în care se află o serpentină interioară din alamă
prin care circulă vaporii de alcool care condensează. Condiția de bază a
condensatorului este ca suprafața serpentinei să fie suficientă pentru asigurarea condensă rii integrale a vaporilor alcoolici și o temperatură de +15°C a
distilatului la ieș irea sa din condensator.
f. Focarul cazanului de disti lare pe care este montat blazul trebuie așezat astfel
încât să permită încălzirea exclusivă a fundului cazanului. Acest mod de
aranjare permite elimiar ea gustului de ars și de cazan întâ lnit la unele distilate.
27
Alambicul cu pereții ș i fundul dublu este des cris în figura 1.7 după cum urmează:
aburul fierbinte intră în spațiul dintre cei doi pereți din cămașă metalică (2) prin robi netul
de acces al aburului (3) și încălzește uniform blazul (1) fără pericolul de a arde materia
primă care intră în contact direct cu pereț ii cazanului. Pentru evacuarea condensului
format, există un robinet de evacuare a condensului (4). Blazul este prevăzut în partea
inferioară cu o cameră de ev acuare a reziduurilor (7), iar î n partea superioar ă cu o gură de
încărcare (6) prin care este alimentat cu materie primă ș i cu un capac (5). Vaporii fierbinți
ce părăsesc blazul sunt conduși î n condensator (8) de unde sunt transformați în lichid și
colectați în recipientul pentru distilar e (9). Condensat orul este alimentat cu apă rece prin
robinetul (11), iar î n urma schim bului termic cu vaporii fierbinți, apa este încălzită și
evacuată cu ajutorul robinetului (10) [1].
Figura 1.7. Alambicul cu pereții ș i fundul dublu
Aparatele de distilare simple, alambicele, prezintă urmă toarele dezavantaje:
– Un consum de căldură mare pentru distilarea m ateriei prime, ca urmare a
funcționă rii discon tinue a aparatului care are mulți timpi morț i;
– Căldura vaporilor alcoolici fierbinți se pierde prin cedarea căldurii apei de răcire și
evacuată o dată cu acesta;
– Productivitate scăzută ca urmare a duratei mari de distilare și a numeroșilor timpi
morț i;
– Produc distilate cu concentrație alcoolică redusă ;[1]
Ca urmare a dezavantajelor enumerate, aparatele de distilar e disconti nue sunt
folosite la scara mică, acolo unde materia primă alcoolică este în cantitate redusă .
28
Condensatorul sau refrigeratorul are rolul de a condensa vaporii c alzi de alcool ce
ies din blaz și de a răci condensatul până la o temperatură sub 15°C. Se deosebesc mai
multe tipuri de condensatoare:
– Condensatorul cu sepentină reprezentat î n figura 1.8 este format dintr -o manta
cilindrică metalică în interiorul căreia există o serpentină din țeavă de cupru pr in
care circulă vaporii fierbinți de alcool. Vaporii de alcool sunt introduși prin partea
superioară a serpentinei și sunt evacuați prin partea inferioară. Spaț iul interior al
cilindrului metalic este umplut cu apă rece care vine î n contact cu peretele exterior
al serpentinei metalice prin care trec vaporii de alco ol. Deoarece prin schim bul de
căldură, apa rece este încalzită permanent și este înlocuită permanent p rin partea
inferioară a unui curent de apă rece. Apa caldă este evacuată prin partea superioară
a aparatului.
Figura 1.8 – Condensatorul cu sepent ină
– Condensatorul cilindric reprezentat î n figura 1.9 și este alcătuit dintr -o manta
cilindrică exterioară în interiorul căreia se află un cilindru fabricat din cupru, având
pereții ș i fundurile duble. Vaporii alcoolici fierbinți pătrund în spaț iul dintre pereții
fundului superior dublu (1) și coboară prin spaț iul dintre cei doi cilindri, fiind
evacuaț i sub formă lichidă prin (4). În urma schimbului de căldură a vaporilor
fierbinți cu suprafața rece, vaporii condensează și sunt ră ciți în drum spre ieș ire.
Condensatorul este alimentat prin (3) cu apă rece, iar apa caldă este evacuată prin
(2).
29
Figura 1.9 – Condensatorul cilindric
– Condensatorul tubular (figura 1.10) este alcătuit dintr -un recipient cilindric (1) , în
care s unt fixate, la partea inferioară și superioară două plăci tub ulare din bronz (2).
Pe aceste țevi sunt fixate mai multe ț evi din cupr u (3), prin care trece apa de răcire.
La extremitațile cilindrului, între fundul superior și inferior se formează două
camere de apă. Apa rece este introdusă în camera inferioară de und e se distribuie
uniform și trece prin fascicolul de țevi pănă în partea superioară, de unde este evacuată. Vaporii alcoolici calzi intră prin partea superioară a spaț iului cuprins
dintre cele două plăci tubulare și ies sub formă de condensate prin parte a inferioară.
Figura 1.10 – Condensatorul tubular
– Condensatorul combinat este format din două părți: în partea superioară are o secțiune la fel ca un condensator tubular, iar în partea inferioară are o secțiune
construită precum un condensator cu serpentină .
30
În conluzie, î n cazul tuturor condensatoare lor prezentate, vaporii fierbinți intră prin
partea superioară a condensatorului și îl părăresc î n urma schimbului termic cu apa rece,
prin partea inferioară sub formă de lichid.
Apa caldă care părăsește condensatorul, este folosită parțial pentru circuitul de
răcire a deflegmatorului, acolo unde instalația este prevăzută cu deflegmator, iar cealaltă
parte este folosită pentru alimentarea generatorului de abur în cazul instalațiilor cu abur,
acest lucru aducând beneficii economice.
Instalaț ia simplă cu deflegmator– Alambicele prezentate anterior conțin un blaz
de distilare ș i condensator. La acest tip de alam bice, vaporii alcoolici rezultați sunt săraci
în alcool, iar distilatele obținute sunt de calitate inferioară. Pentru a obține disti late de vin
de calitate superioară s -a introdus operaț ia d e deflegmare, care se realizează prin
introducerea în instalaț ie a deflegmatorului. Deflegmatorul e ste un utilaj care se montează
între cazanul de distilare și condensator, avâ nd rolul de a condensa o parte din vaporii
alcoolici cu concentrație mică. Alcoolul având un punct de fie rbere mai scăzut, vaporii mai
săraci în alcool sunt condensați mai uș or, la o temperatură mai joasă , spre deosebire de c ei
care sunt mai bogați î n alcool și care nu sunt condensați în deflegmator și iși continuă
drumul până î n condensator. Lichidul rezultat din deflemator este de numit flegmă și se
întoarce î n cazanul de distilare. P oate fi considerat deflegmator ș i domul ca zanului de
distilare, deoarece, până când acesta atinge o temperatură înaltă, vaporii care ajung în dom,
condensează și se întorc î n blaz.
Alambic cu capac deflegmator ș i taler de deflegmare (figura 1.11) Aparatul este
format din blazul de distilar e (1), cu capacul (2), gura de încărcare (3), gura de descărca re
(8), montate pe focarul (9) î n care este ars combustibilul. Specific acestui aparat este
sistemul de deflegmare care este format din capacul cazanului (2). Acesta acoperă și închide cazanul așezat î ntr-un canal dublu circular (5) și (6), conținând apă, adică este unit
cu cazanul de distilare printr -o articulație dublă hidraulică . Capacul circular are la
extremitate două sectoare circulare a ș i b, din care cel interior, b este mai scurt. Acest e
două s ectoare circulare sunt așezate în canalel e (5) și (6), conț inând apă și fiind delimitate
prin segmentele c și d. Capacul (2) are fixată sub acesta o diafragmă (4), care forț ează
vapor ii alcoolici ce vin din cazan să realizeze un drum mai lung î n contact cu capacul a
cărui suprafaț ă exterioară este racită de un curent de apă și să se condenseze parțial,
cauzând î n acest fel deflegmarea. Capacul (2) este legat de blaz printr -o articulație
hidraulică formată din dopuri hidraulice. Dopul hidraulic intern asigu ră emert icitatea, iar
31
cel extern asigură colectarea apei de racire ce se sc urge pe suprafața exterioară a capacului,
apă ce vine prin conductă (7).
Dopul hidraulic are rolul de a evita pierdere a lichidului alcoolic ce rezultă din
condensarea parț ială a vaporilor ca urmare a deflegmării. Un avantaj al acestui dop
hidraulic este a cela că permite montarea capacului pe cazan prin simpla suprapunere, fără a
mai fi necesară folosirea unor garnituri. Un alt avant aj este reprezentat de faptul că î n cazul
unei suprapresiuni , capacul se ridică și avertizează lucrătorul. Pe partea exterioară, capacul
este răci t de un curent slab de apă caldă, la o temperatură optimă deflegmării, ceea ce
conduce la o condensare parț ială a vaporiilor săraci î n alcool, î n timp c e cei bogați trec în
conducta de vapori ( 10). Vaporii alcoolici deflegmați respectă apoi calea obi șnuită î n
condensat orul (14), unde sunt transformați î n distilat.
Figura 1.11 Alambic cu capac deflegmator ș i taler de deflegmare
Alambicul cu capac deflegmator ș i taler de def legmare se obț ine ca cel descri s
anterior, însă i se adaugă ș i un taler de deflegmare (11). În acest caz, vaporii din conductă
(10) care au suferit în prealabil o primă deflegmare în contact cu capacul (2), trec î n talerul
de defleg mare (11) unde întâlnesc o cupă metalică (12), cu o suprafață mare de contact.
Această cupă forțează vaporii să urmeze drumul indicat de săgeți, condensâ ndu-i în parte
în contact cu calota superioară a talerului de deflegmare, răcit la suprafață cu un curent de
apă caldă provenit din partea superioară a conden satorului prin conductă (13). În acest fel
se realizează o dublă deflegmare a vaporilor alcoolici, iar vaporii mai bogați în alcool, spre
32
deosebir e de cazul unei singure deflegmări, trec î n condensa tor și ofer ă un distilat de vin
mai bogat în alcool.
Alte tipuri de deflegmatoare:
– Deflegmatorul cu serpentină este asemănăt or condensatorului cu serpentină prin
faptul că este format dintr -un cilindru metalic în interiorul căruia se află o
serpentină prin care circulă vaporii fierbinț i de alcool. Deosebir ea deflegmatorului
cu serpentină de condensator este dată de temperatura apei d e racire, care este mai
ridicată decât î n cazul condensatorului. Apa de ră cire a d eflegmatorului este
reprezentată de apa î ncălzită rezultată din condensator.
– Deflegmatorul tubular (figura 1.12) est e format dintr -un cilindru metalic (1), în
care sunt montate două plăci tubulare (2) legate între ele prin țevi metalice (3). Apa
de răcire intră în camera inferioară (4) a deflegma torului, trece prin țevile de
legătură, până la partea superioară de răcire (5), de unde este evacuată. Spaț iul din
partea cen trală a deflegmatorului cuprins între plăcile tubulare și între țevi
formează camera vaporilor prin care trec vaporii alcoolici ce trebuie deflegmaț i. La
ambele tipuri de d eflegmatoare, vaporii alcoolici intră prin partea inferioară și ies
deflegmaț i prin partea superioar ă. Flegma este continuu evacuată printr -o conductă
în formă de “U” î n blazul de distilare.
Figura 1.12 Deflegmatorul tubular
– Deflegmatorul combinat (figura 1.13) este format din două compartimente. Primul
compartiment (1), cel superior, este identic cu cel al deflegmatorului tubular, ia r cel
inferior (2) este montat în același cilindru metalic și cuprinde două talere de
deflegmare. Cele două compartimente sunt desparț ite printr -un fund orb (3),
comnicarea dintre ele realizâ ndu-se prin conductele (4) și (5), prin care circulă
vaporii și flegmele. După deflegmarea suferită în cele două talere, vaporii alcool ici
33
trec prin conducta (4) î n compartimentul superior tubular în care suferă o
deflegmare suplimentară, după care pără sesc defl egmatorul prin partea superioară
continuându- și drumul spre condensator.
Figura 1.13 Deflegmatorul combinat
Alambicul cu capac deflegmator și preîncă lzitor Deroy (figura 1.14 ) este format
dintr -un blaz asemănător celor descris e anterior și dintr -un preîncălzitor care are rolul de a
preîncălzi materia primă înainte de intrarea acesteia î n blaz cu vaporii alcoolici calzi ce ies
din acesta.
Figura 1.14 Alambic cu capac deflegmator ș i preîncă lzitor
Vaporii alcoolici din blaz sunt supusi unei operații de deflegmare î n capacul (C),
apoi trec prin serpentina (L) a preîncălzitorului (I), unde cedează o parte din căldura lor
materiei prime care va fi supusă distilării. Apoi vaporii sunt conduș i prin serpentina (N) a
condensatorului (O), transformați în distilat, și evacuați prin robinetul și conducta ( U).
Materia primă ce poate fi î ncărcată în preîncălz itorul (I) poate fi reprezentată de: vin,
34
drojdie de vin fluidă și alte lichide alcoolice. Încă rcarea cazanului pentru distilare se face
prin conducta (G).
INSTALAȚII PERFECȚIONATE DE DISTILARE DISCONTINUĂ
Instalaț iile descrise anterior au randamente de funcționare destul de scă zute, de
aceea, au aparut instalațiile perfecționate de distilare discontinuă sau distileriile, instalații
cu randamente de funcționare ridicate care folosesc pentru încălzire, abur provenit de la un
gene rator anexat instalaț iei.
Instalația de distilare cu două blaze prezentată în figura 1.15 este alcătuita din:
două blaze de distilare (1) și (2), deflegmatorul (8) prevă zut cu un robine t de acces al apei
calde (11), condensatorul (12), prevă zut cu robinet ul de intrare al apei reci (9) și robinetul
de ieș ire al apei calde din condensator (10), clopotul de control (13) pentru urmărirea
concentrației alcoolice a distilatului ș i aparatul de control volumetric al distilatului (14).
Flegmele care rezultă din def legmator se scurg în blaze prin robinetele ș i conductele cu
dop hidraulic (7), distilâ ndu-se din nou c u materie primă . Fiecare cazan d e distilare este
dotat cu o gură de încă rcare (3), un capac de control (16) situate în partea laterală a
blazului, un ventil de sigurață în caz de suprapresiune și unul pentru vid ș i de asemene a, un
dom unde sunt adunați vaporii alcoolici. În momentul pornirii instalației primul pas este încărcarea cazanel or de distilare cu materie primă ș i pornirea genera torului de aburi , care
generează abur prin conducta (5) în barbotorul blazei, apoi conduș i în blaz. Vaporii
fierbinți din blaz se acumulează în dom apoi sunt conduși că tre deflegmator (8) prin
conducta (6) . Vaporii alcoolici deflegmați sunt conduși în condensatorul (12), iar după
condensarea lor, la clopotul de c ontrol (13) unde este verificată concentrația alcoolică a
distilatului rezultat.
Figura 1.15 Instalația de distilare cu două blaze
35
Concentraț ia medie a distilatului trebuie să fie situată între 3 0-35% vol alcool, iar
concentraț ia distilatului din clopotul de control nu va coborî sub 25%. În momentul în care
concentraț ia atinge 25%, este oprită barbotarea aburului în blazul (1) prin î nchiderea
robinetului de acces (15) corespunzator acestui blaz, vaporii alc oolici din blazul (1) fiind
dirijati către blazul (2) care a fost încărcat în pre alabil cu materie primă. Apoi este repornit
aburul î n babotorul blazului (1) , procesul de distilare continuând. Î n acest mod, extragerea
alcoolului din materia primă din blază (1) continuă și vaporii alcoolici rezultați intră în
interiorul blazei (2), î ncălzind materia primă. Vaporii alcoolici din blază (2) se acumulează
în domul blazei, iar apoi cu ajutorul robinetului de acces (15), corespunz ator acestei blaze,
sunt dirijați către deflegmator, condensator, clopot de control, aparat de control (14). Î n 25
de minute, materia primă din blază (1) este complet epuizată î n alcool , iar robi netul de abur
al blazei (1) se înch ide, izolând blaza (2) și permiț ând selectiv intrarea aburul ui exclusiv în
această blază, continuându- se distilarea. Borhotul rămas în blază (1) care este complet
epuizat î n alcool este evacuat prin gura de golire (4) a blazei, după care este reîncărcată cu
materie primă. Câ nd distilatul rezultat din blazul (2) ati nge concentraț ia de 25%, este reluat
circuitul de oprire al aburului descris anterior.
Principalul avantaj este reprezentat de faptul că aburul cedează în întregime
cantitatea de căldură materiei prime, ceea ce conduce la o creștere rapidă a temperaturii
acesteia, aducând- o rapid la punctul de fierbere. Acest lucru înjumătă țește timpul de
distilare, instalația de distila re cu două blaze fiind preferată alambicelor cu foc direct.
Instalaț ia de distilare cu blaze suprapuse ( figura 1.16) este un alt tip de instalație
de distilare discontinuă și folosește blaze suprapuse, formâ nd un singur aparat de distilare.
Aparatul este alcătuit din blaza inferioară (1) legată prin conductă (2) de blaza superioară
(3) și este alimentat cu materie primă prin conducta (9). Preîncălzitorul (4) ș i deflegmatorul
(5), format din două talere de deflegmare, se află în partea superioară a aparatului. În
momentul începerii funcționarii aparatului, cele două blaze sunt umplute 60% din
capacitate cu materie primă.
Aburul (8) este introdus î n mod direct prin barbotorul (6) în materia primă din blaza
inferioară. Vaporii de alcool formați în blazul inferior urcă prin conductă (2) și barbotează
în materia primă din blaza superioară (3) pe la marginea clopotului, până când aceștia ating
temperatura optimă pentru degaj area vaporilor. Vaporii rezultați în blază (3) urcă prin
conductă (7) și încălzesc materia primă din preîncălzitorul (4), în această manieră vaporii
se concentrează, iar materi a primă este preîncălzită.
36
Figura 1.16 Instalaț ia de distilare cu blaze suprapuse
Vaporii de alcool trec î n deflegmatorul (5), unde se concentrează și mai mult în
alcool, apoi sunt conduși î n condensator, transformâ ndu-se în distilat. În momentul în c are
distilatul atinge concentrația alcoolică de 25 -30% vol alcool, alimentarea cu abur este
oprită . Blazul inferior este golit, deoarece mater ia primă conținută de acesta nu mai co nține
alcool, ș i este umplut cu materia primă parțial epuizată din blazul super ior. Blazul superior
este umplut cu materia primă preîncălzită, iar ciclul se repetă.
INSTALAȚII DE DISTILARE CONTINUĂ
Instalaț iile de distilare cu blaze produc distilate din vin mai concentrate decât cele
cu alambicuri simple, însă prezintă ș i unele dez avantaje precum: variația concentraț iei
distilatului pe parcursul procesului de distilare și funcționarea discontinuă din cauza
necesităț ii încărcării și descărcării blazelor. Principiul după care se ghidează instalaț iile de
distilare cu blaze poate fi uti lizat la construirea u nui aparat de distilare cu funcționare
continuă. La baza instalațiilor de distilare continuă stă instalația cu blaze suprapuse
descrisă anterior. Dacă cele două blaze suprapuse sunt î nlocuite cu un numă r mai mare de
compartimente mai mici suprapuse și despărțite între ele p rin talere special construite,
îmbinate într -un singur aparat, rezultă coloana de distilare.
Coloana clasică de distilare prezentată î n figura 1.17 este cea mai simplă coloană
de concentrație joasă și este alcătuită din două utilaje: coloana propriu -zisă ș i
condensatorul. Partea inferioară a coloanei reprezintă blaza (1), partea mediană a coloanei
(2) reprezintă coloana propriu- zisă de co ncentrare, iar partea superioară (3) are rolul de
deflegmator. O conductă realizează comunicarea coloanei cu condensat orul (4). Coloana
37
este alcatuită din mai multe compartimente, de obicei 10- 14 la numă r, prevă zute cu câte
două talere de fierbere ș i de distilare.
Figur a 1.17 Coloana clasică de distilare
În figura 1.18 sunt prezentate detaliile fiecărui component și a celor două talere,
precum și modul de funcț ionare al acestora.
Figura 1.18 Descrierea detaliată a compartimentelor celor două talere
Vaporii fierbinț i din blaz sau din compartimentul inferior pentru a putea urca î n
compartimentul superior trec prin canalele (2) în cl opotul metalic (3) și barbotează lichidul
care înconjoară clopotul. Pentru menț inerea unui anumit nivel al lichidului pe taler sunt
tuburi le de nivel (1), numite și tuburi de că dere. Este necesar ca înălțimea canalelor (2 ) să
fie mai mare decat cea a părții superioare a tuburilor de cădere (1) pentru ca lichidul să nu
se scurgă prin canale. Coloana este parcursă de jos î n sus de vaporii alcoolici care se
38
îmbogoțesc în concentr ație alcoolică pe masură ce urcă în coloană și de un curent de
materie primă care coboară și a cărei concentrație este redusă pe masură ce se apropie de
blaz. Astfel, î n partea inferioară a coloanei se află materia primă epuizată în alcool, în timp
ce în partea superioară a acesteia se află vaporii alcoolici care trec î n deflegmator, unde
sunt conc entrați prin condensare parțială, iar flegma formată se scurge din compart iment în
compartiment, pe aceea și cale precum materia primă, ajungând împreună cu aceasta
epuizată în alcool în partea inferioară a coloanei. Vaporii alcoolici deflegmați și
concentrați sunt conduși î n condensator unde sunt transformați î n distilat.
Se deduce faptul că fiecare taler funcționează precum un schimbător de căldură în
care vaporii fierbinț i care provi n de la talerul inferior cedează din că ldura lor talerului
superior. Astfel, prin fie bere, componentele volatile urcă spre talerul imediat superio r, iar
cele grele, respectiv cele cu un punct de fierbere mai ridicat rămân în acest compartiment,
de unde, î n momentul atingerii nivelului tubului de preaplin, se scurg î n nivelul inferior.
Vaporii alcoolici se concentrează î n alcool etilic, prin fierbere, pe fiecare taler pe măsură
ce urcă în coloană .
În figura 1.19 este reprezentat un alt mod de compartimentare al coloanei,
conținând un singur taler, numit ș i taler cu linie de fierbere simplă .
Figura 1.19 T aler cu linie de fierbere simplă
Coloana (1) este alcătuită din talere (2) realizate din tablă de cupru suficient de
groasă pentru a nu se deforma sub greutatea mat eriei prime. Principiul de funcționare al
talerelor cu fierbere simplă este identic cu cel prezentat anterior: vaporii alcoolici urcă din
compartiment (5) în compartiment, barbotează lichidul din ju rul clopotului metalic (3),
urmând ca prin fierbere să urce doar substanț ele volatile, iar cele cu un pun ct de fierbere
mai ridicat sa rămână pe taler de unde, î n momentul atingerii nivelului tubului de preaplin
(4), se scurg pe talerul inferior [1] .
