Определение удельной поверхности адсорбции дубовой древесины Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

Таблица

этил-

энан-

тат

0,30

1,64

0,71

обна-

!ТОВ у лепки ;й 8,1 [ества а.

ько в иинат (Т = а при

г/дм3

[етри-

обла-

гпень

ходит

клеп-

ЕНТЫ,

. Эти ании

Наибольшая оптическая плотность в УФ-обла-сти спектров у промытой клепки при 250-280 нм. Это можно объяснить наличием в экстракте лигнина и продуктов его распада, ароматических альдегидов и кетонов. У клепки варианта 1 независимо от величины температуры при тепловой обработке максимумы поглощения в УФ-области спектров находятся при 265-270 нм, что свидетельствует о наличии в экстракте дубильных веществ.

В видимой области спектров наибольшие максимумы поглощения у промытой клепки наблюдаются при 70 и 140°С и находятся в пределах 360-370 нм, что свидетельствует о наличии в экстрактах водорастворимых полисахаридов.

Таким образом, увеличение температуры предварительной обработки дубовой клепки в рассмотренном нами диапазоне приводит к росту накопления экстрагируемых веществ. Наибольшее их содержание наблюдается при 140°С. Анализируя полученные данные, можно сделать вывод, что дубовую клепку перед предварительной обработкой теплом лучше промыть горячей водой. Это приведет к уменьшению содержания дубильных веществ и при дальнейшей тепловой обработке — к увеличению содержания летучих компонентов и

продуктов распада лигнина, придающих водноспиртовой среде окраску и приятный аромат [6, 7].

Наилучшие результаты получены нами при промывании свежей дубовой клепки горячей водой (по варианту 2) с последующей обработкой ее теплом при 140°С в течение 24 ч.

1 " ЛИТЕРАТУРА

1. Скурихин И.М., Иразиханов А.Б. Обработка древесины дуба для резервуарной выдержки коньячного спирта// Виноделие и виноградарство СССР. — 1986. — № 1. — С. 48-50.

2. Влияние нового способа обработки древесины дуба на качество коньяка / Е.Л. Миджоян, Ф.А. Ахназарян и др. / / Виноделие и виноградарство СССР. — 1986. — № 5.

— С. 28-29.

3. Оганесяна Л.А. Производство концентратов древесины дуба и напитков с их использованием / / Виноград и вино России. — 1993. — № 6. — С. 24-26.

4. Кордье Б., Шатоннэ П., Саришвилли Н.Г., Оганесянц Л.А. Использование древесины дуба в виноделии // Виноград и вино России. — 1993. — № 5. — С. 18-19.

5. Брауне Ф.Э., Ьраунс Д.А. Химия лигнина: Пер. с англ.

— М.: Лесная пром-сть, 1976. — 164 с.

6. Кишковский З.Н., Скурихин И.М. Химия вина. — М.: Пищевая пром-сть, 1976. — 312 с.

7. Перелыгин А.М. Строение древесины. — М.: Изд-во АН СССР, 1954. — 183 с.

Кафедра технологии виноделия

Поступила 16.04.97

663.51.012.1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ПОВЕРХНОСТИ АДСОРБЦИИ ДУБОВОЙ ДРЕВЕСИНЫ

А.П. ТЫЧИНА, Э.М. СОБОЛЕВ, П.Е. ШУРАЙ

Кубанский государственный технологический университет

Древесина дуба широко используется при производстве вин, коньяков и других алкогольных напитков. Это обусловлено ее универсальными свойствами, высокими механическими характеристиками и активностью по отношению к контактирующей с ней винодельческой продукции [1, 2]. Важную роль при этом играют процессы адсорбции.

Нами исследовано влияние предварительной тепловой и водной обработки дубовой древесины на ее удельную поверхность адсорбции.

Свежую дубовую древесину разрезали на бруски размером 1 х 1 *3 см и использовали в двух вариантах: свежая дубовая клепка необработанная (вариант 1) и предварительно обработанная горячей водой при гидромодуле 1/4-1/5 до самоостыва-ния в течение 12 ч и затем просушенная при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния (вариант 2). Клепку обоих вариантов обрабатывали при разной температуре в течение 24 ч, а также обугливали.

Для определения удельной поверхности дубовой клепки использовали адсорбционный метод. При расчетах максимальной величины адсорбции из раствора на твердом теле пользовались уравнением Ленгмюра

где Ат — величина предельной адсорбции, кмоль/ кг;

К — константа адсорбции;

С — равновесная концентрация, кмоль/м3.

Величину адсорбции А определяли по изменению концентрации уксусной кислоты при адсорбции на клепке по уравнению

Ав£<с£у (2)

т

где С„, С — концентрации вещества в растворе до адсорбции и после нее соответственно, кмоль/м3;

V — объем раствора, из которого происходит адсорбция, м3; т — масса навески адсорбента, кг.

Затем строили линейную зависимость уравнения Ленгмюра в координатах С/А = /(С), из которых находили величину предельной адсорбции Ат.

Удельную поверхность адсорбции определяли по уравнению

5УД = АДА. (3)

где 50 — площадь, занимаемая молекулой адсорбированного вещества в адсорбционном слое, м2;

NА — число Авогадро.

Удельная поверхность адсорбента подразделяется на общую и эффективную поверхность.

