Оптимизация технологии получения молодых коньячных дистиллятов с использованием математического моделирования

Приведены основные схемы получения молодых коньячных дистиллятов на аппаратах периодического действия двойной сгонки (шарантского типа), традиционно применяемые в отечественном коньячном производстве и у классических французских производителей. При помощи математического моделирования проведен анализ и определен выход коньячного дистиллята с заданными кондициями и удельные энергетические затраты при одинаковых начальных условиях, но при различных вариантах перегонки. Произведен расчет кондиций основных получаемых продуктов и промежуточных фракций за один цикл дистилляции, а также за длительную последовательность циклов для учета влияния возвращаемых головных и хвостовых фракций, на процесс последующих перегонок. Установлено, что схемы получения коньячных дистиллятов, традиционно используемые в странах СНГ, и метод дистилляции MARTELL, являются менее эффективными с точки зрения выхода коньячного дистиллята и удельных энергозатрат, чем метод дистилляции коньячных домов REMY MARTIN и HENNESSY. Установлено, что регулирование объемной доли этилового спирта в спирте-сырце коньячном за счет отбора хвостовой фракции при первой перегонке является эффективным способом управления процессом дистилляции, который оказывает влияние на общий выход кондиционного коньячного дистиллята и удельные энергетические затраты. Максимальный выход коньячного дистиллята и минимальные удельные энергозатраты при перегонке виноматериала с объемной долей этилового спирта 10,5 % и получением коньячного дистиллята с объемной долей этилового спирта 70% достигаются в случае начала отбора хвостовой фракции при объемной доле этилового спирта в парах (спиртовом фонаре) в диапазоне 14-16%. Показано, что применяемые различными производителями схемы получения коньячных спиртов имеют потенциал для оптимизации, позволяющий увеличить выход коньячного спирта до 2,4 % и снизить удельные энергозатраты до 5 %. Оптимизация схемы получения коньячных дистиллятов не требует дополнительных капиталовложений и может служить дополнительным источником прибыли без какой-либо модернизации оборудования.The paper describes basic schemes for producing young brandy distillates on double distillation batch machines (charente type) traditionally used in domestic brandy production and by traditional French producers. Mathematical modelling was used to analyze and determine the output of brandy distillate with predetermined parameters and specific energy costs under the same initial conditions, but with different distillation options. We calculated quality parameters of the main resultant products and intermediate fractions during one distillation cycle, as well as during the long cycle sequence to estimate the effect of returned fraction heads and tails on the subsequent distillation process. The analysis established that brandy distillate production schemes traditionally used in the CIS countries and the MARTELL distillation method are less effective in terms of brandy distillate output and specific energy consumption as compared to the REMY MARTIN and HENNESSY cognac distillation method. It was established that control of the volume fraction of ethyl alcohol in the raw brandy alcohol by tail fraction takeoff during the first distillation is an effective way to control the distillation process, which affects the overall output of conditioned brandy distillate and specific energy costs. The maximum brandy distillate output and the minimum specific energy consumption during base wine distillation with volume fraction of ethyl alcohol at 10.5 % and brandy distillate production with volume fraction of ethyl alcohol at 70 % is achieved when the tail fraction takeoff begins with ethyl alcohol volume fraction in pairs (alcohol lamp) within the range of 14-16 %. It is demonstrated that production schemes used by various producers to obtain brandy spirits can be optimized, which would increase the output of brandy spirits by 2.4 % and reduce the specific energy costs by 5 %. Optimization of the cognac distillates production scheme does not require additional investment, and can serve as an additional profit source without any equipment upgrade.