39
Coloana cu talere perforate reprezintă un tip de coloană a cărei compartimente
sunt s eparate prin talere drepte prevăzute cu numeroase orificii a căror diametru este
cuprins între 4- 5 mm ș i prin care trec vaporii alcoolic i care parcurg coloana [1] . Acest tip
de umplutură al coloanei se folosește pentru sistemele care nu conț in particule solide. Î n
figura 1.20 sunt exemplificate cele mai simple talere perforate, cu orificii de trecere de
forma circular ă și dreptunghiulară [ 9].
Randamentul coloanei cu talere este super ior celei cu clopote, deoarece î n cazul
coloanei cu talere se realizează un amestec aproape perfect între lichidul alcoolic ș i vaporii
alcoolici, ca urmare a faptului că întreaga suprafață a talerului permite sc himbul de căldură
între lichid ș i vaporii alcoolici. Un alt avantaj al coloanei cu talere perforate este oferit de
costul mai redus al acesteia, față de celelalte tipuri de coloane [1] .
Figura 1.20 Talere cu orificii de trecere a. circulare, b. dreptunghiulare
Coloana cu funcționare continuă pentru obț inerea distilatului pentru vinars
Coloana (figura 1.21) este alcătuită din: schimbător de căldură (1), rezer vorul
termoizolator (2), schimbătorul de căldură combinat (3), blază (4), bac pentr u fierbere
suplimentară (5), coloană de epurare (7), coloană de epuizare (8), deflegmator pe ntru
“frunț i” (9), condensator (10), colectoare de distilat (11), deflegmator (12), condensator
(13) ș i pompe (15), (16).
40
Figura 1.21 Coloana cu funcț ionare conti nuă pentru obț inerea distilatului pentru vinars
Vinul este debitat cu a jutorul pompei (15) prin schimbătorul de căldură (1), care are
rolul de preîncă lzitor , în unul din rezer voarele termoizolante (2), loc în care vinul este
păstrat timp de 22 -24 de ore la o temperatură de 80 -85°C. Apoi, vinul încă lzit este d ebitat
cu ajutorul pompei (16) în schimbătorul de căldură (3) în care vinul se încălzeș te
suplimentar cu energia caloric ă a borhotului care iese din blaza de f ierbere (4) și cu abur
indirect până la 90°C . Vinul încălzit este debitat în coloana de epurare (7), car e are rolul de
separare a “frunților” ș i de concentrare a mat eriei prime. Vaporii de alcool ș i amestecurile
volatile din coloana de epurare (7) urcă î n deflegmatorul (9), unde concentraț ia lor
alcoolică crește, iar apoi sunt trecuți î n condensatorul (10) , transformați în distilat sub
formă de “frunți” cu o tărie alcoolică de 90- 92% vol. alcool, deținând o concentrație
ridicată de aldehidă acetică, etilcă, ș i alcool i superiori, prin aparatul de mă sură și control
către colect orul de distilat (11). Vinul rămas în urma eliberării frunților din coloana de
epurare (7) pătrunde în bacul de fie rbere suplimentară (5), apoi curge pe talerul superior de
alimentare a coloanei de epuizare (8).
Din blaza de borhot (4) rezultă vapori de alcool care urcă din taler în taler și
pătrund î n deflegmatorul (12) , unde se concentrează în alcool până la 68 -70% vol. alcool,
iar apoi sunt dirijați în condensa torul (13) unde sunt transformați în distilat, debitaț i prin
aparatul de măsurare și control către colectorul de distilat (14). Flegma ș i vinul epuizat se
scurg prin talerele coloanei (8) î n blaza pentr u borhot (4). Borhotul epuizat î n alcool este
41
dirijat prin regulatorul de borhot (6) în schimbă torul de caldura combinat (3), unde cedează
căldură unei noi serii de materie primă gata de distilat [5].
Distilare a vinului mai poate fi realizată și prin alte metode f ață de cele descrise
anterior precum:
– Distilarea cu vapori;
– Distilarea sub vacuum;
Distilarea sub vacuum sau î n vid a re dezavantajul că reduce substanț ial raportul de
substanțe aromate în distilat, iar distilatele obținute prin această metodă au un buchet slab.
APARATE DE CONTROL
În instalațiile cu funcționare continuă , condensatul rezultat din condensator care se
scurge din clopotul de control este î nregistrat automat de aparate particulare, denumite
aparate de control care sunt montate între clopotul de control ș i vasul colector.
a. Aparatul de control volumetric oferă informaț ii exclusive asupra volumului de
lichid care trece prin acesta, fără a da informații asupra concentraț iei alcoolului.
b. Aparatul de control alcoolmetric este un aparat care are o dublă funcție: de
înregistrare a volumului de alcool care trece prin acesta, dar și cel de măsurare a
concentraț iei alcoolice.
1.5. Î nvechirea
Distilatele din vin obținute prin distilarea la tării corespunza toare pentru fiecare
sortiment în parte posedă o culoare deschi să, sunt limpezi, nu au miros, însă au un gust și
miros arzător. Scopul învechirii este acela de a îmbunătăț ii calitatea produselor prin
potenț area caracteristicilor de gust, aromă, buchet și culoare [1] .
Înainte d e a fi supus e învechirii, distilatele crud e sunt exam inate din punct de
vedere analitic, egalizate, degustate și clasificate. Î n tabelul 1.2 sunt prezentate
caracteristicile chi mice necesare ale distilatelor înainte de învechire [4] .
Urmă torul pas după examenul analitic este cel de e galizare a distilatelor. Această
etapă are rolul de egalizare a tă riei alcool ice a distilatelor cu concentrație etilică diferită. În
unele cazuri, producătorii realizează egalizarea distilatelor în vederea învechirii cu apă
distilată sau aromată .
Ultima etapă în vederea pregătirii distilatului pentru învechire este reprezentat de
degustarea ș i clasificarea distilatelor. După etapa de egalizare, distilatele sunt analizate
organoleptic și sunt clasificate în funcție de calitățile senzoriale î n: distilate superioare,
mijlocii și de consum curent [5] .
42
Tabelul 1.2 Compoziția chimică a distilatelor supuse distilă rii[5]
Nr. Crt. Compus chimic Concentraț ie
1. Alcool etilic 62-75% vol.
2. Alcool metilic Până la 0,25%
3. Alcooli superiori 150-450 mg/100 ml alcool absolut
4. Esteri compusi Până la 250 mg/100 ml alcool absolut
5. Aldehide Max. 50 mg/100 ml alcool absolut
6. Furfurol Max. 2 mg/100 ml alcool absolut
7. Bioxid de sulf Max. 10 mg/l
8. Fier Max. 1 mg/l
9. Cupru Max. 3 mg/l
10. Staniu Max. 5 mg/l
1.5.1. Factorii care determină compoziția chimică și însuș irile senzoriale ale
distilatelor din vin
Principalii factori c are contribuie la î nvechirea disti latului din vin sunt reprezentaț i
de: localul de învechire, vasele de învechire și î ngrijirile ulterioare.
Localul de î nvechire este un factor important asupra perioadei de învechire a
distilatului, dar și a calității finale ale ac estuia. Distilatele din vin se învechesc la parter sau
semiparter în care sunt asigurate con dițiile optime: temperatura de 15 -20°C și umiditatea
relativă a aerului cuprinsă între 75 -92%. Menț inerea distilatului la o temperatură mai
scăzută ș i la o umiditate mai ridicată , întârzie învechirea și formarea calităț ilor gustative.
Conservarea la o temp eratură ridicată și o umiditate scăzută a aerului, accelerează
învechirea, însă creș te pierderi le prin evaporarea alcoolului. În practică , distilatele sunt
depozitate în vase de stejar, în magazii unde condiț iile sunt as emănătoare cu cele din
atmosferă: cald și uscat vara, ger și umiditate iarna [4] .
Vasele de învechire sunt confecț ionate din lemn de stejar de esență puțin poroasă
(Querqus pedunculata sau Quercus sesiliflora ), de calitate, fără noduri și de preferință de
la mijlocul tulpinii. Vâ rsta lemnului trebu ie să fie de peste 50 de ani [1].
Butoaiele de stejar pentru î nvechire constituie un rol cu o deosebită importanță
asupra produsului final deoarece din acesta se extrag substanțele necesare î nvechirii. De
asemnea, lemnul de stejar creează co ndițiile chimice ș i fizice necesare, prin intermediul
43
căror a se petrec numeroase transformări care intervin între distilat ș i lemn. Componentele
principale ale lemnului sunt: celuloza – în cea mai mare cantitate, până la 50% din
greutatea l emnului uscat, hemiceluloza – până la 30%, l ignina – până la 20% și substanț ele
taninoase – până la 10%. În plus, în lemn sunt prezenți o serie de compuș i anorganici care
au rolul de catalizator în transformările chimice ulterioare [1].
– Hemicelulozele reprezintă un complex de hidrați de carbon polimerizați cu 5 ș i 6
atomi de carbon (pentozane ș i hexozane). În urma hidrolizării pentozanelor rezultă
xiloza și arabinoza, iar din hex ozane rezultă galactoza, manoza, fructoza ș i glucoza.
Fenomenul de hidroliză este activat de prezența acidităț ii din distilat, iar cu cât
acesta este păstrat un timp mai îndelungat l a învechire, cu atât acesta se
îmbogățeș te în monozaharide provenite din hi droliza hemicelulozelor, care îi
conferă distilatului un gust de dulceață și catifelare . În plus, din p entozanele
hemicelulozei rezultă furfurolul, care participă la formarea buchetului.
– Lignina reprezintă un compus complex format din hidrații de carbon ș i sub stanț ele
aromatice, legate chimic î ntre ele. Aproximat iv 50% din cantitatea de lign ină
conținută este în ț esuturile intracelulare a lemnului și este ușor extra ctivă în
distilare, având mare î nsemnă tate spr e deosebire de restul de lignină legată direct
de celuloză, care este greu extractivă. În prezența alcoolului etilic ș i a acizilor,
lignina se oxidează ușor către fermentul peroxidazic sau de către catalizatorii
anorganici producând aldehide aromate sau vanilina. Aceste substanțe posedă
proprietăț i aromatizante și conferă produsului finit arome desăvârș ite.
– Celuloza este principalul com ponent al membranelor celulare și formează scheletul
trunchiului. Aceasta reprezintă 23 -50% din substanța uscată , iar din punct de
vedere chimic este o polizaharidă, cu struc tură amorfă, insolubilă în apă sau alcool
și solubilă în soluție amoniacală de hidr oxid cupric. Celuloza nu intervine din punct
de vedere chimic î n transf ormă rile suferite de distilate în timpul învechirii.
– Substanț ele taninoase fac parte din complexul de substanțe tanoide care se găsesc
în celulele parenchimatice, în razele medulare și în spaț iile intercelulare ale
lemnului de st ejar. Taninul pur este solubil în apă și alcool și are un gust amar și
astringent. Extracția taninului este facilitată de distila tele cu un conținut de alcool
cu 50- 70% vol. și se realizează mai repede î n vase noi spre deosebire de cele vechi
care au mai puțin tanin. De aceea, la î nvec hirea distilatelor se utilizează vase mai
vechi sau vase în care au fost păstrate î n prealabil ape alcoolizate 1 -2 ani, pentru
îndepă rtarea taninurilor.
44
– Substanțele rășinoase și alte substanț e se găsesc în lemnul de stejar în proporție de
0,3-0,6% și cedează o parte din aroma lor proprie distilatului.
– Substanț ele minerale aflate în compoziția lemnului d e stejar contribuie la
îmbogățirea distilatului în potasiu, calciu și mangan [7] .
Îngrijirile ulterioare constau în completarea plinului până la volumul respectiv –
vara de două ori pe lună și iarna o dată pe lună – cu distilat de aceeași calitate. Alte î ngrijiri
constau în verificarea generală a distilatelor o dată pe an ș i efectuarea u nor analize chimice
precum: determinarea concentrației de alcool, acidității titrabile, pH -ul, substanț elor
colorante ș i culorii. De asemenea, sunt efectuate analize organoleptice și în funcție de
rezultatele obț inute , distilatele sunt clasific ate în: vinarsuri de marcă , bune și curente [5] .
În figura 1.22 este prezentată schema transformărilor s uferite de principalii
componenț i ai lemnului de stejar pe parcursul î nvechirii distilatului de vin.
Lignina
Produse nevolatileDegradare
oxidativă Etanoliză Cele mai simple
combinații aromatice de
tipul vanilinei
Condensare Produse insolubile in
distilatul din vin care se
depunI.
II. TaninurileExtragerea +
oxidareaProduse
solubile in
distilatul din
vinOxidareProduse
insolubile in
distilatul din vin
care se depun
III. HemicelulozeleHidrolizăDextrine Monizaharide
Deshidratare
Aldehide de
tipul
furfuroluluiHidroliză
Figura 1.22 Schema transformăr ilor s uferite de principalii componenț i ai lemnului
de stejar pe parcursul învechirii distilatului de vin. [7]
În concluzie, substanț ele prezentate mai sus, extrase din lemnul de s tejar și în
contact cu alcoolul și acizii din distilate precum și cu oxigenul din aer formează o gamă
complexă a nuanțelor aromatice ș i gusta tive prin intermediul transformă rilor fizico –
chimice care se desfășoară lent.
45
1.5.2. Învechirea clasică a distilatelor din vin
Pentru realizarea băuturilor de tip vinars, distilatele crude de vin sunt supuse
procesului de învechire, timp îndelungat, î n butoaie de stejar, unde au loc transformă ri
chimice, fizice și biochimice [7]. Scopul învechirii este acela de a obț ine produse de
calitate superioară cu gust, buchet și aromă desăvârșite. În vechirea clasică a distilatelor din
vin este o îndemânare tradițională, lentă și delicată, la baza căreia stă abilitatea ș i practica
oenologul ui. Pe parcursul procesului de î nvechire, unele din substanțele existente în acesta
se concentrează, în timp ce al tele se formează, ambele tipuri de transformări având rol
decisiv asupra calității produsului final. În tabelul 1.3 este prezentată o comparaț ie între
însuș irile chimice ale unui distilat nou spre deosebire de un distilat î nvechit .
Tabelul 1.3. Compoziția unui distilat nou în comparație cu a unui distilat învechit 25 de
ani [7]
Componentul
În distilate noi de vin de 68%
vol. alcool (mg/l)
În distilate vechi de vin de 50%
vol. alcool (mg/l)
Alcooli:
Propilic 356 40
Butilic – 218,6
Izoamilic 146 283,8
Hexilic – 0,60
Heptilic – 0,45
Aldehida acetică 7,50 9,00
Ester acetic 4,50 35,00
Acizi:
Acetic – 51,00
Propionic – 21,00
Butilic 10 81,01
Oenantic – 4,0
1.5.3. Transformă ri chimice prod use în distilate în timpul învechirii
Transformarile chimice care au loc în distilat în timpul învechirii se datorează
acțiunii oxigenului asupra substanț elor di n lemnul de stejar extrase de către alcool î n
46
timpul perioadei de î nvechire. Prin intermediul porilor lemn ului de stejar are loc dial iza și
osmoza substanț elor distilatulu i pe de o parte, iar pe cealaltă parte a substanț elor din
atmosfera ambiantă. Oxigenul reprezintă elementul cheie a transformărilor chimice din
timpul învechirii, iar pătrunderea și dizolvarea sa î n dist ilate se poate realiza prin
urmă toarele căi: prin porii doagelor (în cantitatea cea mai mică), prin vrana vaselor ș i prin
manipulari transvasare [1] . Îmbogăț irea distila tului în oxigen este considerată o primă
etapă î n procesele de oxidare. Oxigenul participă la oxidarea unor compuș i ai ligninei, prin
formarea aldehidelor aromate simple de tipul vanilinei. De asemenea, oxigenu l contibuie la
oxidarea substanț elor tanice, reacț ie care conduce la îmbunătățirea gustativă a distilatelor.
Oxigenul nu acț ionează singur direct, c i prin int ermediul peroxidului, care se găsește în
distilate la învechire, în butoaie, de la 0,8 pana la 4 mg/l. După o perioadă mai îndelungată
de învechire se observă o îmbogățire a distilatului în peroxizi, această transformare
reprezentând momentul tre cerii la cea dea II -a etapă a învechirii. Ultima etapă a învechirii
este marcată de pierderea de o xigen activ a peroxizilor, oxidând componenții lemnului și
distilatului [5].
Din cercetă rile efectuate se deduce faptul că în perioada de învechire extractul se
măreș te, de asemenea mărindu -se și aciditatea titrabilă care se produce î n detrimentu l
acidității volatile. În urma procesului de învechire, conținutul în vanilină și substanțe
taninoase crește cantitativ î n primii 20 de ani, ulterior începând să scadă . Concentrația de
polifenoli rămâne constantă pe întreaga perioadă de învechire [1].
Principalele reacții chimice care au loc în timpul învechirii pot fi divizate în două categorii:
– Reacții de hidroliză , care influențează însuș irile gustative ale vinarsulu i;
– Reacț ii de oxidare , care influențează parfumul vinarsului.
Principalii compuși prezenți în dis tilatele de vin pot fi împărțiți în două grupe în
funcț ie de proveniența lor: substanț e volatile – provenite din vin, prin distilare, și pe
parcursul învechiri i distilatului și substanțe nevolatile – care provin din lemnul de stejar și
care formează extractul sec al distilatului [7].
Substanț ele volatile sunt reprezentate de: alcooli, acizi esteri, aldehide și acetaț i, iar
asupra lor în perioada de învechire acționează următo rii factori: evaporarea substanțelor
volatile ală turi de alcoolul etilic, a alc oolilor superiori care determină concentrarea
alcoolului etilic și a apei, reacțiile chimice produse între diferțti componenți ( în special
oxidarea). La început ul perioadei de î nvechire , formarea noilor acizi volatili creș te, iar apoi
scade, deoarece acizii volatili formați participă la procesele chimice care au loc î n distilat.
47
Deși substanțele volatile participă la formarea buchetului, acestea sunt dependente d e
substanț ele extrase din lemnul de stejar.
Substanț ele nevolatile su nt reprez entate de: acizii uronici extraș i din l emnul de
stejar, acidul lactic și substanțele taninoase [1].
De asemnea, î n timpul procesului de î nvechire se produce 𝐶𝑂2, cantitatea ac estuia
fiind dependent ă de concentrația de alcool ș i de temperatura mediulu i. Formarea acestuia
este legată și de absorbț ia ox igenului din aer. Asupra cantităț ii de 𝐶𝑂2 degajat, dar și a
cantităț ii de oxigen absorbit a re influență proporția de extract sec [7].
Capacitatea vaselor și timpul de î nvechire marchează schimbarea pH -ului, astfel că
în primul an de î nvechire pH -ul scade destul de mult, iar mai târziu scade lent de la 5 la 4.
În vasele de î nvechir e mari, schimbarea pH -ului și a acidității se rea lizează mai lent, acest
lucru datorâ ndu-se suprafeț ei mai mici de contact. Vasele mai mici au o suprafață mai
mare de contact a distilatului cu lemn ul de stejar, acest fapt conducând la o extracție
intensivă a substanțelor din lemn care au însușiri acide ș i se pr oduc evaporari mai mari
care grăbesc oxidarea alcoolului etilic in acid acetic, favorizând și o concentrație mai mare
a acidității totale [1].
1.5.4. Transformări fizice produse în distilate în timpul î nvechirii
În timpul unei î nvechi ri mai îndelungate a distilatelor de vin se produc și
transformări fizice precum: micșorarea volumului, scăderea tă riei, schimbarea cul orii,
stratificarea alcoolului și extractului, schimbarea greutăț ii specific e, a vâscozităț ii și
tensiunii superficiale [1] .
Micș orarea volumului și scăderea tăriei depind de îmbibare și evaporare ș i sunt
corelate de urmă torii factori: porozitatea doagelor, temperatura de păstrare, tăria alcoolică,
greutatea specifică, vâscozitatea ș i umiditatea relativă a aerului. Procesul de îmbibare a
alcoo lului în lemnul doagelor conform legi lor capilare este direct proporțional cu tensiunea
superficială și invers proporțional cu greutatea specifică a lichidului. Astfel, în caz ul unui
distilat cu o concentraț ie alcoolică de 65%, îmbibarea va fi mai mare decât î n caz ul unui
distilat cu o concentrație alcoolică de 45% [5]. Îmbibarea se realizează mai repede în
direcția fibrelor din doage și apoi radiar și tangenț ial. Temperatura influențează de
asemnea volumul disti latului în timpul păstrării, astfel că, cu câ t temper atura mediului este
mai ridicată, cu atât va fi ș i evaporarea mai mare. Un alt factor important este umiditatea
relativă a aerului din mediul înconjurator. Potrivit legilor de difuzie prin porii doagelor , s-a
constatat ca î n localurile cu o umidita te relativă a aerului sub 70%, se evaporă mai intens
48
apa, iar la o um iditate de peste 70%, se evaporă mai intens alcoolul [4]. Volumul
recipienților reprezintă un alt elemnt marcant asupra îmbibării și evaporă rii alcoolului,
astfel că în urma măririi supra feței interioare a vasului la aceeași unitate de volum se
mărește și îmbibarea î n doaga. În plus, pe lângă elementele enume rate mai sus, asupra
volumului și tă riei alcoolice a distilatului acționează ș i transform ările chimice suferite de
acesta. În timpul învechirii alcoolul se consumă participând la formarea noilor compuși
care îmbogățesc buchetul distilatului [1].
Stratificarea alcoolului și a extractului are loc în timpul evaporării. După un an de
păstrare, la baza vaselor conț inutul de alcool scade la 0 .59%, iar concentrația extractului
crește 0.36%. Procesul este invers la suprafața vasului unde concentraț ia alcoolului creș te
cu până la 0.39% , iar extractul se micșorează până la 0.44% [7] .
Schimbarea culorii este dependent ă de compoziția lemnului de ste jar și de
substanțele taninoase conținute de acesta. Inițial acesta nu schimbă direct culoarea
vinarsurilor, însă în urma oxidărilor se formează produse ca re imprimă culoare. Vinarsurile
au în primii 5 ani culoarea a uriu deschis, până la 10 ani culoarea aurie, iar cele mai vechi
de 10 ani au o culoare intensă. Culoarea va fi cu atât mai intensă cu cât mai multe
substanțe taninoase sunt oxidate. Apariția culorii aurii este influențată de temperaturile
ridicate ale mediu lui (25- 30°C), temperaturile scă zute (8 -10°C), având efect invers [1] .
Schimbarea greutăț ii specific e a extractului, vâscozității ș i a tensiunii superficiale.
Gretatea specifică și conținutul în extract cresc în timp ce tăria alcoolică scade. Tensiunea
superfici ala și vâscozitatea cresc o dat ă cu creșterea extractului [1].
1.5.5. Metode rapide de î nvechire a distilatului
Metodele convenționale de î nvechire a distilatelor din vin necesită un timp
îndelungat (5 -10-20 de ani), perioadă î n care are loc blocarea fondur ilor ș i pierderi ma ri,
elemente care au o influență negativă asupr a prețului de cost. Ca ră spuns la aceste
inconveniente, s -au efectuat cercetări științifice cu scopul de a găsi metode rapide de
învechire a distilatelor din vin, precum ș i a diferitelor ese nțe care conferă aromă și
buchetul c orespunză tor produsului. Astfel, a ap ărut un num ăr ridicat de metode care au la
bază principalii factori ce intervin în procesele de învechire: temperatura ridicată, prezen ța
oxigenului, precum ș i cea a lemnului de stejar a substan țelor catalizatoare (Fe, Mn,
peroxidaz ă, catalaz ă) [10] .