Первая определяется путем адсорбции газов азота или водорода, у которых размер молекул мал (например, у Н2 16,2-10 20 м2) и они способны проникнуть в любые капилляры, микропоры и т.д. Однако молекулы спирта имеют значительно больший размер по сравнению с молекулами азота или водорода и не способны проникнуть во все поры. Поэтому необходимо пользоваться понятием эффективная поверхность.

В качестве адсорбента, подобного спирту, использовали уксусную кислоту, потому что у нее полярная группа близка к полярной группе спирта и размер молекул соизмерим: величина полярной группы спирта и кислоты порядка 20—10 2 м2. Кроме того, концентрацию уксусной кислоты легко контролировать с помощью обычного титрования.

Процесс адсорбции проводили в течение 15 мин — время установили экспериментально по достижению равновесной концентрации.

Величина удельной поверхности адсорбции дубовой клепки (м2/кг), рассчитанная по экспериментальным данным, приведена в таблице.

Таблица

Температура тепловой обработки, "С Вариант 1 Вариант 2

V10”3 S . действ V10'3 с Юдейств

0 7,16 0,60 22,46 0,56

.50 90,1 0,70 64,2 0,74

100 49,36 0,67 8,64 0,70

lid- ■ ■ 16.04 О; 68 ■ 19,75 *0.65

150 24,68 0,67 25,92 0,71

Обугленная 2,47 1,06 8,02 0,93

Результаты свидетельствуют, что у промытой клепки удельная поверхность больше, чем у свежей, не промытой. Вероятно, это объясняется тем, что при обработке горячей водой происходит вымывание дубильных веществ клепки, частично лигнина и других органических компонентов, приводящее к высвобождению элементов клеточной стенки древесины (проводящих и запасающих). Как следствие, увеличивается удельная поверх-

ность клепки, способная адсорбировать молекулы кислоты.

Повышение температуры обработки дубовой клепки до 110°С приводит к уменьшению удельной поверхности. Однако дальнейший рост температуры до 150°С характеризуется возрастанием удельной поверхности адсорбции. Повышение температуры до 110°С ведет лишь к переходу части составных компонентов, таких как летучие масла, смолы и другие органические компоненты, к поверхности клепки [3, 4]. При этом закупориваются проводящие элементы клеточной стенки — сосуды и трахеиды, уменьшая удельную поверхность. Дальнейшее возрастание температуры до ¡50°С ведет к улетучиванию части этих компонентов, вследствие чего открываются поры, капилляры древесины, увеличивая ее поверхность адсорбции.

Обугливание дубовой клепки приводит к получению высокодисперсной сажи и изменению структуры проводящих (сосудов и трахеид), механических (волокон и либриформа) и запасающих (паренхимных тканей) элементов древесины. Так как содержание этих элементов (целлюлозы и гемицеллюлоз) составляет до 80%, то это является определяющим фактором, затрудняющим проникновение молекул спиртосодержащих материалов в дубовую клепку, в результате чего удельная поверхность адсорбции уменьшается.

Таким образом, промывание клепки дуба, а также предварительная обработка ее при температуре от 110 до 150°С ведет к увеличению удельной поверхности адсорбции древесины.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кордье Б., Шатоннэ П., Саришвили Н.Г., Оганесяна Л .А. Использование древесины дуба в виноделии / / Виноград и вино России. — 1993. — № 5. — С. 18-19.

2. Оганесяна Л.А., Осипова В.П., Азарян P.A. Новое в технологии производства коньяка // Виноград и вино России. — 1995. — № 4. — С. 26-29.

3. Никитин Н.И. Химия древесины и целлюлозы. — М.: Изд-во АН СССР, 1962. — 205 с.

4. Перелыгин А.М. Строение древесины. — М.: Изд-во АН СССР, 1954. — 183 с.

Кафедра технологии виноделия (... , , н,

Кафедра физколлоидной химии '

Поступила 16.04.97

663.45.002,611:547.56

ВЛИЯНИЕ ЛЕТУЧИХ ПРОДУКТОВ, ОБРАЗУЮЩИХСЯ ' • ■; ПРИ БРОЖЕНИИ И СОЗРЕВАНИИ ПИВА, ./ .

, НА ЕГО ВКУС И АРОМАТ - ^ *

г.И. КОСМИНСКИЙ, И.Н. МИЧУКОВА, В.Л. ЛЕВКИН Могилевский технологический институт

Методом газовой хроматографии нами изучен качественный и количественный состав летучих продуктов и их накопление при брожении и созревании пива, полученного с использованием нетрадиционного сырья — несоложеного ячменя и молочной сыворотки [1]. ' 1 и *"!

Опытные образцы сусла типа Жигулевского (а, б, в) готовили по разработанным и апробированным технологиям: с использованием 30% несоложеного ячменя, предварительно обработанного при температурах 133— 138°С [2] (а) и 100°С [3] (б); с использованием при затирании вместо части воды 50% гидролизованной молочной сыворотки [4-6] (в). В качестве контрольного образца (г) приготовлено сусло из чистого солода [3].

Качі зующи и конт хромаї альдег: и изоа

Уст тов пр вания дого п но ско ва.

0б[ трольї в обра накап, образі из чиї

ТИЛОВІ

спирт;

Суг к коні в — /

Видим

Дейсті

Содер:

Цветн на 1

pH

Кисло’ на 1

Мали

Общш

Ашш

Фраки по J

А

В

г

Горькі

Дубм

Види

сбрі

Дейст;

сбрг

Uej

ЮЩИЗІ

проду

0б;

ЛИЗИ{)

произ