O primă metodă artificială de învechire este reprezentată de utilizarea temperaturii
ridicate . Temperatura mai ridicată accelerează procesele de oxidare ș i esterificare din
49
distilate și ca urmare, grabește î nvechirea. Această metodă a început să fie aplicată la
începutul secolului trecut și are cea mai mare aplicare în producție. Metoda constă în
încălzirea distilatului timp de câteva ore sau câteva zile la o temperatură dată, urmată de
introducerea distilatului în rec ipienți închiș i, unde treptat își reiau temperatura localului de
depozi tare, perioadă î n care se produc procese accelerate de î nvechire. Această metodă
utilizează utilaje de tipul celor folosite la pasteurizare. Deș i calitatea pr oduselor obținute
prin aces t tip de învechire nu este identică cu cea a produselor învechite convențional,
rezultatele obținute sunt mulțumitoare [1].
Un alt procedeu aplicat în producție este cel care utilizează talajul din doage de
calitate tăiat în grosime de 2- 3 mm. Talajul este detanizat, uscat și pus în vasele de
învechire 0,75- 1% din greutatea volumului. V asele sunt umplute cu distilat și încălzite la
55-60°C, păstrându -se în această manieră timp de o lună . Apoi, distilatul este răcit și
transvasat în alte vase în care este păstrat în că 6 luni, până la dirijarea în producție. Se
obțin rezultate poz itive prin încă lzirea distilatelor sub presiune împreună cu talaj de stejar,
timp în care se exercită și acțiunea oxigenului [7] .
Învechirea distilatelor cu ajutorul temp eraturii scăzute (5 -8°C) în recipienți
izote rmi, timp de 6 -10 zile, influențează pozitiv desfăș urarea proceselor fizico -chimice
care au loc în timpul învechirii. S -au efectuat cercetări și î n vederea folosirii temperaturilor
la punctul de conge lare, în recipient de oțel inoxidabil, însă nu s -au observant diferențe
notabile [5] .
Oxigenul are un rol important în timpul învechirii di stilatelor, deoarece participă î n
procesele de oxidare, care au o funcție predominantă în învechirea vinarsului. Î n acest sens,
se utilizează fie acț iunea aerului, a oxigenului s au a ozonului, fie cea a diferiților oxidanț i
chimici. Drept agenți oxidanț i se folosesc p ermaganatul de potasiu, care grăbește procesul
de oxidare, și apa oxigenată, care favorizează procesul de formare a aldehidelor. Metoda
Pozzi -Escot se bazează pe acțiunea de oxidare și esterificare și foloseș te drept catalizatori
oxidul de cupru, cărbunele de lemn și asbestul platinat [7].
Metoda î nvechiri i artificiale prin ultrasunete și radiații folosesc sistemul ultrasonor
în care ultrasunetele de joasă intensitate nu sunt distructive și se utilizează în situația în
care nu este necesară modificarea proprietăților chimice ș i fizice ale distilatului.
Ultrasunetele de intensitate înaltă dispersează agregatele și fav orizează anumite reacții
chimice. În urma cercetărilor efectuate în acest sens, s -a stabilit că această metodă a dat
rezultate bune prin reducerea timpului de maturare [10] .
50
Alte metode artificiale de î nvechire a distilatelor care au oferit rezu ltate pozitive
sunt: metoda de învechire bazată pe acțiunea amoniacului, metoda de învechire în
rezervoare emailate și ermetic închise (cu doage de stejar în interior) și metoda bazată pe
umplerea vaselor la învechit cu distilate noi și vechi [7] .
1.6. Defectele dis tilatelor din vin – prevenirea și înlă turarea lor
Defectele distilatelor din vin pot apare î n timpul procesului de producție sau de
păstrare și învechir e datorită fenomenelor de natură fizică sau fizico -chimică. Sursa
defectelor este multiplă ș i poate proveni de la calitatea materi ei prime, care a fost
fermentată și conservată în condiții defectuoase, de la defecț iunile aparatelor de distilare,
metodele incorecte de distilare, manipularea necorespunză toare în timpul depozitării și
conservă rii, d e la pătrunderea corpurilor stră ine insol ubile precum praf, praf de plută , de la
schimbă rile regimului ter mic (cald sau rece) care vizează atât dizolvarea substanțelor de
tulburare, cât ș i formarea lor pe cale chimică.
Prima sursă a defectelor este reprez entată de materi a primă, care în cazul unei
fermentă ri defectuase, conduce la formarea u nor produse volatile care trec în distilate
împreună cu alcoolul etilic. După distilare, când substanțele volatile cu gust neplăcut au
trecut în distilat, ele sunt înde părtate foarte g reu și prin mijloace costisitoare [7].
Defecte de gust ș i de miros
a) Mirosul de anhidridă sulfuroasă este caracterizat de un miros î nnecăcios care
provine di n vinul folosit ca materie primă pentru obț inerea di stilatului. Acest defect
apare î n cazul în care este depășită norma maximă de 10 mg/l. Înlăturarea sau
remedierea defectului se realizează prin aerisire puternică, câ nd mir osul dispare
prin volatilizare ș i oxidare.
b) Mirosul ș i gustul de muc egai provine de la vasele mucegăite utilizate la manipulare
sau d epozitare. O altă sursă a mucegaiului poate fi reprezentată de vinul utilizat,
care înainte de a fi supus distilării a fost mucegait. Î nlăturarea defectului se poate
realiza ex act ca în cazul mirosului de anhidridă sulfuroasă , folosind praf de
cărbune.
c) Gustul de lemn (doagă) apare datorită condiționării necorespunză toare a vaselor noi
sau vechi. Acest defect nu poate fi eliminat în totalitate, însă poate fi atenuat prin
tratare a produslui cu clei de peste, cărbune activ sau bentonită .
51
Defecte de culoar e
a) Învinețirea sau înnegrirea se datorează prezenței î n distilate a metalelor grele ca
urmare a contactului d istilatului cu vasele metalice în timpul diverselor manipulă ri.
Acest defect poate fi prevenit prin evitarea contactului cu ustensile met alice și
poate fi înlă turat prin tratarea distilatului cu săruri ferice ș i precipitarea acestora cu
gelatină.
b) Pătarea dist ilatelor este o urmare a utiliză rii vaselor incomplet condiționate sau
vase în care a fost depozitat în prealabil vin roșu. Î n acest caz , culoare a roșie
pătrunde î n disti lat conferindu -i o culoare vineție neplăcută. Acest defect este
îndepartat cu cărbune animal.
Defecte de tulbureală
Defectele de tulbureală sunt cauzate de factorii fizici și fizico -chimici și provoacă cele
mai mari dificultăți în industria bă uturilor alcoolice. Tulbureala se poate prezenta sub
diferite fo rme: aspect limpede, dar nu strălucitor, opalescență , aspect laptos, formarea
norilor sau a flocoanelor care plutesc în lichid, apariț ia depunerilor.
a) Tulburelile datorat e durității apei apar inițial ca o voalare ușoară î n distilat,
devenind apoi din ce în ce mai opace. Mai târ ziu, apare un sediment alb cenușiu cu
structură cristalină, iar distilatul se limp ezește treptat o dată cu depunerea
sedimentului.
b) Tulburelile datora te fierului și substanțelor tanante provin din excesul de săruri de
fier și conferă iniț ial distilatului o culoare galbenă -portocalie, care ulterior se
închide, până la negru. Acest defect se remediază prin metoda deferizării cu
ferocianură de K, formâ ndu-se flocoane.
c) Tulbureala cuprică se indentifică prin culoarea albăstruie a distilatelor ș i se
datorează sărurilor de cupru provenite din instalațiile de distilare, î n special din
serpentinele deflegmatoarelor, condensatoarelor sau coloanei de distilare. Pentru
îndepă rtarea defectului, di stilatul este tratat cu tannin și gelatină sau bentonită .
d) Tulburerile cauzate de dextrine se prezintă sub forma unei colorații alb -lăptoase,
vâscoase, insolubile î n alcool. Acestea precipită ulterior, formâ nd sediment e destul
de consistente. Aceste defect e provin din utilizarea excesivă a caramelului sau
siropului de glucoză ș i pot f i prevenite prin dozarea corectă a acestor substanț e.
Determi narea substantelor care cauzează tulbureala se realizează prin analiză
chimică , iar eliminarea tulburelilor se efectuează prin filtrare cu plă ci de azbest, prin
52
centrifugare, deferizare, coag ulare, separare pe baza diferenț ei de de nsitate sau cu ajutorul
substanțelor adsorbante [7] .
1.7. Cupajarea, ameliorarea și condiț ionarea distilatelor
Spre deosebire de operația de egalizare, care se referă la aducerea tă riei alcoolice la
o valoare egală, operaț ia de cupajare are rolul de a obține producții finite în partizi mari cu
anumite condiții, pe categorii, în funcț ie de tipul sau marca vinarsului. Calitatea vinarsului
poate fi îmbogățită sau corectată prin adă ugarea de ape extractive alcoolizate, ape arom ate,
caramel sau sirop de zahăr [4].
Apele extractive alcoolizate sunt adăugate în vinarsurile învechite care au o tărie
alcoolică ridicată. Distil atele care sunt lăsate la învechit trebuie să aibă o concentrație
alcoolică medie de 62 -75% vol., pentru că datorită difuziei din timpul păstrării, gradul
alcoolic să scadă cu 10% în cazul unei învechiri de până la 5 ani și cu 15% în cazul unei
învechiri de până la 10 ani. Vinarsurile învechite o tărie alcoolică ridicată sunt aduse la
tăria cerută cu apă extractivă sau distilată. Apele extractive alcoolizate sunt preferate apei
distilate deoarece nu diminuează aroma și culoarea vinarsului [5] .
Apele aromate sunt obținute din ultimile fracții de distilare, având o tărie alcoolică
cuprinsă între 0 și 20% vol. Aceste fracții sunt abundente în substanț e volatile aromate
precum: esteri, furfurol, acizi macromoleculari [4] . Păstrarea apelor aromate se reali zează
pe talaș de stejar, iar pentru împiedicarea fermentației acetice, tăria alcoolică se ridică până
la 20 -25% vol. În acest fel, apele aromate capătă o culoare intensă și un gust plăcut
caracteristic, fiind potrivite pentru ajustarea gustului ș i culorii vinarsurilor noi slabe și
neconcludente calitativ [7] .
De asemnea pentru corectarea culorii distilatelor din vin, în special a celor tinere, la
nuanț a de galb en-pai ori galben -auriu se utilizează caramelul din zahar, în proporț iile
prestabilite cu ajutoru l micropr obelor. Caramelul se prepară prin încălzirea zahărului la
temperatura de 180- 200°C , când zahărul se topeș te și începe să se descompună, eliminând
apa. Produsul obținut se prezintă ca un lichid vâscos de culoare brună -neagră, cu un miros
caracteris tic și gust amar. Un alt produs obținut din zahăr este siropul de zahăr. Acesta este
obținut prin fierberea zahărului și a apei, în proporț ii egale. În cazul în care siropul obținut
nu este suf icient de limpede, a cesta se filtrează sau se cleiește cu albuș de ou. Pentru
evitarea formării cristalelor în sirop, ori în produsul finit, se adaugă acid citr ic, pentru
invertirea zaharozei [5] .
53
Cupajarea se realizează în prealabil î n mic roprobe pentru a stabili proporț ia de
elemente componente necesare. Î ntr-un cilindru gradat se introduce succesiv: distila tul,
apele extractive, siropul și caramelul în proporția calculată. Cupajarea se efectuează î n
rezervoare speciale de marime corespunzătoare, în care sunt introduse elementele
componente în ordinea aratată , iar apoi sunt amestecate cu ajutorul u nor amestecătoare
mecanice. După finalizarea omogenizării, se extrage o probă din cupajul obținut, se analizează din punct de vedere analitic ș i organolept ic, iar la nevoie se completează
elem entele component e găsite în deficient [4] .
Vinarsul cupajat se păstreaza cel puțin 3 luni în vederea înfrăț irii eleme ntelor
component e și stabilizarea însuș irilor organoleptice. În general, distilatele din vin obț inute
prin cupajare trebui e supuse condiționării după urmă toarea schemă: limpezire, cle iere,
repaos, conservarea sau îmbutelierea [5] .
Limpezirea se poate obț ine prin:
– Sedimentare, realizată în urma unei păstrări îndelungate, în cazul î n care unitatea
dispune de o capacitate mare de păstrare
– Filtrare, executată prin filtre cu rame -site sau filtre de pânză . Filtrele cu azbes t sunt
evitate deoarece influențează negativ calităț ile gustative ale vinars ului, din cauza
elementelor străine pe care le conține masa filtrantă . De asemenea, filtrarea
vinarsului trebuie efectuată cu filtre închise pentru a împiedica pierderea
substanțelor volatile aromate [5].
Cleierea este operația de limpezire aplicată vinarsurilor obținute prin cupajare ș i are
rolul de a influența favorabil gustul ș i ameliora culoarea. Cleierea se p oate realiza cu
divers e substanț e precum: bentonită, gelatină, clei de pește, lapte degresat, albuș de ouă,
adaos de tanin, ferocianură de potasiu sau fitină .
– Cleierea cu clei de pește se aplică vinarsurilor tinere, aspre la gust ș i intens
colorate, folosind clei de cea mai înaltă calitate. Alcoolul și taninul aflate în distilat
floculează foarte bine cleiul adăugat. Cleiul este menț inut 5- 10 zile pe distilat, iar
înlăturarea se face prin tragere de pe clei a coniacului.
– Cleierea cu gelatină – tanin – bentonită reprezintă un tratament complex cu rezultate
satisfăcătoare. Inițial este adăugat taninul, după 10-12 ore gelatin a, urmată de
bentonită. Distilatul se lasă în repaus pe tr atament timp de 10 -12 zile, după care
este tras de pe depozit [7] .
– Cleierea cu ferocianură de potasiu se aplică distilatelor cu o culoare închisă datorită
concentraț iei ridicate de fier sau cupru provenite din instalaț ie. Cleierea se
54
realizează prin aplicarea ferocianurii d e potasiu sau a fitinei pentru înlăturarea
sărurilor cuprice sau feroase [5] .
Manipular ea și transva sarea distilatelor se realizează cu ajutorul pompelor. Aceste
utilaje au rolul de a transporta prin intermediul furtunurilor sau c onductelor, lichidele pe
distanțe diverse și de a le ridica la înălțimi apreciabile. Prin intermediul p ompelor se
vehiculează toate distilatele de la fabricație până la depozitare. Toate piesel e pom pelor sunt
realizate din bronz și oț el inoxidabil. Pompele utilizate cel mai frecvent în producție sunt:
pompele cu piston ș i pompele centrifuge.
1.8. Î mbutelierea distilatelor
Îmbutelierea vinarsurilor se re alizează cu m așini de umplere moderne , automate
sau semiautomate, de div erse tipuri, pe principiul funcționă rii prin ro tire, ori liniar. Linia
automată de umplere este alcatuită din: mașina de umplut, maș ina de s pălat sticle, maș ina
de dopuit, capsulat și etichetat.
Toate agregatele liniei funcționează în sincron, vehiculâ nd buteliile de la un agregat
la altul cu ajutorul benzilor cu plăcuț e. Buteli ile sunt umplute cu ajutorul maș inii de
îmbuteliere care este co nectată la un rezervor. Nivelarea lichidului în sticlă se realizează la
mașina de î mbuteliere la nivelul prestabilit cu ajutorul dispozitivului special.
Astupar ea sticlelor pline se realizează cu dopuri de plută, din plastic (polietilenă ),
capsule de alumi niu tip Alka, ori din metal tip coroniță cu garnitură de plută , ori capsule
metalice cu filet prevăzute cu garnitură de etanșare. Dopurile de plută utilizate trebuie să
corespundă standardului de calitate pentru a nu impurific a produsul cu particule de plută ,
care rez ultă în timpul operației de aplicare. Operația aplicării dopurilor în sticle se poate
realiza automat cu ajutorul mașinilor perfecți onate de dopuit, care sunt prevăzute deasupra
cu un coș de alimentare î n care s e pun dopurile ce sunt conduse în cădere pe u n jgheab
special până î n gura buteliei.
Închiderile cu dopuri de plută ș i plastic sunt securizate cu capișoane din staniol, ori
hârtie metalizată cu apl icarea gulerului – banderolei de închidere, sau capișoane metalice
mulate pe gura și gâtu l sticlei. Un rol secundar al capiș onului est e de a orna butelia.
Filetarea și mularea capișoanelor se execută automat cu ajutorul utilajelor și aparatelor
special confecț ionate.
Aplicarea etichetelor p e sticlele de distilat se face în funcție de produs ș i tipul de sticlă,
numai după ce sticla a fost dopuită și capișonată. Operaț ia de aplicare a eti chetei se poate
realiza mecanizat, semimecanizat ș i manual în funcție de perfecționarea linei de
55
îmbuteliere cu care este dotată unitatea, de volumul producț iei, de calitatea ș i forma
etichetelor.
După etichetare, sticlel e cu produse finite se introduc în lăzile -navete pe capacitate și
sortimente, ori se ambalează în cutii de carton în vederea livrării lor pe piață [1].
56
Capitolul 2
Controlul calităț ii produselor distilate de vin
Originea termenului " calitate" provine din cuvântul latin " qualitas" c are indică
natura sau proprietăț ile de calitate ale obiectului. Deoarece calitatea există numai în mintea
consumatorului, ea poate fi definită și ca rezultat ul tuturor interacțiunilor consumator ului
(sau observator ului) cu un produs și circumstanțele sale, piața și circumstanțele sale și
situația socială a consumatorului însuși . Astfel, calitatea reflectă literalmente
"acceptabilitatea" atunci când vorbim despre percepț ia consumatorilor.
Calitatea, în sensul său cel mai general, este abilitatea de a satisface cerințele
specifice. În producția și controlul c alității produselor alimentare, p rotecția este cea mai
importantă , adică asigurarea sănătății și a vieții consumatorilor prin luarea de măsuri
adecvate în fiecare etapă de producție și de distribuire a produselor alimentare. Pentru
consumator, la rândul să u, calitatea organoleptică este la fel de importantă și de multe ori
reprezintă un factor decisiv la achiziționare. Practicile inginereș ti sunt revizuite continuu
pentru abordarea inovațiilor metodologice cu scopul de a atinge standard ele de calitate la
nivel tehnic [11].
Prima etapă a controlului calității este prelevarea probei în care se ț ine cont de
anumite reguli de prelevare precum:
– Vinarsul natural depozitat î n vas nu are ace eași temperatura în tot volumul să u;
– Vinarsul are o concentrație alcoolică mai ridicată în partea superioară a vasului
și mai mică la fundul vasului .
Pentru prelevarea unei probe omogene și reprezentative întregul conținut al vasului
este amestecat, iar în cazul în care acest lucru nu este posibil, sunt prelevate probe egale de
la suprafață, mijloc și de la fund și se amestecă . Pentr u prelevarea probelor se folosește un
furtun sau sondă specială care are orif icii de deschidere la diferite în ălțimi. P robele sunt
luate î n sticle de 1 L, albe, perfect curate și uscate, în câte trei exemplare și sunt sigilate
imediat după recoltare. Fiecare sticlă este prevazută cu o etichetă în care sunt î nscrise:
– Locul de proveniență ;
– Anul recoltei;
– Data ș i ora prelevă rii probei;
– Num arul vasului ș i cantitatea;
– Numele și semn ătura celui care ridică pr oba.
57
Una din probe rămâne în locul recol tării, iar celelalte două sunt duse la laboratorul
de analize ș i respectiv controlul organoleptic [7].
2.1. Analiza organoleptică (senzorială)
O primă analiză a controlului calității produselor distilate din vin este analiza
organoleptică î n cadrul căreia se determină culoarea precum și calitățile gustative ș i
olfactive. Analiza organolept ică se realizează î n pahare speciale cu pereții subțiri , strâmtate
la partea superioară pentru a concentra mirosur ile. Paharul utilizat trebuie să fie incolor,
din cristal, fără ornamente și cu picior. Degustările sunt fă cute dimineața în încă peri b ine
aerisite, luminate cu lumină naturală . Degustar ea solicită anumite calități și o îndelungată
experiență. Supl imentar memoriei exacte a senzaț iilor este o mare sensibilitate a simțurilor.
Valoarea rezultatelor obț inute depi nde nu numai de sensibilitatea și experiența
degustatorului, dar și de cauz e ocaz ionale ce pot influența senzaț iile sau percepț iile.
Exam inarea olfactivă trebui e să o preceadă pe cea de gust, altfel, prima va fi defavorizată.
Pentru degustare se folosește o cantitate mică de distilat.
Punerea î n valoare a buchetului vinarsului, uneori mascat, se realizează prin
vărsarea în palmă a câtorva picaturi din probă, apo i frecarea celor două palme una de alta
pentru a provoca evaporarea alcoolului și evidențierea buchetul ui. Această metodă de
determinare este folosită pentru vinarsurile cu un buche t slab. O altă manieră de
determinare olfactivă constă în golirea paharului în care a fost proba ș i acoperirea lui cu o
foaie de hârtie. După 1 -2 ore, când alcoolul s -a evaporat î n mare parte, mirosin d paharul,
se poate determina uș or buchetul.
Examenul gustativ se poate realiza pe pro dusul ca atare sau diluat cu apă în cazul în
care concentrația alcoolică este prea mare și maschează buchetul. Principalele calități ale
unui distilat de vin tânăr sunt oferite de finețea și corpul acestuia. Finețea constă în
netezimea buchetului ș i a gustului. Lipsa de netezime se poate datora unor recolte avariate,
unor vinur i cu defecte sau a unei depozitări defectuoase. Un distilat fără finețe și fără corp
oferă degustatorului o senzație de arsură .
Alcoolul supus exam inării este turnat în pahar ș i este examinat din punct de vedere
al clarității, culorii, mirosului ș i gustului pri mid calificative. Î n tabelul 2.1 sunt prezentate
analizele ș i calificativele oferite [7].
58
Tabelul 2.1. Analizele organoleptice ale distilatelor de vin
Analiza
Calificativ Claritate Culoare Miros Gust
1. Luciu metalic Incolor Plăcut Gust plă cut –
specific
2. Cristalin Galben deschis Aromat (parfumat) Gust aromat
3. Perfect limpede Galben ca lămâ ia Buchet specific Gust buchetat
4. Limpede Galben î nchis Miros arză tor de alcool Gust arză tor de
alcool
5. Voalat Galben ruginiu – deschis Miros neplă cut de otet Gust de mucegai
6. Opalescent Galben ruginiu – închis – Gust de oț et
7. Tulbure Clar verzui – Gust de cocleală
8. Murdar Galben verzui – Gust metalic
9. Cu drojdii Verzui – Gust de fum,
doagă
10. – Ușor albastrui –
11. – Vineț iu –
În timpul degustării, toate observațiile ș i calificativele sunt notate pe fiș e de
obser vație, iar la final calificativele sunt adunate pentru fiecare tip de distilat.
Evaluarea clasică a calității organoleptice a produselor alimentare se bazează pe
analiza senzorial ă realizat ă de un grup de estimatori instruiți în acest sens . Analiza
senzorială poate fi un instrument perfect în efectuarea analizei organoleptice, dar din cauza
factorului uman, prezintă multe limită ri. N eajuns ul principal este legat de repetabilitate a
scăzută și reproductibilitatea rezultatelor fiind corelate de mai mulți factori subiectivi,
precum: susceptibilitatea senzorială de estimare a persoanei , starea de sănătate, confort ul,
adaptarea sau o boseala, sau factori obiectivi: condițiile efectuării analizei. Caracterul
specific al analizei senzoriale constă în faptul că oferă informații despre senzațiile
percepute de simțurile umane sub efe ctul stimulilor chimici complecș i, iar în acest sens
este de neînlocuit.
Din cauza acestor deficiențe ale metode lor de analiză senzorială , o completare
perfectă în evaluarea calității produselor alimentare organoleptică este analiza
instrumentală. Tehnici le instrumentale adecvate permit o analiză detaliată și complex ă, atât
calitativă cat și cantitativă a comp onentelor volatile, care conferă calităț ile gustative
produselor alimentare [11] .
59
Odată cu dezvoltarea instrumentelor de detecț ie, tehnologia rapidă de analiză (nas
electronic, limbă electronică, ochi ele ctronic și spectroscopie î n infraroșu apropiat etc.),
bazată pe analiza rapidă totală a informațiilor eșantionului („amprentă“), este aplicată
gradat pentru identi ficarea rapidă a vârstei vinarsului , a calității, a originii și brandului
[12].
Analiza senzorială se poate realiza folosind diverse metode care captează senzaț iile
gustative precum Nappingul parțial ș i limba electronică , iar senzaț iile olfactive sunt
analizate utilizâ nd nasul electronic. Gustul și mirosul joacă un rol esențial în
acceptabili tatea băuturilor spirtoa se, iar pentru a descrie calităț ile gustative ale acestora
sunt utilizați termeni precum: moale, catifelat, rotund, corpolent. Acest mod de prezentare
este deseori parțial subiectiv ș i, prin urmare, dificil de definit și de cuantificat cu profilurile
descriptive convenționale , astfel că se apelează la profilarea ac estora prin metode
senzoriale [13].
Nappingul parț ial reprezintă un concept care permite o abordare holistică a
produselor și care a fost validat drept metodă adecvată pentru profilarea ș i evaluarea
distilatelor de vin. Acesta se bazează pe cartografierea proiectivă bazată pe o singură
modalitate senzorială și folosește un juriu instruit să se focuseze pe anumite calități ale
distila tului [13]. Spre deosebire de această metodă, limba electronică, care este similară cu
sistemul gustativ uman, este utilizată în sistemele de degustare artificială și se bazează pe o
mulțime de senzori sensibili cuplaț i cu un instrument de colectare al dat elor. Limba
electronică se bazează pe o metodă potențiometrică . Matricea limbii electronice cuprinde
opt senzori potențiometrici cu membrană polimerică ș i so lvent. Răspunsurile
potenț iometrice a le membranei polimerice pe bază de solvent de porfirină oferă răspunsuri
pentru diferite tipuri de alcooli alifatici în soluții cu până la patru componente. Utilitatea
sistemului limbii electronice se bazează pe identificarea, clasificarea ș i măsurarea tăriei
alcoolice a diferitelor tipuri de bă uturi alcoolice precum vodka, cognac sau alte bă uturi
spirtoase [14].
Tehnologia nasului electronic este aplicat ă în principal în industria alimentară, în
controlul calității, monitorizarea proceselor, evaluare a prospețimii, predicț ia termenul de
valabilitate sau evaluarea autenticității [12]. Nasul electronic cuprinde o serie de senzori
electron ici cu specificitate parț ială, o uni tate de colectare a semnalului ș i un program de
recunoaștere a tiparului , capabil să recunoască mirosuri simple sau complexe, încercând să
imite s istemul olfactiv uman . Nasul electronic are avantajului unei flexibilități ridicate, a
unor cos turi reduse ș i a unei fiabilități bune. Este deosebit de util pentru analiza head- space
60
a probelor alimentare lichide sau solide. Î n cazul distilatelor de vin, a naliza cu aj utorul
nasului electronic este îngreunată de cantitatea ridicată de etanol și apă, substanțele volatile
odorante reprezentâ nd doar 1 g/L. În plus, vaporii de apă afectează sensibilitatea
senzorului, iar prezența majoritară a etanolului ca și co mponent în head- space maschează
compușii minori precum compuș ii volatili. Astfel, nasul electronic este cuplat cu
cromatografia gazoasă, pentru ca proba supusă analizei să fie deshidratată și dealcoolizată,
iar substanț ele volatile să fie separate, concent rate ș i apoi analizate. Cuplarea
cromatografi ei gazoase cu nasul electronic îmbunătățeș te anal iza și conferă metodei
rezultate mai precise [15].
O altă metodă modernă de an aliză și detecție este reprezentată de ampr enta
distilatului de vin, metodă bazată pe analiza rapidă totală a informațiilor eșantionului, care
permite identificarea vârstei distilatului de vin , identificarea rapidă a compușilor,
determinarea potențial elor urme de compuș i, utile pentru diferențierea brandului precum ș i
a control ului calității și trasabilității. Versatilitatea și înalta sensibilitate a metodei de
ionizare p e baza timpului de zbor asistată cu laser (MALDI -TOF), cuplată cu MS a permis
elucidarea ș i identificarea principalelor component e organice eliberate în timpul matură rii
distilatului de vin cu ajutor ului bazelor de date. Cuplarea î n tandem a MALDI -TOF cu MS
este necesară pentru recunoașterea structurală profundă a mol eculelor din cadrul spectrelor
[16].
2.2. Analiza chemometrică
Toate metodele de analiză folosesc instrumente de colectare ș i interepretare a
rezultatelor. Aceste instrumente sunt r eprezentate de modele de analiză matematică. Pentru
clasificarea probelor și pentru analiza calitativă este folosită Analiza principalilor
componenț i (PCA) și un model de soft SIMCA . Metoda regresiei Principalilor c omponenț i
(PCR) și a Regresiei parțiale a celor mai mici patrate (PLS) sunt folosite pentru analiza
cantitativă a băuturilor alcoolice. Datele pot fi utilizate fără nici o preprocesare sau scalare
[14].
Analiza componentelor principale (PCA) este o procedură statistică care utilizează
o transformare ortogonală pentru a converti un set de observații ale variabilelor corelate,
eventual într -un set de valori ale variabilelor liniar necorelate numite componente
princ ipale (sau uneori, moduri principale de variație). Numărul de com ponente principale
este mai mic sau egal cu cel mai mic dintre numerele de variabile originale sau numărul de
observații. Această trans formare este definit ă astfel încât prima componentă principală are
61
cea mai mare variație posibilă (adică, reprezintă la fel de mult din variabilitatea datelor
posibil) și fiecare componentă reușind la rândul său, are cea mai mare variație posibilă sub
constrângerea că este perpendiculară pe componentele precedente. Vectorii rezultați sunt o
necorelare ortogonală a setului de bază. PCA este sensibil ă la scalarea relativă a
variabil elor originale [17 ].
SIMCA este o tehnică chemometrică care clasifică probele pe baza modelelor PCA.
Pentru un grup dat de probe, se creează un model PCA care delimitează o regiune a
spațiului multidimensional. Direcția PC în modelul PCA și limitele stabilite în aceste PC
definesc modelul unei clase SIMCA, așa cum se arată în figura 2.1. Eșantionul trebuie să
prezinte caracteristici care să permită introducerea acestuia în spațiul multidimensional al
unuia din grup.
Figura.2.1. Estimarea cu modelul SIMCA
Pentru a verifica dacă o probă necunoscută aparține unei clase definită anterior de
modelul PC, se ca lculează două distanțe: distanța dintre proba și proiecția pe axa PC (y în
Fig.2.1) și distanța dintre proiecția probei pe axa PC și limita clasei (x din Fig.2. 1).
Eșantionul este clasificat ca aparținând clasei modelate dacă prezintă o valoare mai mică
decât a val orii critice a clasei. Această comparație se face în felul următor:
În primul rând, valoarea lui 𝑧2 se calculează folosind ecuația 1:
𝑧2 = 𝑥2 + 𝑦2 (1)
În al doilea rând, 𝑧2 este divizarea variației clasei pentru a forma o valoare
calculată 𝐹𝑐𝑎𝑙 . În cele din urm ă, un test F este folosit pentru a compara 𝐹𝑐𝑎𝑙 la o valoare de
referin ță, 𝐹𝑐𝑟𝑖𝑡, calculat ă din setul de preg ătire. În cazul î n care 𝐹𝑐𝑎𝑙 este mai mic decât
𝐹𝑐𝑟𝑖𝑡, proba necunoscut ă poate fi clasificat ă ca apar ținând clasei [18 ].
În statistică , regresia componentelor principale (PCR) este o tehnică de analiză de
regresie, care se bazează pe analiza componenț ilor principali (PCA). De obic ei, aceasta
consideră regresia rezultatului (de asemenea, cunoscut sub numele de răspuns sau,
variabilă dependentă) pe un set de covariabile (cunoscute și ca predictori sau, variabile
explicative sau, variabile independente) pe baza unui model standard de regresie liniară, dar folosește PCA pentru estimarea coeficienților de regresie necunoscuț i ai modelului.
62
2.3. Analiza compuș ilor volatili
Dintre numeroasel e calităț i organoleptic e precum: culoarea, proprietățile reologi ce
sau cele de ambalare, aroma deț ine un loc aparte, reprezentată de mirosul și gustul
senzaț iile primite atunci când un aliment este consumat. Astfel, prezența, conținutul și
compoziția substanțelor volatile din produsele alimentare au o influență substanțială asup ra
calității acestuia. Mai mult, fiecare produs are o co mpoziție caracteristică unică a
componentelor vola tile. Aroma, în cazul celor mai multe produse alimentare , este format ă
din amest ecuri complicate, uneori, din câteva sute de compuși [11].
Vinarsul este constituit dintr -un amestec complex format din câteva sute de
compuș i volatili într -o matrice de etanol -apă. Concentrațiile acestora variază de la
concentrații î nalte, de gradul mg 𝐿−1, la concentraț ii mici de gradul ng 𝐿−1. Fiecare
compus are o anumită contribuție la aromă, care este determinată atât la concentrația
acestuia precum și valoarea sa unică de prag senzorial. Asta înseamnă ca nivelul de
compuș i majoritari nu este corelat cu intensitatea aromei resimțite, în unele cazuri,
compușii volatili în urmă fiind mai dominanți. A naliza compușilor majoritari oferă
informații asupra autenticității produsului. Compuș ii secundari cei mai abundenți î n
distilatele de vin sunt reprezentaț i de: alcoolii de fuzel, esterii acizilor graș i, împreună cu
acetaldehidă ș i etilacetat [19].
2.3.1. Caracterizarea compusilor volatili
Cei doi compuș i majoritari ai distilatelor de vin, care au o to xicitate medie, sunt
reprezentaț i de met anol și acetaldehidă. Acetaldehida este un compus puternic aromat al
distilatelor de vin. A ldehidele se găsesc în dist ilate, ca rezultat al oxidării spontane sau
microbiene. Acetaldehida și dietil acetal ul acesteia, 1,1- dietoxietan, reprezintă mai mult de
90% din conținutul total de aldehide. Nivelul de acetaldehidă în produse le distilate creș te
în timpul învechirii datorită oxidării chimice a etan olului. O xidarea ulterioară a
acetaldehidei poate duce la formarea uno r cantități mici de acid acetic [20].
Metanolul nu este unul dintre principalii compuși de aromă ai vinarsului deoarece
nu are un miros specific. Metanolul absolut este solubi l în alți alcooli, apă și eteri și e ste un
material extrem de toxic și inflamabil a cărui ingestie sau inhalare poate provoca orbire sau
moarte. Cu toate acestea, controlul conținutului de metanol în băuturile alcoolice este
deosebit de important, din cauza toxicității sale (limita maximă lega lă de 1000 g / hl de
100% vol. e tanol sau 1000 mg% ml p.a.).
63
Acetatul de etil are un efect substanț ial asupra caracteristicilor o rganoleptice ale
vinurilor și ale distilate lor de vin. Acest ester la nivel uri de 150- 200 mg / l poate conferi
mirosuri neplăcute produsului finit însă, î n concentrații mai mici, acetatul de etil poate
contribui la mirosul fructat al distilatului. Concentrațiile crescute de acetat de etil sunt
indic ativi ai stocă rii prelungite a materiei prime și a alterării bacteriene acetice . Conținutul
de acetat de etil în probele variază între 23,5 și 162,4 mg% ml p.a.
2-metil- 1-propanolul este un compus volatil a cărui concentrație crește în timpul
matură rii dis tilatului de vin împreună cu alcoolul amilic datorită formării de ester etilic și
alcoolul izoamilic din reacția dintre etanol și esteri acetici. Whiskyurile ș i coniacuri le
prezintă concentrații considerabil mai mari de 2 -metil- 1-propanol, ca re pot fi atri buite
matură rii acestor produse distilate .
Alcoolii amilici (2-metil -1-butanol și butanol 3- metil- 1), sunt formaț i în timpul
fermentației prin reacțiile de deaminare și decarboxilare din izo -leucină și leucină.
Concentrația crescută de alcooli amilici (având un miros dulceag în concentrații mici și un
miros sufocant în concentraț ii mari) poa te contribui negativ la aroma distilatului.
Lactatul de etil este considerat c a stabiliza tor al aromei distilatului și atunci când
este prezent în concentrații scăzute înmoai e caracteristicile dure de aromă. B acterii le
acidului lactic cresc concentrația acestuia și contribuie negativ la calitatea organoleptică a
distilatului.
1-Hexanolul are o influență pozitivă asupra aromei distilatului atunci câ nd este în
concentrații de până la 20 mg / l. Dacă concentrația acestuia este ridicată, atunci contribui e
negativ la aroma produsului , având un miros dur sau de “iute” . 1-hexanol ul nu este un
produs de fermentație alcoolică ci originea sa este legată de soiul de viță de vie. În cazu l în
care strug urii nu sunt suficient de copț i, sunt observate concentrații mari de 1 -hexanol în
băuturile alcoolice .
Furfuralul se formează în timpul distilării datorită deshidratării zaharuri
fermentabile (pentoze) cauzate de încălzirea în condiții acide și / sau reacția Maill ard.
Mirosul acestuia este asemanator migdale lor amare și scorțișoarei și are un caracter toxic.
Fenil 2-etanol ul care are o aromă dulce, parfumată și florală, influențează pozitiv
distilatului de vin ș i contribuie la buchetul acestu ia. F enil 2-etanol ul este un component
format în timpul distilă rii “cozii”, deci este prezent în distilat în concentrații destul de
scăzute [2 0].
64
2.3.2. Pregă tirea probelor
Determinarea substanțelor aromatice prin tehnici instrumentale constă în două
etape. Prima fază a analizei este deosebit de important ă și constă î n izolarea analiților din
matrice a produsului alimentar . Aspectul aromagramei și posibilitatea multiple i utilizări a
acesteia pentru evaluarea calității produselo r alimentare depinde foarte mul t de procedura
de izolare. Produsul izolat trebuie să fie reprezentativ, prin urmare, alegerea unei metode
adecvate de pregatire a probei este crucială [11 ].
Substanțele aromatice volatile sunt de obicei caracterizate prin prag uri joase de
miros și acestea afectează calitatea organoleptică de la concentrații foarte mici. Printre
soluțiile prezentate în literatură, cele mai uzuale metode de pregatire a pro bei sunt:
microextracț ia pe fază solidă (SPME), tehnici le de analiză head space (statică – HS și
dinamic ă – DHS) și d istilare a cu vapori de apă (SD). S -au gasit aplicații de asemenea
pentru extracția cu fluid supercritic (SFE) și extracție în f ază solidă (SPE). Extracț ia clasică
lichid- lichid (LLE) nu este utilizată foart e des din cauza rezultatelo r obț inute, dar ș i din
cauza duratei î ndelungate de timp [11 ].
a) Extracția pe fază solidă (SPE)
Extracția în fază solidă (SPE) este utilizată pe scară largă în laboratoar ele analitice
pentru extragere a probei sau proceduri de curăț are a probei . Beneficii le metode i SPE sunt
robustețea, potențialul de automatizare, capacitatea de furnizare a extractelor curate,
izolarea selectivă și chiar o fracționare din componentele probei. În orice caz, d eoarece
sistemele SPE au un număr scăzut de plăci cromatografice, selectivitatea (măsurată ca
raportul dintre retenția cromatografică a analiților și interferenț a) trebuie să fie de mare, în
scopul obține rii unei separații bune. O astfel de sel ectivitate poate fi cu ușurință atins ă în
cazul în care molecula țintă este puternic non- polar ă, sau polar ă, precum furaneol, dar în
cazul în care ambii analiți și in terferenții sunt esteri etilici, sistemul SPE nu poate asigura o
separare suficientă [21] .
b) Microextracția pe fază solidă (SPME)
Microextracția pe fază solidă (SPME ) este o altă tehnică de pregatire a probei.
Avan tajele acestei tehnici constau în folosirea unei cantităț i mici de probă și permite rea
izolă rii și îmbogățirii analiților volati li și semi volatili din matrici solide sau lichide, în tr-un
timp scurt, într -un m od simplu și cu cheltuieli fi nanciare relativ scăzute. Acestă metodă
asigură liniaritatea rezultatelor într -o gamă largă de concentrații (până la ppt) . Este o
tehnică de conservare – care permite conservarea conținutului natural și compoziția probei
– nu necesită utilizarea unor temperaturi și presiuni ridicate, nici solvenți sau echipamente
65
complicate. Manipularea eșantionului și posibilitatea pierderii analiților este
nesemnificativă, însă pot fi întâ lnite unele dificultăți în izolar ea compușilor mai puțin
volatili sau cu afinitate mare pentru matrice, de exemplu, izolarea compușilor polari,
precum acizii organici din matr ici cu caracter polar din băuturi. Un exemplu de utilizare a
metodei este testarea influenței compușilor carbonil – aldehide și cetone – asupra
proprietăților organoleptice ale băuturilor alcoolice, în funcție de tipul și gradul de
condensare a acestora, folosind o- (2,3,4,5,6- penta fluorbenzil) hidroxilamină (PFBHA) ca
reactiv de conversie a compușilor carbonilici în derivați ai oximei și ulterior microextracț ia
în fază s olidă și cromatografia gazoasă cu detector cu captură de electroni (DCE) [11].
c) Extracția continuă lichid -lichid (LLCE)
În bă uturile alcoolice precum vinarsurile este des întâlnită extracția continuă lichid-
lichid. Făcând o comparație între microextracția pe fază solidă (SPM E ) ș i L L C E î n
extragerea compușilor volatili din vin ars, este dedus faptul că ambele tehnici ating limite
comparabile de detecție și de determinare, precum și intervalele corespunzătoare de
linearitate pentru determinarea cantitativă a analiților de acest tip. Însa, LLCE are o
sensibilitate mai mică în ceea ce prive ște unele componente ale buchetului, fapt dat de
eficiența inferioară a extracției . În plus, LLCE, ca orice extracție cu solvent, determină un
vârf d e solvent în cromatogramă, care în funcție de suprafața sa, poate împiedica
determinarea analiților mai volatili, precum acetatul de etil. Aplicarea teh nicilor de
extracț ie fara solvent , cum ar f i SPME elimină această problemă [11] .
2.3.3. Metode cromatografice de analiză a compu șilor volatili
a) Cromatografia gazoasă
Analiza calitativă și cantitativă detaliată a componentelor aromatice a alimentelor
este facilitată de utilizarea tehnicilor cromatografice. Din motive evidente, cromatografia
gazoasă cu diverse metode de detecție a găsit cea mai mare cerere în determinare a
substanțelor aromatice volatile. Cel mai adesea este f olosit detectorul de ionizare în flacără
(FID), care este un detector universal ce permite obținerea unei aromagrame co mplete a
produsului analizat [11 ]. Pentru realizarea unei astfel de analize, proba este standardizată
cu 50g de 3 -penta nol la litru de etanol absolut și apoi injectată direct î n cromatograf.
Această analiză poate fi utilizată atât pentru urmă rirea concentrației compuș ilor volatili din
timpul dist ilării, cât și pentru controlul calităț ii produselor finite [22] .
O sel ectivitate mai mare poate fi obținută prin cromatografia gazoasă
multidimensională (MDCG) sau prin spectrometrie de masa în tandem (MS -MS). Prima
66
metodă este utilă pentru analiza compușilor cu masă mică sau cu mode le nespeci fice de
fragmentare, în timp ce cea de -a doua metodă este preferată pentru compușii cu mase
moleculare mari și prezenți din abundență î n produs. Un avantaj suplimentar al
cromatografiei gazoase în tandem (GC -GC) este că este posibil să se lucreze în condiț ii
aproape de supraîncă rcare în masă (inclusiv injecția unui volum mar e de extract relativ
concentrat ) în prima coloană cromatografică și se obține încă o cromatografie perfectă de
separare în a doua coloană analitică, astfel încât metoda de detectare a limitelor poate fi
îmbunătățită [21 ].
Tehnicile MDGC au fost deja utilizate în cercetarea vinului cu diferite scopuri,
precum controlul calității și autenticității, identificarea compușilor de aromă noi sau
cuantificarea o dorizanților în urme. Prin combinarea unui SPE selectiv, un ui mare volum
de injectare și determinarea prin GC -GC-MS, se realizează cuantificarea cu precizie și în
mod convenabil a etil 2 -, 3- și 4- metilpentanoat și ciclohexanoat de etil în vinuri și băuturi
distilate. Metoda este potrivită pentru evaluarea nivelului și a potențialul ui senzorial a
acestor compuși în diferite bă uturi. Rezultatele sugerează că acești compuși se formează
prin esterificarea lentă cu etanol a acizilor corespunzători formați de diferite
microorganism e. Nivelurile acestor compuși se situează peste pragul corespunzător în cele
mai multe mostre de vinuri vechi sau de distilate, dar sunt deosebit de ridicate, în unele vinuri dulci, whiskyuri și coniacuri unde acestea pot constitui cele mai importante
contribuții la notele dulci -fructate [21].
Pentru cuantificarea aldehidelor alifatice de la C5 la C11 din băuturile etanolice,
precum băuturile spirtoase proaspăt distilate , este utilizată
o nouă metodă preci să și
sensibilă. Compușii carbonilici sunt derivatizaț i utilizând 3 -metilbenzot iazolin -2-onă
hidrazonă (METH) și apoi separaț i și detectati prin cromatografie gazoasă î n tandem cu
spectrometria de masă (GC -MS). Spectrometrul de masă a fost folosit datorită detecției
sale selective pentru identifica rea ionilor moleculari ai derivaților, obținâ ndu-se o
sensibilitate (0.2 -1.2 µg 𝑙−1 ) și o selectivitate bună . Este nevoie de mai puțin de o oră ș i 30
de minute pentru a cuantifica 9 aldehide alifatice din distilate de vin proaspete [23] .
De asemnea, tot prin cromatografie gazoasă î n tandem cu spectrometria de masă
(GC-MS) pot fi determinați compușii carbonilici în urmă . Odată ce acești compuși sunt
izolați într -un solvent organic selectat pentru volatilitate a ridicată, o ușoară evaporare poate
fi aplicată pentru obține rea unor concentrații importante de aldehide și cetone, în volume
mai mici. Pentru izolarea aldehidelor ș i cetonelor se foloseste reactivul T G irard. Acest
reactiv a fost utilizat și în trecut pentru izolarea unui numă r mare d e compuși natura li și
67
împreună cu aldehide le și cetonele produce hidrazonele corespunzătoare. Mixul obținut
este încălzit la 70°C, amestecat timp de 12 ore, extras pe fază solidă. Extrasul a fost spălat
cu HCl și introdus î n cromatograf . Compușii eluaț i au fost analizaț i de un spectrometru d e
masă cu capcană de ioni. Metoda este specifică pentru determinarea compușilor
carbonilici, ș i mai mult, cu ajutorul acesteia au fost determinați compuș i greu de identificat
precum 1 -octen -3-onă ș i 6-metil- 5-hepten -2-onă [24].
Compuș ii sulfurici din distilatele de vin pot fi analizați și cuantificați folosind
cromatografia gazoasă ș i un detector specific: detector de chemiluminiscență sulfurică .
Compușii cu sulf sunt extraș i cu diclormetan și sunt agitați timp de cinci m inute la
temperatura camerei. Amestecul se t oarnă într -o pâlnie de separare iar stratul organic este
recuperat. Extrasul este apoi injectat în cromatograful gazos echipa t cu un detector de
chemiluminiscență sulfurică GC-SCD, iar rezultatele sunt analizate ș i interpretate. Metoda
perm ite cuantificarea a 28 de compuș i cu sulf precum: dihdro- 2-metil-3(2H) -tiofenon, 5-
metiltiofenecarboxaldehid ă și 2- tiofenecarboxaldehidă [24].
O altă meto dă de identificare a compuș ilor volatili cu ajutorul cromatog rafiei
gazoase este reprezentată de cuplarea ace steia cu un spectrometru de masă, metodă care
permite identificarea simultană a componentelor aromatice ale distilatului din vin. Cu toate
acestea însă, detectorul olfactometric este cel mai eficient pentru detectar ea compușilor
volatili prezenți în probă , deoarece ac esta permite evaluarea olfactivă directă a sub stanțelor
eluate din coloană [11].
Cele mai multe metode analitice de determinare a compu șilor volatili din vinuri sau
distilate de vin se bazează pe cromato grafia gazoasă cuplată cu diferiț i detector i și cu
diverse moduri de pregă tire a pro bei. Analiza anisolilor halogenați se înscrie î n acest tipar,
metoda folosind cromatografia gazoasă cuplată cu detectorul de emisie atomică (GC-
AED). Pregatirea probei se r ealizează prin microextracție pe fază solidă î n headspace (HS –
SPME), care permite o eficiență ridicată de extracție a anisolilor halogenați în 60 min, iar
analiza se face prin GC -AED. Selectivitatea excelentă a detectorului de emisie atomică
furnizează cromatograme aproape specifice și permite determinarea simultană atât a
anilosilor clorurați cât și a anisolilor bromurați , într -o singură rulare cromatografică.
Com parativ cu spectrometria de masă (MS), aparatura utilizată în AED este mai ușor de
utilizat, iar cromatogramele acesteia pot fi interpretat e de un analist semi -calificat. Cu toate
acestea, un dezavantaj al AED este co stul său ridicat de întreținere [25] .
68
b) Cromatografia lichidă
În contrast cu cromatografia gazoasă, cromatografia lichidă este r ar utilizată în
analiza compuș ilor volatili, mai ales cromatografia pe coloană preparativă ca etapă în
prepararea unei probe înainte de analiza cromatografică în sine. O altă aplicație a
cromatografiei lichide este d eterminarea compuși lor instabili termic, cum ar fi amine le,
aldehide le sau compuși uș or volatili. Cu toate acestea, acest lucru este de obicei legat de
necesitatea de conversie a substanțelor determinate în derivate ca re permit detecția folosind
detectori uzuali în cromatografia lichidă , cum ar f i un detector ul de fluorescență (FD) sau
un detector cu matrice de fotodiode (DAD), ceea ce complică analiza [11].
O situație în care cromatografia lichidă este preferată î n favoarea cromatografiei
gazoase este cea de determinare a compuș ilor fenolici din distilatele de vi n. Pentru a putea
analiza compuș ii fenolici cu ajuto rul cromatografiei gazoase, aceștia trebuie transformați în
compuși mai volatili prin me tilare sau trifluoroacetilare, însă cromatografia lichidă de
înaltă performanță (HPLC) nu necesită etapa de derivatizare ș i compușii fenolici pot fi
detectaț i cu detector precum UV -vis, fotodiodă ș i fluorescență. Compușii fenolici ajung în
distilatele de vin în timpul matură rii acestora din lemnul de stejar, con tribuind semnificativ
la calităț ile organoleptice ale produs ului. Pentru determinarea rapidă a acestora, proba este
extrasă prin SPE pentru curățare și reducerea inteferenților și apoi introdusă în
cromatograful lichid de înaltă perfomanță (HPLC) cuplat cu spectrometria de masă de
înaltă rez oluție /cuadrupol (Q-Orbitrap). În concluzie, metoda propusă este un procedeu
valid ș i rapid pentru determinarea compuș ilor fenolic i în băuturi și extracte de alimente
[26].
2.3.4. Metode non – cromatografice de analiză a compuș ilor volatili
Determinarea acetaldehidei ș i a etanolului se poate face prin m ulte meto de, cum ar
fi de injecția în flux a difuziei gazului (FIA), electroanaliză, detecț ie electroanalitică,
spectroscopie în infraroș u (IR), cromatografia gazoasă cu injecție directă (GC) / detecție cu
ionizare în flacără (FID), injecție headspace, cromatografia lichidă de înaltă performanță
(HPLC) cu transforma re Fourier (FT). Cu toate acestea, unele dintre aceste metode nu sunt
suficient de precise (de exemplu, versiunile mai vech i ale GC), unele nece sită instrumente
complexe și costisitoare (HPLC), astfel că a fost dezvoltată o metodă enzimatică care
utilizează alcool dehidrogenaza (ADH) ș i acetalald ehid dehidrogenaza (AADH), enzime
utilizate frecvent în analiza etanolului ș i a acetalaldehidei din pr obele biologice. Ambele
enzime folosesc nicotinamid adenina (NAD+) drept coenzimă, care este redusă în timpul
69
reacției pentru a forma NADH. Formarea NADH este legată stoechiome tric de oxidarea
etanolului și acetialdehidei. Astfel, c oncentrația de NADH în probe poate fi utilizată pentru
a monitoriza spectrofotometric sau fluorometric concentrați ile metaboliților formați prin
NAD+ dependente dehidrogenaze. O soluție generală pentru măsurarea m etaboliților care
sunt implicati în reacțiile de NAD+ – cuplarea dehidrogenazelor are rolul de a lega reacția
la un alt set de reacții de cuplare: diaforaza oxidează NADH la NAD+, iar această reacție
poate fi cuplat a la conversia resazurinei non fluorimetrice la resorufina, care este o
substanță foarte fluororimetrica . Metoda enzimatică descrisă pentru determinarea
etanolului ș i acetiladehidei este mai sensibilă și mai reproductibilă spre deosebire de
metodologiile existente. Metoda dezvoltată este simplă, precisă și versatil ă, ș i a permis
determinarea concentraț iei de etanol și acetialdeh idă, fără o pregătire specială a probei
dintr-o largă varietate de băuturi alcoolice, dar ș i din alimente sau probe biologice [27] .
De asemenea, determinarea acetaldehidei, dar și a altor compuș i volatili este
prosibilă prin utilizarea reacției cu transfer de protoni cuplată cu spectrometria de masă
(MS-PTR) . Principalul său avantaj este că nu necesită utilizarea unui sistem de diluție, care
ar putea fi foar te interesant pentru aplicatii în vivo. Metoda este potrivită atât pentru
determi narea compuș ilor vol atili, cât ș i pentru analiza vâ rstei distilatului de vin [28 ].
Acidul elagic este un compus polifenolic regăsit în fructe, dar și în lemn. Î n timpul
procesului de maturare în butoaiele de stejar, concentraț ia acidului elagic crește, pri n
extracție directă a acidului elagic liber și hidroliza taninului din lemn. Conținutul de acid
elagic este deosebit de important pentru evaluarea autenticității distilatului de vin, ca
marker de maturitate a lemnului, diferențierea vinarsurilor în funcție de speciile botanice
și originea geografică a lemnului. Determinarea spectrofluorimetrică a acidului elagic se
bazează pe reacția acidului elagic cu boraxul în soluție alcoolică, cu formarea unui complex fluorescent. Proba este amestecată cu borax ș i un volum de etanol sau metanol,
formâ nd un complex care este măsurat cu spectrometrul de luminiscență . Cel e mai bune
rezultate au fost obținute în cazul amestecă rii cu metanol, însă amestecarea cu etanol oferă
avantajul evitării folosirii compușilor toxici. Rezultatele obț inute au fost comparate cu cele
obținute folosind HPLC ș i, conform testului t, rez ultatele nu au fost diferite [29 ].
2.4. Analiza metalelor
Concentrația metalelor băuturi le alcoolice este un parametru care afectează atât
consumul , cât și conservarea lor. Acest lucru derivă din efectele negative și pozitive
cauzate direct sau indirect de prezența metalelor. Efectele negativ e înglobează: alterarea
70
băuturilor, opacizarea, efecte asupra calităț ilor senzoriale și asupra sănătatii. Efectele
pozitive cuprind eliminarea mirosurilor ș i a gusturi lor neplă cute, participarea la procesele
fermentative, furnizarea unor minerale esențiale, precum și necesitatea în autentificare
[30].
Producere a distilatelor de vin reprezintă un proces discontinuu folosind un alambic
de bronz sau cupru, de aceea o parte din conținutul de metal prezent în aceste băuturi este
atribuit procesului de producție. Ca urmare , în bă uturile distilate de vin pot fi prezente
metale grele precum: cupru, plumb și cadmiu. Aceste eleme nte sunt de obicei prezente în
concentraț ii scăzute în majoritatea băuturilor alcoolice și , drept urmare, sunt necesare
tehnici analitice sensibile pentru determinarea lor [31] .
Metodele analitice ne cesită frecvent preconcentrarea eșantionului și/ sau un
pretratament pentru distrugerea matricei organice, precum digestia umedă, uscată,
calcinarea și dizolvare în cuptor cu micr ounde. Metodele analitice uzuale includ
spectrometria de absorbț ie atomică (AAS), spectrometria de emisie atomică (AES) și
spectrometrie de em isie optică cuplată cu plasma inductiv. Cromatografia ionică este de
asemenea utilizat ă pentru analiza ionilor metalici, de exemplu, în vodcă . O altă alternativă
implică , înainte a analizei probelor , o etapă de fracționare a metalelor din matricea
distilatului de vin folosind f ie rășini ionice sau adsorbanți [30,32].
a) Metode electrochimice
Metodele electrochimice au câștigat teren în analiza băuturilor alcoolice, datorită
simplității, rapiditatii și a costuri lor relativ reduse. Tehnicile electroanalitice sunt fie
pasive, fie active ( dinamic e), depinzând de existența sau absența procese lor de excitaț ie/
schimbări lor de concen trație a energiei de reacț ie la inter fața electrod – electrolit . Astfel ,
tehnicile potențiometrice (care măsoară potenția lul soluție i, ca răspuns la variabilele fizico –
chimice) sunt pasive, în timp ce tehn icile voltametrice (care masoară activitatea redox, ca
urmare a modificărilor potențiale dinamice) sunt active. Avantajele metodelor
electrochimice includ următoarele:
– Sunt simple, rapide, sensibile și ieftine;
– În cele mai multe cazuri, măsură torile electrochimice pot fi efectuate direct în
probă, fără tratare î n prealabil;
– Complexele organometalice ai multor ioni metalici pot fi adsorbi ți în picaturi de
Hg și, pri n urmare, sunt adecvate pentru analiza electrochimică folosind
suprafeț e de Hg;
– Toți ionii metal ici trebuie să fie în acee ași formă înainte de analiză.
71
Cu este analizat în băuturile alcoolice prin adăugarea unei concentrații ridicate de
ioni de clor pentru a garant a faptul ca toț i ionii de Cu sunt în aceeași formă ( CuCl2−).
Proprietățile catalitice ale ionilor de Cu(II) liberi și instabili pot fi valorificate pentru
determinarea elementului , deoarece oxidarea unui heterociclu cu azot nu are loc în
prezența unor complecși de Cu stabili și deci , oxidarea depinde direct de ionii metalici
liberi[30].
b) Metode potenț iometrice
Metodele potenț iometrice se bazează pe răspunsul potențiometric al analiților țintă.
Potenț iometria de stripping anodic (PSA) este cea mai importantă metodă din acest grup.
Principiile cheie ale celor două metode potențiometrice sunt prezentate în Fig. 2.2 si 2.3. Î n
PSA, reoxidare a joacă un rol cheie, deoarece este necesar un agent de oxidare ( fig. 2 .2). De
exemplu, O2 este utilizat în determinarea Pb, Cd și Cu în apă și în unele băuturi alcoolice
precum și pentru determinarea concentraț iei de Cu liber și total în vinuri. Hg(II) poate fi
folosit, de asemnea, drept oxidant, însă din cauza faptul ui că este toxic, acesta este î nlocuit
cu electrozi din materiale alternative [30].
Figura 2.2. Analiza de stripping potențiometrică
Cronopotenț iometria de stripping de adso rbție (AdSCP, Fig. 2.3) este utilizată în
analiza ceaiului, cafelei, vinuri lor albe ș i roșii, berii, coniac ului. Derivatul anodic
cronopotenț iometric de separare este uti lizat pentru determinarea anion ilor anorganici
(𝐶𝑙−, 𝑁𝑂3−, 𝑆𝑂42−) și cationi lor metalici ( 𝐶𝑑2+, 𝑃𝑏2+ , 𝑍𝑛2+ ) din vin.
72
Figura 2.3. Analiza Cronopotenț iometric ă de stripping de adsobț ie
Avantaje:
– Analiza nu este afectată de adsorbția compuș ilor organi ci când striparea este
realizată de un oxidant chimic ;
– Metodele potenț iometrice sunt potrivite pentru măsurarea directă a
concent rațiilor de ioni metalici liberi în sistemele alcoolice cu un conținut
ridicat de compuș i organic i;
– Costurile de întreținere sunt reduse, metodele sunt extrem de sensi bile, exacte și
precise; adesea nu este necesară o etapă de extracție și pot fi folosiț i electrozi
disponibili;
c) Metode voltametrice
Determinarea metalelor în băuturile alcoolice po ate fi realizată prin voltametria de
stripping. Aici, un potențial selectat este apli cat într -o perioadă determinată de timp , pentru
a reduce și depune metalul din matricea lichidă pe suprafața electrodului. Apoi, se aplică
un potențial astf el încât metalul este reoxidat ( Fig.2.4) . Cantitatea de metal redusă și apoi
reoxidată este proporțională cu concentrația de metal în lichid.
Figura 2.4 Anal iza voltametrică de strip ping anodic
Avantajele acestei tehnici includ exactitatea, sensibilitatea, costurile reduse ,
rapiditatea și lipsa necesității în prealabi l a eșantionului. Cuantificarea se realizează prin
măsurarea ariei de sub curba de oxidare. Metale frecvent analizate prin această tehni că
includ Cu, Cd, Pb, Zn și Ni. Rezultatele sunt compar abile cu cele obținute prin AAS [30].
Pentru a determina arsenu l a fost dezvoltată o metodă eletroanalitică care implică
folosirea de soluții de 𝐶𝑢2+, din coniac, cu ajutorul unui electrod format din pastă de
73
carbon modificat ă cu nanotuburi de carbon (CNTPE) și rășini polimerice. S-a folosit
voltametria de stripping catodic impulsională diferențială (DPV) ș i cu impulsur i normale
(LSV) pentru CNTPE care conține ulei mineral sau silicon ca liant, un electrod cu fir de
platină drept electrod auxiliar și electrodul de referință a fost de Ag | AgCl . Concentrația
de arsen a fost determinată prin metoda adaosului standard [33].
d) Metode spectrometrice
Drintre metodele instrumentale utilizate în analiza elementală a băuturilor alcoolic e
distilate, dominante sunt metodele spectrochimice . Prin urmare, spectrometria de masă cu
plasmă cuplată inductiv (ICP -MS) și spectrometria de emisie optică (ICP -OES) sunt destul
de frecvent utilizate. ICP -MS este aplicată pentru determinarea elementelor în urmă a Ca,
Al, Cd, Cu, Pb și Sb sau analize multielementale . ICP -OES este ut ilizat exclusiv pentru
determinări multielementale [34].
Mai mulți autori au determinat cupru l în vin și distilate de vin prin utilizarea
spectrometriei de absorbție atomică în flacără (FAAS) și spectrometria de raze X [3 1].
Spectrometria de absorbție atomică în flacără (FAAS), care acționează cu o flacără de aer –
acetilenă, este aplicată de obicei pentru măsurători le elementelor majore ( C a ș i M g ) ș i
elemen te minore (Cu, Fe, Mn și Zn) di n băuturile alcoolice distilate. Datorită puterii de
detecție mai mici, elementele în urmă precum Cd, Co, Cr, Ni ș i Pb nu s unt det erminate prin
această metodă [34 ].
Plumbul a fost det erminat prin generare de hidrură prin injectare î n flux de AAS,
spectrometrie de masă ICP (ICP -MS). Voltametria și cromatografia ionică au fost folosite
pentru determinarea plumbului și cadmiu lui. Spectrometria de absorbție atomică
electrotermică (ET-AAS) este utilizată pe scară largă pentru determinarea plumbului și
cadmiul din vinuri și alte băuturi alcoolice precum coniacul . Acest lucru este deosebit de
avantajos, deoarece timpul de pregatire al probei este minim, fapt care conduce la o
economie de timp și reducerea posibilităților de contaminare încrucișată [35].
Concentrațiile elementelor sunt frecvent măsurate în vinars folosind spectrome tria
de absorbție atomică cu cuptor de grafit (GF-AAS) cu tuburi de grafit și platforme
integrate sau inserate L'Vov. T uburi le de grafit fără platforme sunt însă rar folosi te. GF –
AAS este aplicat pentru determina rea unui anumit grup elemente: Al, As, Cd, C r, Cu, Fe,
Ni, Pb și Sb. Cu toate acestea, metoda poate fi folosită și pentru determinarea elementelor
majore și minore selectate precum Zn, Fe, Ca, Mg și Na. Parametrii programului GF de
temperatură (de exemplu temperaturi le de uscare, piroliză și atomizare), tipurile și
cantitățile de reactivi chimici sunt optimizaț i pentru a as igura condițiile care garantează cea
74
mai bună reproductibilitate a răspunsurilor analitului, cele mai mici limite de detecție
(LOD) și cele mai bine definite vârfuri de abso rbție atomică. Avantajul principal al
determina rilor folosind GF -AAS reprezintă necesitatea de pregătire minimă a probelor
[34].
Spectrometria de absorbție atomică cu cuptor de grafit cu sursă continuă de înaltă
rezoluție (HR -CS-GFAAS) oferă o analiză rapi dă și eficientă a Cu din bă uturile alcoolice.
Metoda este una selectivă , extrem de sensibilă, nu necesită o pregă tire în prealabil a
eșantionului sau o diluț ie a acestuia și implică un volum redus de probă . Comparativ cu
metodele prezentate anterior, HR -CS-GFAAS este cea mai simplă, eficientă și ieftină
metodă de analiză [36]. Pentru obț inerea unor rezultate mai precis e și pentru eliminarea
erorilor oferite de un spectro metru multicomponent, se foloseș te metoda adosului standard
cu Bi și Te [37].
Alte tehnici spectrochimice utilizate inclu d spectrometria de fluorescență totală de
reflexie a razelor X (TRXF) pentru determinarea concentraț iilor de Cr, Cu, Fe, Mn, Ni ș i
Zn și spectrofotometria UV-VIS pentru analiza concentraț iei de Cu. Pregătirea prob ei
pentru TX RF se realizează prin uscarea eș antioanelor folosind reflectoare adecvate și
iradierea direct ă prin fascicule de raze X primare. Î n plus, ele pot fi inițial calcinate iar,
soluțiile rezultate uscate înainte de determinare. Uneori, spectrometria de absorbție atomică
– cu generare de hidruri – cu injecție în flux – cu tuburi de cuarț încă lzite (FIHG – HQT –
AAS) este utilizată pentru determinarea As, Hg și Pb [34 ].
2.5. Capacitatea antioxidantă a distilatelor din vin
Există mai multe studii axate pe e valuarea compușilor antioxidanț i totali di n fructe.
Capacitatea antioxidantă este legată de capacitatea de a capta radicalii liberi, fiind un
mecanism de apărare important al sistemelor vii, în opoziția stresului oxidativ. Mai m ulte
dovezi sugerează faptul că stresul oxidativ este o cauză majoră a imbatranirii ș i a mai
multor boli cronice, inclusiv cancerul, diabetul, bolile cardiovasculare, boala Alzheimer și
alte tulburări neurodegenerative. Mulți compuși antioxidanți, precum polifenoli i, au
proprietăți a ntiinflamatorii, antimutagenic e, antibacteriene, antivirale, într -o măsură mai
mare sau mai mică [38].
În timpul producției băuturi lor alcoolice din fructe sau din fructe fermentate,
precum băuturi le spirtoase sau lichioruri le, este de așteptat ca unii compuși antioxidanți,
precum compușii fenolici, să rămân a în aceste băuturi. M ai mult decât atât, maturarea în
butoaie de lemn repr ezintă o sursă majoră de compuși fenolici î n rom, vin, whisky ș i
75
coniac. Aceste băuturi au un conținut variabil de compuși fenolici cu greutate moleculară
mică precum vanilina, acid siringic, acid vanillic, acid galic, cumarina și compușii furanici,
care pot fi legați de capacitatea lor antioxidantă [38].
2.5.1. Metode spectrofotometrice
Cele mai multe metode chimice pentru determinarea capacității antioxidante
folosesc același principiu: este generat un radical colorat sintetic sau un compus redox
activ iar capacit atea unei probe biologice de a elimina radicalul sau de a reduce compusul
redox activ este monitorizată cu ajutorul unui UV -Vis, aplicând un standard adecvat pentru
cuantifica rea capacităț ii antioxidante . Abordarea se bazează pe transferul de electroni și
implică re ducerea unui oxidant colorat – DPPH • (1,1- difenil-2-picrilhidrazil), care cuprinde
o modificare a culorii ș i care este cuantificat ă spectrofotometric. Metoda DPPH este
frecvent utilizată pentru a evalua capacitatea antioxidantă a băuturilor distilate maturate în
butoaie de le mn, iar pentru determinar ea conținutului total de compuși fenolici este folosită
metoda Folin -Ciocalteau [38].
2.5.2. Metode electrochimice
Tehnicile electrochimice sunt în curs de dezvoltare ca metode alternative, având în
vedere dezavan tajele cu care se confruntă metode le spectrofotometrice, precum utilizarea
de reactiv i scump i și neecologici , timpul de reacție nedefinit, pretratare îndelungată a
probei și nivelul de precizie și sensibilitate scăzut .
Metodele electrochimice se bazează pe determina rea puterii totale de red ucere a
antioxidanți lor cu greutate moleculară mică. Puterea totală de reducere este definită ca
fiind capacitatea anumitor molecule de a acționa ca donori de electroni sau receptori de
protoni în reacțiile de oxido -reducere. Un avantaj al acestor metode electrochimice este că
acestea permit determinari rapide, simple și ieftine; și, în unele cazuri, acestea permit
măsurători în preze nța compușilor care interferă alte metode – cazul acidului ascorbic în
suc, care poate masca existența altor acizi or ganici. Un alt avantaj al metodelor
electrochimice este faptul că acestea permit determinarea unui număr mare de parametri
experimentali care ajută la caracterizarea compuși lor fenolici prezenți în probe. Dintre
toate tehnici le electrochimice existente, cel mai frecvent utilizate sunt voltametria ciclică ,
volta metria de undă patratic ă, voltametria impulsională diferentială și cronoamperometria
[39].
76
a) Voltametria ciclică
Voltametria ciclică (CV) este cea mai utilizată tehnică de obținere a informației
calitative despre proprietățile și caracteristicile proceselor electrochimice. Această tehnică
oferă informații importante asupra termodinamicii proceselor redox și cinetica reacțiilor de
transfer de electroni eterogene, precum ș i asupra reacțiilor chimice cuplate sau proceselor
de adsorbție . Voltametria ciclică constă în scanarea potențialul ui liniar al unui electrod de
lucru staționar (WE) folosind un potențial de undă triunghiulară. În funcție de informațiile
solicitate, pot fi folosite cicluri unice sau multiple. Potențiostatul / galvanostat ul măsoară
curentul generat de proce sul redox rezultat pe o diagramă de curent vs potențial ul aplicat.
Există rapoarte în care diferite materiale sunt utilizate ca electrozi de lucru, indiferent dacă
aceștia sunt nemodi ficați (de exemplu electrodul de Pt, electrod ul de sticlă de carbon
(GCE) ș i electrod de diamant dotat cu bor (BDD)) sau modificaț i [39].
b) Voltametria impulsională diferențială
Voltametria impulsională diferențială (DPV) re prezintă o tehnic ă în care impulsuri
cu magnitudine fixă sunt suprapuse pe o rampă de potențial liniar. Această metodă este
aplicată pentru cuantificarea capacității antioxidante datorită limitelor de detecție foarte
bune și folosește electrozi modificaț i. Pentru determinarea capacităț ii antioxidante a
distilatelor de vin sunt utilizatie nanotuburi MWCNT , si electrodul sticlos de carbon
(GCE). Electrozi i sticloș i de carbon pot fi utilizați după modifica rea suprafeței de lucru ,
fapt care îmbunătățeste sensib ilitatea lor. Aceste modificări pot fi realizate prin diferite
moduri; de exemplu, prin aplicarea altor materiale la suprafața electrodului, la fel ca în
cazul nanotuburi lor de carbo n, pentru determinarea capacităț ii antioxidante în coniac sau
folosind sinergia creată de mai mulți agenți de modificare pentru a construi un sistem
multiplu . Componentele antioxidante ale vinarsului sunt electrochimic oxidat e pe
electrod ul de carbon de sticlă modificat cu mai multi pereti din nanotuburi de carbon la
0,44 și 0,59V în soluție tampon fosfat 0.1 М la pH 3.0 [40].
c) Voltametria cu undă patratică
La fel ca în cazul DPV, SWV a fost utilizat pentru a identifica și cuantifica
antioxidanți i din cadrul matricei alimentelor și a băuturilor, obținâ nd astfel limite de
detecț ie foarte bune. Când luăm în considerare caracteristicile acestei tehnici în ceea ce
privește eliminarea curentului capacitiv, acesta a fost utilizat în diferite matrice ale
produse lor alimentare. În unele cazuri, folosind GC ca electrod de lucru, a fost verificată
posibilitatea de a studia pr oduse care nu sunt electrochimic activ e dacă se utilizează CV,
datorită formării de pelicule polimerice care blochează suprafața electrodului. E lectrozi i
77
GC au fost de asemenea utilizati pentru a adsorbi electrochimic c ompuși de int eres anterior
scanării anodic e. Prin utilizarea acestui procedeu de separare au fost atinse limite de
detecție foarte scăzute [39].
d) Cronoamperometria
Pentru studierea capacităt ii antioxidante, este importantă evaluar ea curentului
staționar obținut la un potențial de lucru. În unele cazuri, această opțiune permite obținerea
unor rezultate distincte pentru diferite produse, de exemplu vinuri; chiar și atunci când
aceste probe nu prezintă semnale rezultat e important e atunci când studiile prin voltametrie
ciclică efectuate sunt terminate. A ceastă tehnică perm ite determinarea parametrilor drept
coeficienț i de difuzie folosind valoarea curentului care corespunde unui control difuzional
al reacției [39].
Din perspectiva electr odului, GC este folosit destul de des , dar electrozi i modificați
sunt de asemenea utilizaț i pentru efectuarea mai multor studii, de exemplu, unul modificat
cu nanotuburi de carbon cu pereți multipli, care per mite identificarea falsifică rilor în
coniac într -un mod rapid prin determinarea valorii curentului staționar după 75 s de la
inițierea experimentul ui cronoamperometric [40].
Metodele electrochimice oferă rezultate satisfăcătoare în determinarea capacităț ii
antio xidante din distilatele de vin și au o bună corelare cu alte tehnici analitice. Acest lucru
permite punerea în aplicare a acestora ca instrument de determinare rapidă, ușoară și
economică a capacităț ii antioxidante. De asemenea, sensibilitatea ridicată obținută prin
aceste tehnici, limitele de detecție foarte bune, dar și faptul ca același echipament
(potențiostat / galvanostat), cu puține resurse (un set de electrozi), permite aplicarea mai
multor metode de determinare din mai multe probe. De asemenea, în acest fel, ambii parametri de analiză fizico- chimici pot ajuta la propunerea de mecanisme de reacție,
precum și la o mai bună înț elegere a sistemului în studiu [39].
2.6. Î nvechirea distilatelor de vin
În timpul p rocesului de îmbătrânire, distilatul de vin dobândește o aromă
caracteristică diferită de cea a distilatului inițial proaspăt. Aceste modificări senzoriale sunt
influențate de proveniența și speciile de lemn, de tratament ul termic al lemn ului și de
timpul de îmbătrânire. Complexitatea aromelor din vinars este mărită datorită extracției
anumitor compuși din lemn (volatili și nevolatili) în distilat. Diferiț ii compuș i volatili
extrași din lemn (lacton e, compuși furanici, derivați din vanilină și derivați din fenol) au
propri etăți senzoriale importante și prezin tă corelații importan te cu câteva atribute
78
olfactive precum mirosul de vanilie , fum, fructe uscate, prăjite, oferind distilatelor de vin
proprietati unice [41].
Vanilina este o aldehidă fenolică a cărei prezența în vinars rezultă din extracția
lemn ului și din oxidarea coniferil aldehidei . De asemenea, extracția și degradarea ligninei
din lemn de către distilatul de vin , un proces numit hidroalcooliză care conduce la
formarea mai multor aldehide fenolice din vanilină. Cant itatea de vanilină din vinars creș te
în timpul procesului de îmbătrânire a distilatului de vin. În ceea ce privește ceilalți
compuși odoranți, precum fenolii volatili, acetovanilona, β -metil- γ-octalactona, esterii,
acizii și alcoolii, unele studii au raportat creșterea acestora în timp ul procesului de
maturare [42].
Din cauza motivelor economice, î n distilatele de vin sunt adă ugate diferite produse
precum vanilina sau caramel ul pentru scurtarea timpului de maturare din butoaie, dar ș i
pentru falsificare . Astfel, evaluarea autenticităț ii distilate lor de vin devine indispensabilă ,
fiind de asemenea un indicator al tipului de lemn folosit în procesul de maturare. Mai mulți
autori au folosit conținutul de derivaț i furanici sau raportul de compuși fenolici proveniț i
din lem n drept indicator a autenticității distilatelor de vin [43].
2.6.1. Determinarea timpului de î nvechire
În băuturile alcoolice maturate precum vinul , coniacul și tequila sunt prezenți
compuși fenolici cu greutate moleculară mică, precum: acidul galic, vanilina,
siringaldehida, sinapinaldehida, coniferaldehida, acidul si ringic, acid ul ferulic și compuși i
furanici. Apariția acestor compuși în băuturile alcoolice este rezultatul proceselor de
degradare și oxidare a ligninei din stejar. Acest lucru este considerat drept dovadă a
faptului că băutura alcoolică a fost maturată în mod autentic într -un butoi de stejar. Prin
identificarea compușilor pe care aceste băuturi alcoolice le dobândesc în timpul
îmbătrânirii, este posibil să se autentif ice această etapă de producție [44].
Compușii fenolici pot fi determinați prin injectarea directă a probei în HPLC cu
detecto r UV -Vis. Această metodă permite atât determinarea vârstei distilatului de vin, cât
și diferențierea distilatelor maturate în but oaie de stejar de cele î nvechite prin metode
alternative. Astfel, î n condiții experimentale, majoritatea compușilor studiați tind să
crească în timp, dar cinetica lor de ex tracție / oxidare difer ă, în funcț ie de tehnologia de
învechire . Maj oritatea compușilor prezintă cea mai mare concen trație in vinarsurile
maturate în butoaie din lemn [44].
79
2.6.2. Determinarea tehnologiei de î nvechire
Determinarea tehnologiei de î nvechire a distilatelor de vin poate fi stabilită prin
analiza ș i cuantificarea compuș ilor volatili din distilatul de vin cu ajutorul cromatografiei
gazoase cupl ate cu un detector de ionizare î n flacara (GC -FID); cuantificarea se efectuează
prin analiza în aceleași condiții, a soluțiilor standard hidroalcoolice conținând cantități
cunoscute de compuși volatili [42]. Tehnolog ia de învechire poate fi determinată, de
asemenea, ș i prin HPLC cu detector UV -Vis, metodă care analizează conținutul de
compuș i fenolici [44].
Sistemul de învechire influențeaza în mod semnificativ mod ul de acumu lare al
compușilor, în special a compușil or din lemn. Acest efect pare să cuprindă influenț a unui
proces de încălzire a doagelor, care induce o compoziț ie volatilă diferită a lemn ului la
doage și butoaie de lemn. În consecință, vinarsurile produse în butoaie de lemn sunt
asociate cu cantități mai mari de acid acetic, 5 -metilfurfural, eugenol, acid acetic, cis -β-
metil- γ-octalactonă și hidroximetilfurfural [42].
Deși majorita tea compusilor fenolici prezintă cea mai mare concentrație în
vinarsurile î nvechit e în butoaie de lemn de stejar, acidul galic, acidul el agic și
siringaldehida, precum și vanilina și 5 -metilfurfuralul, care sunt puternici antioxidanți și
compuși odoranti ai distilatului de vin, au un conținut mai mare în vinarsurile învechite în
rezervoare din oțel inoxidabil cu bucă ți de lemn. Acest aspect relevă potențialul acestor
tehnologii altern ative de producere a distilatelor de vin cu o calitate generală ridicată și
costuri mai mici de învechire [44].
2.6.3. Determinarea lemnului folosit la î nvechire
Învechirea vinarsurilor se real izează de obicei prin depozitarea lor în butoaie de
stejar. În timpul aces tei perioade de maturare, băutura dobândește caracteristici senzoriale
interesante, ca urmare a extracției și a degradării multor compuși din matricea lemnoasă.
Din punct de vedere istoric, au fost folosite mai multe tipuri de lemn, da r cel mai frecvent
utilizat este lemnul de stejar, și anume speciile europene ( Quercus robur și Quercus
sessiliflora ) și stejarul alb din America ( Quercus alba). A fost î ncercată învechirea
distilatelor de vin în doage de castan, iar î n urma determi nărilor, s -a constatat faptul că
distilatele de vin învechite în aceste butoaie prezintă o calitate bună ș i un nivel m ai ridicat
în compuș i fenolici [45].
Lemnul din care sunt confecționate doagele în care este învechit distilatul afectează
calităț ile organoleptice ale distilatelor astfel: vinarsurile înve chite cu lemn de castan
80
prezintă o culoare topaz cu inten sități mai mari și intensități mai mici ale culorii galben -pai
decât distilatele învec hite cu stejar. Aceste rezultate denotă faptul că distilatele învechite în
lemn de castan prezintă o culoare mai matură. Intensitatea culorii crește odată cu trecerea
timpului de învechire, iar galben ul pai scade în timpul învechirii . În ce ea ce privește
aroma, vinarsurile învechite cu lemn de castan au prezentat cele mai înalte intensităț i de
vanilie, caramel , cafea, dulce și corp și cele mai scăzute in tensități de verde și amar , spre
deosebire de vinarsurilee maturate în lemn de stejar [42].
Analiza compușilor fenolici din cele două tipuri de lemn, stejar și castan, a fost
efectuată cu ajutorul examinării maceratului de lemn prin GC -MS, determinându- se pentru
prima dată lactona acidulu i 4-hidroxi -2-butenoic din lemn de stejar și cas tan și 2 – 3-metil-
1-butanol, benzaldehida, acetovanil ona, 4-metilguaiacol, 4 -propilguaiacol, 4- etilguaiacol,
eugenol, izoeuge nol, 4- metils iringol și 4 -alil-siringol în castan. Eugenolul, cis -β-metil- γ-
octalactona , furfuralul, lactona acidului 4- hidroxi -2-butenoic, acidul hexanoic și guaiacolul
sunt compuși importanți care ar putea ajuta la controlul originii lemnului [45].
De asemnea, determinarea lemnului în care a fost î nvechit dist ilatul de vin poate fi
realizată ș i prin analiza vinarsului injectat în cromatograful gazos cu detector de ionizare în
flacără (GC -FID) sau î n cromatograful gazos cuplat cu spectrometria de masă (GC-MS)
[42].
Tabelul 2.2. Sumar al metodelor utilizate în controlul calității distilatelor de vin
Nr
Crt. Compus Metodă Uz în practi că Referință
bibliografică
Compuș i volatili
1. Alcooli, aldehide,
esteri Nas electronic ș i HS /
GC-FID Controlul calității,
evaluare olfactivă [12,15, 22,]
2. Alcooli Limbă electronică Metodă de control
cantitativ a alcoolului [14]
3.
Compuș i volatili HS-SPME, GC -MS,
MALDI -TOF ș i
MALDI -TOF/TOF
MS
Determinarea buchetului,
diferenț ierea distilatelor de
vin
[16]
4. Etil 2 -, 3- și 4-
metilpentanoat și
ciclohexanoat de etil MDGC, SPE/ GC –
GC-MS Caracterizarea produslui,
determinarea buchetului
[21]
5.
Aldehide alifatice de
la C5 la C11 Derivatizare cu 3 –
metilbenzotiazolin -2-
onă hidrazonă
(METH)/GC -MS
Caracterizarea produsului
[23]
6. Compusi carbonilici
în urmă (1- octen -3-
onă și 6- metil- 5-
hepten -2-onă)
GC-MS
Determinarea buchetului
[24]
81
Tabelul 2.2. continuare
7. Compuș i cu sulf GC-SCD Caracterizarea ș i
clasificarea distilatului [24]
8. Anisoli halogenați HS-SPME / GC -AED Determinarea anilosilor
clorurați și a anisolilor
bromurați [25]
9. Amine, aldehide LC-DAD, LC -FD Caracterizarea produsului [11]
10. Compuș i fenolici SPE/HPLC -UV Determinarea buchetului ,
determinarea timpului de
învechire [26,44]
11.
Acetaldehidă ș i
etanol HS/GC -FID, HP LC-
FT, MS- PTR, Metoda
enzimatică (ADH și
AADH)
Analiza vârstei
distilatului de vin
[27,28 ]
12.
Acid elagic Com plexare cu borax
și etanol/spectrometru
sau HPLC
Evaluarea autenticității
distilatului de vin
[29]
Metale
13.
Pb, Cd, Cu Digestie umedă,
uscată, calcinare/AAS,
AES
Analiza calitativă,
controlul calităț ii
[31,32]
14.
Cu Metode
electrochimice, metode
potenț iometrice,
spectrometria de raze
X, HR-CS-GFAAS
Controlul calității
[30,31,37]
15. As CNTPE Analiza calitativă și
cantitativă [33]
16. Ca, Al, Cd, Cu, Pb și
Sb ICP-MS, ICP-OES ,
GF-AAS Analiza elemntală [34]
17. Pb, Cd ET-AAS Analiza cantitativă [35]
18. Cu, Fe, Mn și Zn FAAS Analiza elemntală [34]
Capacitatea antioxidantă
19. Compuș i fenolici Spectrometrie UV -vis Capacitatea antioxidantă [38]
20. Capacitate
antioxidantă MWCNT/GCE Diferenț ierea produselor
cu ajutorul curentului
electric [39]
Învechire
21. Acid acetic, 5 –
metilfurfural , acid
acetic, cis- β-metil- γ-
octalactona și
hidroximetilfurfural
HPLC -UV-vis
Determinarea tehnologiei
de învechire
[42,44]
22. Cis-β-metil -γ-
octalactona,
furfuralul, lactona
acidului 4 -hidroxi -2-
butenoic, acidul
hexanoic
GC-MS, GC -FID
Determinarea lemnului
folosit la î nvechirea
distilatului
[42,45]
82
Capitolul 3
Calculul tehnologic al unei coloane de fracționare
3.1. Tema și datele de proiectare
Să se realizeze calculul de predimensionare al unei coloane de f racționare a unui
amestec binar alcool etilic – apă, conținând 𝑔𝐹 = 30% vol etanol, cu scopul obținerii unui
distilat care să conțină 𝑔𝐷 = 93% vol etanol și a unui rez iduu având concentrația în etanol
𝑔𝑤 = 1% vol etanol.
Coloana este echipată cu tal ere cu clopoței. Se cunosc urmă toarele date de
proiectare:
– Temperatura la vâ rful coloanei, 𝑇𝑣 = 82°C;
– Debitul masic de alimentare 𝐺𝑤= 2770 kg/h;
– Alimetarea are loc la punctul de fier bere ( q=1);
În figura 3.1. este prezentată o coloană cu o zonă de rectificare și o zonă de
epuizare. Acest tip de coloană este d enumită coloană simplă sau coloană clasică și
realiz ează separarea amestecului de alimentare în două produse: distilat și produs de blaz.
Calculul coloanelor pentru fracționarea amestecurilor binare se realizează pe baza
ecuațiilor de bilanț de masă. Cu aj utorul bilanțurilor de masă se vor calcula principalele
fluxuri ale coloanei:
– Debitul de alimentare, F;
– Debitul de distilat, D;
– Debitul de produs din zona din blaz, W;
– Debitul de lichid din zona de rectificare 𝐿𝑟;
– Debitul de vapori din zona de rectificar e, V;
– Debitul de lichid din zona de stripare, V’.
83
Zona de stripare (de
epuizare)Zona de rectificare
(de concentrare)
F, x fCondensator de varf
Vas de reflux
Taler de alimentare
(zona de alimentare)
Refierbator
W, x wVw, ywD, x dV4, y4
L4, x4V3, y3
L3, x3L0, xd
V2, y2
L2, x2V1, y1
V’2, y’2
V’3, y’3
V’4, y’4L1, x1
L’3, x’3
L’4, x’4L’2, x’2
Figura 3.1. Schema coloanei de rectificare
3.2. Calculul de predimensi onare a coloanei de fracționare
Debitul molar de a limentare se calculează cu relaț ia:
𝐹=𝐺𝑚∙(𝑔𝐹
100 ∙ 𝑀𝐴+ 100− 𝑔𝐹
100∙𝑀𝐴), (kmol/h) (3.1)
unde:
𝑀𝐴 – masa moleculară a alcoolului etilic , (kg/kmol)
84
𝐹 = 2770 𝑘𝑔/ℎ ∙(30
100∙46+100−30
100∙18)=2770∙�30
4600+70
1800�=2770∙(6,510−3+
0,04)=128 ,8 ~ 129 kmol/h.
Concentrațiile exprimate în fracții molare ale acestor două fracț iuni de distilat sunt:
𝑥𝐹=% 𝐴𝐸
𝑀𝐴𝐸
% 𝐴𝐸
𝑀𝐴𝐸+ 100−% 𝐴𝐸
𝑀𝐻2𝑂 (3.2)
unde:
% AE – procent de volum alcool etilic, (% vol.)
𝑀𝐴𝐸 – masa moleculară a alcoolului etilic, (kg/kmol)
𝑀𝐻2𝑂 – masa molecular a apei , (kg/kmol)
𝑥𝐹= 30
46
3046+7018=0,65
0,65+3,8=0,146
𝑥𝐷= % 𝐴𝐸
𝑀𝐴𝐸
% 𝐴𝐸
𝑀𝐴𝐸+ 100−% 𝐴𝐸
𝑀𝐻2𝑂 (3.3)
unde:
% AE – procent de volum alcool etilic in distilat, (% vol.)
𝑀𝐴𝐸 – masa moleculară a alcoolului etilic distilat, (kg/kmol)
𝑀𝐻2𝑂 – masa molecular a apei , (kg/kmol)
𝑥𝐷= 93
46
93
46+7
18=2,02
2,02+0,39=0,838
𝑥𝑊= % 𝐴𝐸
𝑀𝐴𝐸
% 𝐴𝐸
𝑀𝐴𝐸+ 100−% 𝐴𝐸
𝑀𝐻2𝑂 ( 3.4)
unde:
85
% AE – procent de volum alcool etilic in reziduu, (% vol.)
𝑀𝐴𝐸 – masa moleculară a alcoolului etilic din reziduu, (kg/kmol)
𝑀𝐻2𝑂 – masa molecular a apei , (kg/kmol)
𝑥𝑤= 1
46
1
46+99
18=0,02
0,02+5,5=0,004
Ecuațiile de bilanț materiale sunt:
F = D + W (3.5)
𝐹∙𝑥𝐹=𝐷∙𝑥𝐷+𝑊∙𝑥𝑊(3.6)
129 ∙ 0,146 = D ∙ 0,838 + W ∙ 0,004
18,834 = D ∙ 0,838 + (129 – D) ∙ 0,004
18,834 = 0,838D + 0,516 – 0,004D
18,838 – 0,516 = 0,838D – 0,004D
18,318 =0,834𝐷 => 𝐷=18,318
0,834=21,96 𝑘𝑚𝑜𝑙 /ℎ
W= 129 – 21,96 = 107,04 kmol/h
Se va trasa curba (x -y), anexă și se va citi fracția molară î n vapori, 𝑦𝑓= 0,32.
Se va calcula refluxul minim al coloanei de rectificare, p entru amestecuri binare cu
relația:
𝐿𝑚𝑖𝑛=𝑥𝐷−𝑦𝐹
𝑦𝐹−𝑥𝐹 ( 3.7)
𝐿𝑚𝑖𝑛 = 0,838−0,32
0,32−0,146 = 0,518
0,174 = 2,98 kmol/kmol distilat
Refluxul la care lucrează coloana de rectificare se va calcula cu relaț ia:
L = C ∙𝐿𝑚𝑖𝑛 ( 3.8)
în care:
86
L – refluxul de lucru al coloanei, kmol/kmol distilat
C – de reflux (C>1).
Se va considera că C = 1,1.
L = 1,1∙𝐿𝑚𝑖𝑛 = 1,1 ∙ 2,98 = 3,3
Deoarece q=1, rezultă că 𝑥0𝐹 = 𝑥𝐹 = 0,3.
Se va calcula debitul de lichid din zona de rectificare a coloanei, 𝐿𝑟 , din relaț ia:
L = 𝐿𝑟
𝐷 (kg/h) ( 3.9)
unde:
L – refluxul de lucru al coloanei, kmol/kmol distilat
D – debitul de distilat – alcool, kmol/h
𝐿𝑟= L ∙ D= 3,3 kmol/kmol distilat ∙ 21,96 kmol/h = 72,5 kmol/h.
Se va calcula debitul de vapori din zona de rectificare a coloanei cu r elația:
V = 𝐿𝑟+D, kmol/h ( 3.10)
unde:
V – debitul de vapori, (kmol/h)
𝐿𝑟 – debitul de reflux din zona de rectificare, (kmol/h)
𝐷 – debitul de distilat, (kmol/h)
𝑉= 72,5 kmol/h + 21,96 kmol/h = 94,46 kmol/h.
Se vor determina debitul de lichid din zona de stripare a coloanei, 𝐿 ′𝑟, si debitul de
vapori din zona de stripare a coloanei, V’.
V = V’ + (1 -q)∙ F, kmol/h ( 3.11)
Din relația (3.11) se observă că V = V’.
𝐿𝑟′= 𝑉’ + 𝑊 ( 3.12)
87
Știind că V’ = V, relaț ia (3.12) se poate scrie subforma:
𝐿𝑟′= 𝑉 + 𝑊 = 94,46 + 107 ,04 = 201 ,5kmol /h.
Aplicând metoda simplificată Mc.C abe – Thiele ș i considerând graficul (x -y) din
Anexă, au rezultat 6 talere teoretice, (NTT).
Numă rul de talere reale se determină cu relaț ia:
𝑁𝑇𝑅 =𝑁𝑇𝑇
𝐸 ( 3.13)
în care:
NTT – numă rul de talere teoretice
E – e ficacitatea medie a talerului
Această eficacitate se calculează cu relaț ia:
𝐸=17 – 61,6 𝑙𝑔∑𝑥𝑖∙𝑛
𝑖=1𝜂𝜂𝑖 ( 3.14)
unde:
𝑥𝑖 – fracția molară a componentului i î n amestecul de alimentare;
𝜂𝜂 – vâscozitatea componentului i în lichid la temperatura medie în coloană ; (Pa s)
𝑛 – numă rul de componenți ai amestecului.
Temperatura medie în coloană se determină ca media aritmetică între temperatura
din vârful coloanei și temperatura din fierbă tor. Din diagrama de fierbere în funcție de
compozițiile distilatului și reziduului se determină temperatura celor două fracții. Va
rezulta din această diagramă 𝑡 𝐷= 82°C si 𝑡 𝑤= 98°C.
Se va calcula la temperatura media aritmetica cu relaț ia:
𝑡𝑚= 𝑡𝐷+𝑡𝑊
2 ( 3.15)
unde:
𝑡𝐷 – temperatura la vârful coloanei, (°C)
88
𝑡𝑊 = temperatura din fierbă tor, (°C)
𝑡𝑚= 82+98
2 = 180
2 = 90°C
Din literatura de specialitate se citește vâscozitatea alcoolului etilic la temperatura
de 0°C ș i 100°C . Se va utiliza regresia liniară pentru a afla vâscozitatea la temperatura
medie , conform figurii 2 , anexa [46] .
La t = 0°C => 𝜂𝜂=0,0079 cP
La t = 100°C => 𝜂𝜂=0,0108 cP
𝜂𝜂 = 3 ∙10−5∙ 𝑡 + 0,007 =3 ∙10−5∙90+0,007 =0,0097 𝑐𝑃∙10−3=9,7 ∙10−6
Pentru apa la t = 90 °C =>𝜂𝜂 = 30,9∙ 10−5 Pa ∙ s
Vâscozitatea amestecului se calculează c u relaț ia:
𝜂𝜂𝐿=( ∑1
3∙𝑥𝑖𝜂𝑖)3 (3.16)
𝜂𝜂𝐿=[( 9,7 ∙10−6)1/3+ (3,09∙ 10−5) 1/3∙ 0,7]3=6 ∙10−3+0,042 =0,048 𝑃𝑎 ∙ 𝑠
𝐸= 17 – 61,6 ∙ 𝑙𝑔(0,048 ) = 17 + 80,08 = 97,08%
𝑁𝑇𝑅 = 6
0,9708= 6 talere reale
Diametru l coloanei de rectificare se obține din r elația:
𝑑𝐶 = �4∙𝐺𝑣
𝜋∙𝑤 ( 3.17)
în care:
𝐺𝑣 – debitul volumetric de vapori în coloană , (𝑚3/s)
𝑤 – viteza vaporilor în coloană , (m/s)
Debitul de vapori, 𝐺𝑣, se calculează cu relaț ia:
𝐺𝑣 = 22,4
3600∙𝐺𝑚
𝑀∙(𝐿+1)∙𝑡+273
273∙760
𝑝, (𝑚3/s) ( 3.18)
unde:
89
M – masa moleculară medie a distilatelor, (kg/kmol)
t – temperatura medie în coloană , (°C)
p – presiunea medie în coloană , (tarr)
Masa moleculară medie se calculează cu relaț ia:
𝑀=𝑥𝐷∙𝑀𝐷+(1 −𝑥𝐷)∙𝑀𝐻2𝑂, (kg/kmol) ( 3.19)
𝑀=0,838∙46+0,143∙46+0,143∙18=41,13kg/kmol
𝐺𝑣= 22,4
3600 ∙ 2770
41,13 ∙ (3,3+1) ∙ 90+273
273 ∙ 760
760 = 2,4 (m3/s)
Pentru coloane care lucrează la presiune atmosferică, în general viteza în
coloană variaza in domeniul 0,6 – 1,15 m/s. Aleg valoarea w = 0,95 m/ s.
𝑑𝐶=�4∙2,4
𝜋∙0,95=�9,6
2,983=1,8 𝑚 ~ 2 𝑚
Înălțimea coloanei se calculează cu relaț ia:
𝐻𝐶=(𝑁𝑇𝑅 – 1) ∙𝑆 + 𝑑𝑏 + 𝑑𝑣, (m) (3.20)
unde:
S – distanț a dintre talere, (m)
𝑑𝑏 – distanța dintre talerul de jos și buză , (m)
𝑑𝑣– distanța dintre talerul de sus și vâ rf, (m)
𝐻𝐶– înălțimea coloanei, (m)
Din dat ele de literatura se cunosc următoarele valori pentru 𝑑𝑏=1÷1,5 𝑚 și
𝑑𝑣=0,5 ÷1 𝑚. Voi alege urmă toarele valori: 𝑑 𝑏=1𝑚 și 𝑑𝑣=0,95 𝑚 .
Se co nsideră distanț a dintre talere S = 0,6 m.
𝐻𝐶=(6 – 1) 0,6 + 1 + 0,95 = 4,95 𝑚≅ 5 𝑚
90
3.3. Calculul de dime nsionare a condensatorului de vâ rf
Pentru condensarea va porilor se utilizează un schimbă tor de căldură de tip f ascicul
tubular cu manta cu urmă toarele caracteristici:
– Lungimea unei ț evi: l=0,5 m;
– Diametrul exterior al ț evii: 𝑑𝑒𝑥𝑡=0,029 m;
– Diametrul interior al țevii: 𝑑 𝑖𝑛𝑡=0,025 m;
– Grosimea peretului unei ț evi: δ=0,004 m;
– Numărul de ț evi: n=7;
– Diametrul inte rior al mantalei: 𝐷 𝑖=0,135 m;
Temperatura de intrare a apei de răcire este 18°C, iar la ieș ire este 24°C.
Temperatura vaporilor din coloana de rectificare este de 82°C, iar aceasta s e păstrează
constant î n condensator.
Proprietăț ile termo -fizice atât ale apei, cât ș i ale vaporilor de alcool etilic se vor calcula
la temperatura medie aritmetică .
Se va calcula temperatura medie aritmetică a apei de răcire cu relaț ia:
𝑡𝑚=𝑡𝑖+𝑡𝑒
2 ,(°C) ( 3.21)
unde:
𝑡𝑚 – temperatura medie artimetică , (°C)
𝑡𝑖− temperatura de intrare a fluidului, (°C)
𝑡𝑒 – temperatura de ieș ire a fluidului, (°C)
𝑡𝑚𝐻2𝑂=18+24
2=42
2= 21°𝐶
La această temperatură se vor citi proprietățile termofizice ale apei de ră cire.
astfel:
– 𝜌 = 998 ,019 𝑘𝑔/𝑚3;
– 𝜂𝜂 = 0,981∙10−3 𝑃𝑎∙𝑠;
– 𝐶𝑝 = 4180 𝐽/𝑘𝑔∙°𝐶;
91
– 𝜆 = 0,597 𝑊/ 𝑚∙ °𝐶;
Ținând cont că temperatura vaporilor de alcool etilic este constantă, prorietăț ile
termo – fizice ale acestui flu id sunt: 𝐶𝑝 = 3428 𝐽/𝑘𝑔∙°𝐶; 𝜆 = 0,389 𝑊/ 𝑚∙°𝐶; 𝜌 =
818 ,93 𝑘𝑔 /𝑚3; 𝜂𝜂 = 0,0648∙10−2 𝑁∙𝑠/ 𝑚2; 𝑖’ ∙ 10−2 = 2482 ,80 𝐽 /𝑘𝑔 ; 𝑖’’∙
10−2 =14942 ,6 𝐽/𝑘𝑔 [47,48].
Se va calcula fluxul termic pentru v aporii de alcool etilic cu relaț ia:
𝑄𝑣= 𝑚𝑣∙𝑟𝑣, (W) (3.22)
unde:
𝑄𝑣 – fluxul termic al vaporilor de alcool etilic, (W)
𝑚𝑣 – debitul de vapori, (kg/s)
𝑟𝑣 – latenta de condensare a vapo rilor, (J/kg)
𝑄𝑣= �𝑉�𝑘𝑚𝑜𝑙
ℎ�∙𝑀�𝑘𝑔
𝑘𝑚𝑜𝑙��∙�𝑖’’ – 𝑖’� �𝐽
𝑘𝑔�
𝑄𝑣=(94,46∙41,13)∙�14942 ,3 ∙102–2482 ,8∙102�=3913 ,5∙12459 ,8=
48761427 ,3 ∙102𝐽/ℎ:3600 =13544 ,840∙102=1354484 𝑊
Fluxul termic pentru apa de r ăcire se calculează cu relaț ia:
𝑄𝐻2𝑂= 𝑚𝐻2𝑂∙𝐶𝑝𝐻2𝑂∙𝛥𝑡, (W) (3 .23)
unde:
𝑄𝐻2𝑂 – fluxul termic al apei de ră cire, (W)
𝑚𝐻2𝑂 – debitul de apă , (kg/s)
𝐶𝑝𝐻2𝑂 – căldura specifică a apei de răcire, (J/kg ∙ °C)
Δt – diferența de temperatură între intrarea și ieșirea apei de ră cire, (°C)
Deoarece debitul de apa nu se cunoaste, acesta se poate determina prin egalarea
celor două fluxuri termice, conform relaț iei:
𝑄𝑣= 𝑄𝐻2𝑂, (W) ( 3.24)
92
1354484 = 𝑚𝐻2𝑂∙4180∙(23−18)
𝑚𝐻2𝑂= 1354484
4180 ∙ 5=64,81𝑘𝑔 /𝑠
Se va calcula tem peratura medie logaritmică pentru curgerea în echicurent cât și în
contracurent, cu relaț ia: [49 ]
𝛥𝑡𝑚𝑒𝑑 =𝛥𝑡𝑀− 𝛥𝑡𝑚
ln𝛥𝑡𝑀
𝛥𝑡𝑚 (3.25)
𝛥𝑡𝑀 – diferența maximă de temperatură la unul din capetele schimbă torului, (°C)
𝛥𝑡𝑚 – diferența minimă de temperatură la celalalt capăt al schimbătorului, (°C)
Dacă raportul 𝛥𝑡𝑀
𝛥𝑡𝑚<2, atunci se poate folosi c u suficientă precizie în locul ecuației
(3.25), ecuaț ia:
𝛥𝑡𝑚𝑒𝑑 =𝛥𝑡𝑀+ 𝛥𝑡𝑚
2, (°C) (3.26)
Se va tras a schema de curgere a celor două fluide în schimbătorul de căldură :
18°C 23°C82°C 82°C
𝛥𝑡 𝑀 = 64°C 𝛥𝑡 𝑚= 59°C
𝛥𝑡𝑀
𝛥𝑡𝑚=64
59= 1,08
Se va aplica relaț ia (3.26) pentru a calcula diferența de temperatură :
𝛥𝑡𝑚𝑒𝑑 =64+ 59
2= 61,5°𝐶
Calcularea coeficientului parțial de transfer termic pentru vapor ii de alcool etilic
care circulă prin manta, 𝜶 𝟏.
Principalele cri terii de similitudine care intră în formularea transmiterii căldurii
prin convecț ie sunt:
– Criteriul Nusselt care caracterizează intensitatea transferului termic la limita fluid –
perete. Acesta se poate calcula cu relaț ia:
93
𝑁𝑢 =𝛼 ∙ 𝑑𝑒𝑐ℎ
𝜆 (3.27)
unde:
Nu – criteriul Nusselt, adimensional;
𝑑𝑒𝑐ℎ – diametrul echivalent al ț evii schimbă torului, (m)
𝛼 – coeficientul parț ial de transfer termic, (W/m2∙ °C)
𝜆 – conductivitatea termică a fluidului, ( W/m∙ °C)
– Criteri ul Prandtl, caracterizează raportul între inerția de mișcare datorită frecării
între particulele de fluid și inerția termică a agentului ter mic. Se poate determina cu
relația:
𝑃𝑟=𝐶𝑝 ∙𝜂
𝜆 (3.28)
unde:
Pr – criteriul Prandtl, adimensional; Cp – căldura specifică a fluidului, (J/kg ∙ °C)
𝜂𝜂 – vâscozitatea dinamică, (Pa ∙ s)
– Criteriul Reynolds caracterizează raportul dintre forț ele de i nerție ș i de frecare din
fluid. Se poate calcula pe baza relaț iei:
𝑅𝑒=𝑤 ∙ 𝑑𝑒𝑐ℎ ∙𝜌
𝜂 (3.29)
unde:
w – viteza fluidului, (m/s)
ρ – densitatea fluidului, (kg/ 𝑚3)
Se va calcula diametru l echivalent al mantalei schimbătorului cu re lația [50 ]:
𝑑𝑒𝑐ℎ=𝐷𝑖2−𝑛 •𝑑𝑒𝑥𝑡
𝐷𝑖+ 𝑛 • 𝑑𝑒𝑥𝑡, (m) (3.30)
unde:
94
𝑑𝑒𝑐ℎ – diametrul echivalent al mantalei, (m)
𝐷𝑖 – diametrul interior al mantalei, (m)
𝑛– numă rul de t evi al schimbă torului
Viteza fluidului în mantaua schimbătorului de căldură multitubular se continuă cu
relația:
𝑤 =𝐺𝑣
𝐴𝑚𝑖𝑛, (m/s) (3.31)
unde:
𝐺𝑣 – debitul volumic al fluidului, ( 𝑚3/𝑠)
𝐴𝑚𝑖𝑛 – secțiunea minimă de curgere, ( 𝑚2)
Debitul volumic al vaporilo r de alcool etilic se calculează cu relaț ia:
𝐺𝑣 = 𝑉
𝜌𝑣, (𝑚3/𝑠) (3.32)
unde:
V – debitul masic al vaporilor de alcool etilic, (kg/s)
𝜌𝑣 – densitatea vaporilor de alcool etilic, (kg/𝑚3)
Secțiunea minimă de curgere a vaporilo r de alcool etilic se calculează cu relaț ia
[50] :
𝐴𝑚𝑖𝑛 =𝜋 ∙(𝐷𝑖2−𝑛 ∙𝑑𝑒𝑥𝑡2)
4, (𝑚2) (3.33)
Se va calcula coeficientul parțial de transfer termic pentru vapori i de alcool etilic pe
baza relaț iilor amintite anterior.
𝑑𝑒𝑐ℎ𝑖𝑣=(0,135 )2−7 ∙(0,029 )2
0,135+7∙0,029=0,0183−5,89∙10−3
0,338= 0,036 𝑚
𝐴𝑚𝑖𝑛 =𝜋 ∙[(0,135 )2−7 ∙(0,029 )2]
4=3,14 ∙0,0124
4 =9,73∙10−3𝑚2
𝐺𝑣= 𝑉
𝜌𝑣 = 3913 ,5
818 ,93 = 4,78 𝑚3/ℎ∶3600 =1,33∙10−3𝑚3/𝑠
95
𝑤 =1,33 ∙10−3
9,73 ∙10−3=0,14 𝑚/𝑠
𝑅𝑒=0,14 ∙818 ,93 ∙0,036
0,0648 ∙10−2=6369 ,5
𝑃𝑟=3428 ∙0,0648 ∙10−2
0,319=6,9
Pentru fluidele care au curgere intermediară în spațiul extratubular al țevilor se
aplică relaț ia [50 ]:
𝑁𝑢=𝐶∙(𝑅𝑒)0,6 ∙(Pr)0,33∙(𝜂
𝜂𝑝)0,14 (3.34)
unde:
C – constantă, se calculează cu relaț ia: 𝐶=1,16 ∙(𝑑𝑒𝑐ℎ)0,6
𝜂𝜂𝑝 – vâ scozita tea la perete a vaporilor, (Pa ∙ s)
Deoarece nu se poate determina, vâscozitatea dinamică la perete, pentru
simplificarea calculelor se va considera că(𝜂
𝜂𝑝)0,14=1.
𝑁𝑢 = 1,16 ∙(0,036 )0,6∙(6369 ,5)0,6 ∙ (6,9)0,33=57,2
Din relația (3.27) se determină coeficientul parț ial de transfer termic:
𝛼 =57,2 ∙0,319
0,036= 506 ,9 𝑊/ 𝑚2∙°𝐶
Calculul coeficientului parțial de transfer termic al apei de răcire care circulă prin ț evi,
𝜶𝟐
Cunoscând proprietăț ile termo -fizice ale apei și prin aplicarea relaț iilor (3.27) –
(3.29) se vor calcula principalele criterii de similitudine.
Se va calcu la debitul volumic al apei de răcire cu relaț ia (3.32)
𝐺𝐻2𝑂 = 𝑚𝐻2𝑂
𝜌𝐻2𝑂 = 64,81
998,019 = 0,065 𝑚3/𝑠
Se va calcula diametrul mediul al țevi cu relaț ia:
96
𝑑𝑚𝑒𝑑=𝑑𝑖𝑛𝑡+ 𝑑𝑒𝑥𝑡
2 (3.35)
𝑑𝑚𝑒𝑑 =0,029 + 0,025
2=0,027 𝑚
Se va calcula secțiunea de curgere prin țevile schimbătorului cu relaț ia [46 ]:
𝐴𝑖=𝑛 ∙𝜋 ∙ 𝑑𝑖2
4 (3.36)
𝐴𝑖𝐻2𝑂=7∙𝜋 ∙ (0,025 )2
4=3,43∙10−3𝑚2
Se va calcula viteza apei în țevi cu relaț ia (3.31):
𝑤𝐻2𝑂=0,065
3,43 ∙10−3= 18,9 𝑚/𝑠
Se va calcula crit eriul Reynolds cu ajutorul relaț iei (3.29):
𝑅𝑒𝐻2𝑂=18,9 ∙ 0,027 ∙ 958,019
0,981 ∙ 10−3 = 519153
Se calculează criteriul Prandtl cu relaț ia (3.28):
𝑃𝑟𝐻2𝑂=4180 ∙ 0,981 ∙10−3
0,981 = 6,9
Pentru 7000 < Re < 106 si 1< Pr <500 lite ratura de specialitate recomandă
următoarea relaț ie de c alcul a criteriului Nusselt [50 ]:
𝑁𝑢=0,024∙[1+(𝑑
𝑙)0,66]∙(𝑅𝑒)0,8∙(𝑃𝑟)0,33∙( 𝜂
𝜂𝑝)0,14(3.37)
Deoarece nu putem determina vâscozitatea la temperatura peretelui, pentru
simplificare se va considera că ( 𝜂
𝜂𝑝)0,14 = 1.
𝑁𝑢=0,024∙[1+(0,025
0,5)0,66]∙(519153 )0,8∙(6,9)0,33=0,024∙(1∙0,153 )∙ 37345 ,3∙
1,89=1953 ,2
Cu ajutorul relaț iei (3.27) s e va determina coeficientul parț ial de transfer termic
pentru apa de ră cire.
𝛼= 1953 ,2 ∙ 0,597
0,027=43187 ,4 𝑊/𝑚2 ∙ °𝐶
97
Se va determina coeficientu l tota l de transfer termic cu relaț ia:
𝑘 =1
1
𝛼1+𝛿
𝜆+1
𝛼2, (W/𝑚2 ∙°𝐶) (3.38)
unde:
𝛼1− coeficientul parț ial de transfer termic p rin convecț ie de la fluidul cald la perete,
W/𝑚2 ∙ °C
𝛼2− coeficientul parț ial de transfer termic prin convecț ie de la perete la fluidul rece,
W/𝑚2 ∙ °C
δ – grosimea peretelui ț evii, (m)
𝜆 – conductivitatea termică a materialului din care sunt confecționate ț evile, W/𝑚∙ °C
Pentru țevile schimbătorului confecț ionate din oțel s e va citi valoarea
conductivităț ii termice din literatura de specialitate [49 ] astfel: λ = 46,5 W/ 𝑚∙ °C
𝑘=1
1
506 ,9+0,004
46,5+1
43187 ,4=1
1,97 ∙ 10−3+8,6 ∙10−5+2,3∙10−5=1
2,079∙10−3=481 �𝑊
𝑚2∙℃�
3.4. Concluzii parț iale
– În prima parte a calculului tehnologic s -a realizat predim ensionarea unei coloane de
fracționare a unui amestec binar alcooletilic- apă, pentru a obț ine un distilat cu un
volum de etanol de 93% .
– Coloana de fracționare este cu talere cu clopoț ei si este alimentată cu un debit
masic de 2770 kg/h .
– În figura 1, din anexă , este prezentată alura curbei de v ariație x -y de unde se citește
fracția molară în vapori, 𝑥 𝐹=0,32. De asemenea, prin ap licarea metodei
simplificate Mc.Cabe -Thiele s -a determinat un numă r de 6 talere teoretice, cu
ajutorul că reia s-a calculat înălțime a coloanei de fracț ionare, obținând o valoare de
5m.
– Pentru condensarea vaporilor s -a folosit un schimbător de căldură tip fascicul
tubular cu manta cu o temperatură medie de 61,5 grade. Î n tab elul 3.1 sunt
prezentate criteriile de similitudine Re ynolds , Pr andtl , Nu sselt, valorile
98
coeficienț ilor globali experimentali de transfer termic pentru vaporii de alc ool etlic
care circulă prin manta (fluid cald) cât și al apei de răcire care circulă prin țevi
(fluid rece) precum ș i coef icientul total de transfer termic ale ambelor fluide.
Tabelul 3.1. Valorile teoretice ob ținute î n urma calcul ului de dimensionare a
condensatorului de v ârf
Fluid
Reynolds
Prandtl
Nusselt Coeficientul parțial
de transfer termic,
α (W/𝑚2 ∙ °C) Coeficientul total
de transfer termic
Alcool
etilic 6369,5 6,9 57,2 506,9
481
Apa 519153 6,9 1953,2 43187 ,4
99
Capitolul 4.
Norme tehnice de securitate a muncii
Pentru realizarea unor randamente mari în fabri cile de alcool este necesară atât
aplicarea unui proces tehnologic optim cât și respectarea permanentă a unor reguli de
protecția muncii și de igienă.
Întreținerea igienei în secțiile de alcool necesită :
• realizarea curățeniei zilnice pent ru evitarea apariției și propagă rii infecțiilor;
• linurile de fermentare și vanele de drojdie trebuie spă late cu apă rece, cu apă caldă
și apoi cu apă rece și apoi dezinfectate foarte bine cu clorură de var;
• conductele prin care curge vinul sunt spălate cu apă fiartă și apoi cu apă rece și sunt
sterilizate periodic cu soluție de clorură de var și jet de abur.
4.1. Mǎsuri de protecția muncii și P.S.I .
Asamblarea utilajelor se face atât îndeplinind normele de protecție a muncii câ t și
normel e de protecție a muncii spe cifice instru cțiunilor la asamblare. La desfăș urarea
probelor de pornire în funcțiune și în exploatare a instalației se va ț ine cont de normele de
tehnica s ecurității muncii, precum și norme le de departament specifice industriei vinului ș i
alcoolului .
Instrucțiuni de PM și PSI
Instalațiile de distilare constituie un grad ridicat de pericol din cauza proba bilității
de acumulare în atmosfera încăperii în care este amplasată aceasta, a unor concentrații mari
de alcool etilic, fapt dăunător atât prin deteriorarea sănătății personalului d e deservire, cât
și prin probabilitatea producerii de incendii sau explozii la orice scânteie.
Exploatarea instalațiilor din industria alcoolului necesită respectarea următoar elor
măsuri de protecția muncii :
1. Fiecare neetanșare din insta lația de distilare care provoacă o creștere a
concentrației de vap ori de alcool în atmosferă trebuie imediat anunțată șefului d e tură, care
100
după caz va decreta măsurile de remediere imediat sau după oprirea instalației.
2. Se evita funcționarea timp îndelungat într -un astfel de regim în care la aerisirea
de după, răcitorul eșapează continuu gaze cu vapor i de alcool în atmosferă.
3. Hala instalației trebuie prevazută cu ventilație nat urală și dacă nu este posibil va
fi echipata cu ventilatoare de eliminare a gazelor.
4. Sunt interzis e: fumatul în hala instalației, munca cu foc deschis, intervențiile cu
sudură și folosi rea oricăror scule sau apa rate care pot provoca scântei. Î n cazul eventualelor
intervenții se vor folosi scule din bronz care nu pot produce scântei.
5. Intervențiile cu sudură ele ctrică sau autogenă sunt aprobate numai când instalația
este op rită, hala bine aerisită, iar utilajele au fost golite, aburite și aerisite.
6. Se interzice lovirea cu obiecte metalice a oricărei părți a instalației, platformelor
de lucru, balustrade, operații care pot provoca scântei și de aici explozii.
7. Manipulare a ventilelor de apă de la coloana de distilare se va face cu atenție,
deoarece deschiderea lor bruscă poate determina prin spargerea garniturilor, suprapresiune
în coloane, spargerea sticlelor de nivel sau vizoare lor și de aici creșterea concentrației în
alcool a atmosferei din hală.
8. Se va evita depozitarea în hală a materialelor și obiectelor care nu sunt utilizate
în procesul de fabricație precum și a deșeurilor și materialelor inflamabile.
9. Fiecare oprire pentru inte rvenții sau revizie la aparatele instalației va fi p recedată
de fierberea aparatului respectiv, cu anexele sale, cu scopul de a elimina toți vaporii
organici la deschiderea coloanelor sau anexelor acestora. După fierbere se va controla
evacuarea presiunii și absența vaporilor organici.
10. Intrarea în utilajul respectiv se admite numai cu masca de gaze cu furtun de
admitere de aer. Persoana care intră în utilaj va fi supravegheată din exterior. Este
recomandabil ca persoana ce intră în vas să poarte centura de siguranța legată cu frânghie .
11. Nu se admite desfacerea sticlelor de observare, a sticlelor de nivel sau a altor
anexe ale coloanelor precum și repararea acestora atâta timp cât utilajele respective se
găsesc sub presiune.
12. Se interzice orice intervenție la pompe în timpul funcț ionării acestora.
13. Hala instalației va fi menținută într -o stare de perfectă ordine, curățenie,
corespunzător iluminată, și dotată cu materiale pentru efectuarea și menținerea curățeniei.
14. Este interzisă încălzirea conductelor cu foc deschis pentru d ezghețare pe timp
de iarnă. Această operație se face cu aburi sau cu apă caldă.
101
15. Ușile, culoarele de circulație vor fi păstrate în permanență libere pentru
circulație, nefiind permisă blocarea lor cu materiale, echipamente, sau utilaje de orice fel.
16. În secțiile umede, unde au loc degajări de aburi, vapori de apă (fierbătoare,
zaharificatoare), gaze nocive (bioxid de carbon) sau vapori de alcool (distilare, rafinare,
depozitare) se vor prevedea și folosi dispozitivele de ventilație naturală sau art ificială.
17. Fierbătoarele trebuie supuse periodic verificărilor metrologice, ca urmare a
faptului că sunt recipienți sub presiune.
18. Manipularea substanțelor chimice (acid sulfuric) se va face numai purtând
echipament de protecție special ( cizme de cauciuc, șorț de cauciuc, ochelari de protecție);
19. Se va avea o grijă deosebită la manevrarea acidului sulfuric.
În instalațiile tehnologice de distilare și rafinare a alcoolului etilic pericolul de
incendiu este de categoria A. Pentru prevenirea pericol ului de incendiu și explozie se vor
respecta măsurile impuse anterior și de asemenea pe timpul desfășurării procesului de
producție se vor respecta parametrii tehnologici prevăzuți în instrucțiunile de lucru.
102
Concluzii
Producț ia distilatelor din vin reprezintă un procede u complex, a căror calitate
reprezintă suma dintre calitatea materiei prime, schemele tehnologice aplicate, utilajele
folosite, viteza de distilare, dar și de operatorul care efectuează distilarea.
Calitatea reprezintă cheia determinantă a succesului în toate aspectele industriei,
serviciilor și producției moderne. Indicatorii de calitate din produsele alcoolice reprezintă
un factor primordial în asigurarea calității și siguranței, întruc ât cerințele consumatorilor și
producă torilor sunt tot mai riguroase. Multitudinea de tehnici moderne folosite pentru
determinarea parametrilor de calitate cuprinde metode electrochimice, spectrometrice,
cromatografice sau biochimice ș i vizează cunoașterea naturii compușilor care intră în
alcătuirea distilatelor din vin. Obținerea unor rezultate satisfăcătoare este dependentă atât
de prelevarea și pregătirea probelor în mod corespunzator, cât ș i de alegerea unei metode
adecvate, pot rivite analizei clasei de compuși urmă rite.
Clasa de compuș i care este predom inant analizată în inspecț iile de calitate este
reprezentată de compușii volatili, din aceasta făcâ nd parte și metanolul, un compus extrem
de toxic, a cărui valori de concentrație trebuie urmărite cu mar e atenție. Prezența și
concentrația compuș ilor volatili oferă informații precise asupra autenticităț ii distilatelor din
vin, modul și timpul de învechire, asigură diferențierea între sortimente și depistarea
anumitor metode de adulterare.
În prima parte a calculului tehnologic s -a realizat predimensionarea unei coloane de
fracționare a unui amestec binar alcool etilic – apă, pentru a obține un distilat cu un volum
de etanol de 93% , iar î n cea de- a doua parte a calculului tehnologic a fost realizat calculul
de dimensionare a condensatorului de vârf î n care s -au determinat: principalele criterii de
similitudine , valorile coeficienților globali experimentali de transfer termic, precum și
coeficientul total de transfer termic ale ambelor fluide.
105
Bibliografie
[1]. Gh. Stănciulescu, D. Rusnac, Gh. Borteș, Tehnologia distilatelor alcoolice din fructe și
vin, Editura Ceres, București, 1975, pg. 7 -410
[2].http://www.cognac.com/about -cognac/history -of-cognac/ , 2013
[3].https://blog.cognac -expert.com/complete -history -of-cognac/ , martie 2010
[4]. I. Slepianu, C. Basamac, N. Hundea , V. Negritu – Vinificaț ia, Editura Agrosilvica,
Bucureș ti, 1968, 18, pg. 400-431
[5].Coniacul. Distilate din vin , Editura Alex -Alex 2001 & Leti Pres, 2002 , pg. 11- 79
[6].http://www.cognac.fr/cognac/_en/2_cognac/index.aspx?page=appellation
[7]. Aurel Popa, Producerea și î nvechirea distilatelor din vin , Editura Scrisul Romanesc,
Craiova, 1985, pg. 50- 78
[8]. A. Webb, In Chemistry of Winemaking , Advances in Chemistry, Amer ican Chemical
Society: Washington, DC, 1974, 137, pg. 232- 253
[9]. Luca Gheorghe, Operații și utilaje în industria vinului , Editura Tehnica, Bucuresti 1997,
pg. 194- 201
[10]. Ing. Mihaela DANCIU (PURCARU), Cercetă ri pri vind utilizarea ultrasunetelor în
procesele de condiț ionare a lichidelor alimentare, Brasov, 2011, pg. 5- 30
[11]. Beata Plutowska, Waldemar Wardencki, Aromagrams – Aromatic profiles in the
appreciation of food quality, Food Chemistry 101, 2007,pg. 845–872
[12]. Yang Yang, Yu Zhao, Shuming Zhang, Yuanying Ni, Jicheng Zhan, Qualitative Analysis
of Age and Brand of Unblended Brandy by Electronic Nose, College of Food Science and
Nutrient Engineering, National Engineering Research Center for Fruit and Vegetable Processing,
China Agricultural U niversity, Beijing 100083, China , pg. 2 -9
[13]. Leanie Louw, Sulette Oelofse, Tormod Naes, Marius Lambrechts, Pierre van Rensburg,
Hélène Nieuwoudt, Optimisation of the partial napping approach for the successful
capturing of mouthfeel differentiation betw een brandy products , Food Quality and
Preference 41, 2015,pg. 245–253
[14]. Larisa Lvova, Roberto Paolesse, Corrado Di Natale, Arnaldo D’Amicob, Detection of
alcohols in beverages: An application of porphyrin -based Electronic tongue, Se nsors and
Actuators B 118, 2006,pg. 439–447
106
[15]. J.A. Ragazzo -Sancheza, P. Chalierb, D. Chevalier, M. Calderon- Santoyo, C. Ghommidh,
Identification of different alcoholic beverages by electronic nose coupled to GC , Sensors and
Actuators B 134, 2008,pg. 43–48
[16]. Eugenio Gal ano, Matteo Imbelloni, Angela Chambery, Antonio Malorni, Angela
Amoresano, Molecular fingerprint of the alcoholic Grappa beverage by mass spectrometry
techniques, Food Research International 72, 2015,pg. 106–114
[17]. https://en.wikipedia.org/wiki/Principa l_component_analysis
[18]. M.J.C. Pontes, S.R.B. Santos, M.C.U. Arau´ jo, L.F. Almeida, R.A.C. Lima, E.N. Gaia˜o,
U.T.C.P. Souto, Classification of distilled alcoholic beverages and verification of
adulteration by near infrared spectrometry, Food Research International 39, 2006,pg. 182–
189 [19]. Kevin Mac Namara, Riccardo Leardi, Andrew Sabuneti, Fast GC analysis of major
volatile compounds in distilled alcoholic beverages. Optimisation of injection and
chromatographic conditions , Analytica Chimica Acta 54 2, 2005,pg. 260– 267
[20]. A.A. Apostolopoulou, A.I. Flouros, P.G. Demertzis, K. Akrida -Demertzi, Differences in
concentration of principal volatile constituents in traditional Greek distillates , Food Control
16, 2005,pg. 157–164
[21]. Eva Campo, Juan Cacho, Vicente Ferreira, Solid phase extraction, multidimensional gas
chromatography mass spectrometry determination of four novel aroma powerful ethyl
esters. Assessment of their occurrence and importance in wine and other alcoholic
beverages , Journal of Chrom atography A, 1140, 2007,pg. 180–188
[22]. M. Geroyiannaki, M.E. Komaitis, D.E. Stavrakas, M. Polysiou, P.E. Athanasopoulos, M.
Spanos, Evaluation of acetaldehyde and methanol in greek traditional alcoholic beverages
from varietal fermented grape pomaces ( Vitis vinifera L.), Food Control 18, 2007,pg. 988–
995
[23]. Jérôme Ledauphin, Daniel Barillier, Martine Beljean -Leymarie, Gas chromatographic
quantification of aliphatic aldehydes in freshly distilled Calvados and Cognac using 3 –
methylbenzothiazolin -2-one hydrazone as derivative agent , Journal of Chromatography A,
1115, 2006,pg. 225–232
[24]. Jérôme Ledauphin, Benoît Basset, Sydney Cohen, Thierry Payot, Daniel Barillier,
Identification of trace volatile compounds in freshly distilled Calvados and Cognac:
107
Carbonyl and sulphur compounds , Journal of Food Composition and Analysis 19, 2006,pg.
28–40
[25]. Natalia Campillo, Rosa Pe˜nalver, Manuel Hernández -Córdoba, Solid -phase
microextraction for the determination of haloanisoles in wines and other alcoholic
beverages using gas chromatography and atomic emission detection , Journal of
Chromatography A, 1210, 2008,pg. 222–228
[26]. C. Barnaba, E. Dellacassa, G. Nicolini, T. Nardin, M. Malacarne, R. Larcher,
Identification and quantification of 56 targeted phenols i n wines,spirits, and vinegars by
online solid -phase extraction – ultrahigh -performance liquid chromatography –
quadrupole -orbitrapmass spectrometry , Journal of Chromatography A, 1423, 2015,pg. 124–
135
[27]. M. Zachut, F. Shapiro, N. Silanikove, Detecting ethanol and acetaldehyde by simple and
ultrasensitive fluorimetric methods in compound foods , Food Chemistry 201, 2016,pg. 270–
274
[28]. Guillaume Fiches, Isabelle Déléris, Anne Saint- Eve, Pascal Brunerie, Isabelle Souchon,
Modifying PTR -MS opera ting conditions for quantitative headspace analysis of hydro-
alcoholic beverages. 2. Brandy characterization and discrimination by PTR -MS,
International Journal of Mass Spectrometry 360, 2014,pg. 15– 23
[29]. Jana Sádecká, Jana Tóthová, Spectrofluorimetric determination of ellagic acid in
brandy , Food Chemistry 135, 2012,pg. 893–897
[30]. Jorge G. Ibanez, Alejandra Carreon -Alvarez, Maximiliano Barcena -Soto, Norberto
Casillas, Metals in alcoholic beverages: A review of sources, effects, concentrations,
removal, speciation, and analysis , Journal of Food Composition and Analysis 21, 2008,pg.
672– 683 [31]. J.M. Jurado, M.J. Martı´n, F. Pablos, A. Moreda -Pin˜ eiro, P. Bermejo- Barrera, Direct
determination of copper, lead and cadmium in aniseed spirits by el ectrothermal atomic
absorption spectrometry , Food Chemistry 101, 2007,pg. 1296–1304
[32]. Camea´n, A. M., Moreno, I., Lo´pez -Artiguez, M., Repetto, M., & Gonza´lez, A. G.
Differentiation of Spanish brandies according to their metal content. Talanta 2001, 54, pg.
53–59. [33]. Meryene C. Teixeira, Elisângela de F.L. Tavares, Adelir A. Saczk, Leonardo L. Okumura,
108
Maria das Graças Cardoso, Zuy M. Magriotis, Marcelo F. de Oliveira, Cathodic stripping
voltammetric determination of arsenic in sugarcane brandy at a modified carbon nanotube
paste electrode, Food Chemistry 154, 2014,pg. 38 –43
[34]. A. Szymczycha -Madeja, M.Welna, P. Jamroz, A. Lesniewicz, P. Pohl, Advances in
assessing the elemental composition of distilled spirits using atomic spectrometry, Trends
in Analytical Chemistry 64, 2015,pg. 127–135
[35]. Jos, A., Moreno, I., Gonza´lez, A. G., Lo´pez -Artı´guez, M., & Camea´n, A. M., Study of
the mineral profile of Catalonian ‘‘brut’’ cava using atomic spectrometric methods.
European Food Research and Technolog y 2004, 218, pg. 448–451.
[36]. Zsolt Ajtony, Nikoletta Laczai, Gabriella Dravecz, Norbert Szoboszlai, Áron Marosi,
Bence Marlok, Christina Streli, László Bencs, Fast and direct screening of copper in micro –
volumes of distilled alcoholic beverages by high -resolution continuum source graphite
furnace atomic absorption spectrometry, Food Chemistry 213, 2016,pg. 799–805
[37]. Jorge Luiz Raposo Jr, Adriana Paiva de Oliveira, Bradley Todd Jones, José Anchieta
Gomes Neto, Internal standardization combined with dilute -and-shoot preparation of
distilled alcoholic beverages for Cu determination by high -resolution continuum source
flame atomic absorption spectrometry , Talanta 92, 2012, pg. 53–57
[38]. Carolina Santos, Goreti Botelho, Ilda Caldeira, Amílcar Torres, F ernanda M. Ferreira,
Antioxidant activity assessment in fruit liquors and spirits: Methods comparison, Ciência
Téc. Vitiv. 29(1) , 2014, pg. 28- 34.
[39]. Jorge Hoyos -Arbeláez, Mario Vázquez, José Contreras -Calderón, Electrochemical
methods as a tool for de termining the antioxidant capacity of food and beverages: A
review , Food Chemistry xxx (2016) xxx –xxx
[40]. Guzel Ziyatdinova, Inna Salikhova, Herman Budnikov, Chronoamperometric estimation
of cognac and brandy antioxidant capacity using MWNT modified glas sy carbon electrode,
Talanta 125, 2014,pg. 378–384
[41]. Ilda Caldeira, Ofélia Anjos, Vera Portal, A.P. Belchior, Sara Canas, Sensory and chemical
modifications of wine -brandy aged with chestnut and oak wood fragments in comparison
to wooden barrels , Analytica Chimica Acta 660, 2010, pg. 43–52
109
[42]. Ilda Caldeira, Rui Santos, Jorge M. Ricardo- da-Silva, Ofélia Anjos, Helena Mira, A. Pedro
Belchior, Sara Canas, Kinetics of odorant compounds in wine brandies aged in different
systems, Food Chemistry 211, 2016,pg. 937–946
[43]. S. Canas, H. Quaresma, A.P. Belchior, M.I. Spranger, R. Bruno- de-Sousa, Evaluation of
wine brandies authenticity by the relationships between benzoic and cinnamic aldehydes
and between furanic aldehydes , Ciȇncia Téc. Vitiv. 19 (1),2004,pg . 13-27.
[44]. Sara Canas, Ilda Caldeira, A. Pedro Belchior, Extraction/oxidation kinetics of low
molecular weight compounds in wine brandy resulting from different ageing technologies ,
Food Chemistry 138, 2013,pg. 2460–2467
[45]. Ilda Caldeira, M.C. Clímaco, R. Bruno de Sousa, A.P. Belchior, Volatile composition of
oak and chestnut woods used in brandy ageing: Modification induced by heat treatment ,
Journal of Food Engineering 76, 2006,pg. 202–211
[46]. A. Neagu, Procese de transfer de căldură. Îndrumar de laborator , “Ovidius” University
Press, Constanța, 2010, pg.123
[47].Gh.M.Iliescu , Constante termofizice ale principalelor produse alimentare,
Editura Tehnică, București, 1971, pg. 105- 121
[48].Nicolae Onița , Memorator pentru calcule in industria alimentara , Editura Mirton,
Timisoara, 2006, pg. 280 -306
[49].K. F. Pavlov, Procese și aparate în ingineria chimică . Exerciții și probleme , Editura
Tehnică, București, 1981, pg. 307- 340
[50]. C. Banu, Manualul inginerului din industria alimentar ă, Editura Tehnică, București,
1988, volumul I , pg. 623 -664
Anexa 2
Figura 2 .Variaț ia vâsc ozitații dinamice cu temperatura pentru alcoolul etilicy = 3E-05x + 0,0079
R² = 1
0,0010,0030,0050,0070,0090,0110,013
10 30 50 70 90 110Vascozitatea dinamica, cP)
Temperatura (0C)
Copyright Notice
© Licențiada.org respectă drepturile de proprietate intelectuală și așteaptă ca toți utilizatorii să facă același lucru. Dacă consideri că un conținut de pe site încalcă drepturile tale de autor, te rugăm să trimiți o notificare DMCA.
Acest articol: PROGRAM DE STUDII: CHIMIE ALIMENTARĂ ȘI TEHNOLOGII BIOCHIMICE LUCRARE DE DIPLOMĂ COORDONATORI ȘTIINȚIFICI : Prof. univ .dr. Simona DOBRINAȘ Ș.l…. [613692] (ID: 613692)
Dacă considerați că acest conținut vă încalcă drepturile de autor, vă rugăm să depuneți o cerere pe pagina noastră Copyright Takedown.
