Princip výroby:

Lihem rozumíme směs vody a etanolu. Pro potravinářské využití vyrábíme líh biochemickým způsobem zkvašováním na cukr nebo na škrob bohatých surovin: ovoce, obilovin a okopanin a melasy. Protože škrob není přímo zkvasitelný, musí se v tomto případě nejdříve zcukřit. Rozlišujeme 3 základní typy výrobních provozů:

Princip výroby lihu spočívá bez ohledu na druh výrobního provozu v příjmu surovin a případném skladování, přípravě zápary, destilaci a rektifikaci zápary a závěrečné úpravy výrobku (viz následující schéma).

Surovinou pro výrobu je „odpadní“ produkt cukrovaru – melasa, cukerný roztok, z kterého již není ekonomické získávat cukr. Obsahuje cca 80 % sušiny, z toho je cca 50 % sacharózy. Kvasinky, které mají tento cukr rozložit, však v takto koncentrovaném prostředí nemohou existovat. Melasa se proto ředí vodou na sušinu 20 – 25 %, dále upravuje pH do kyselé oblasti přídavkem kyseliny a přidávají se živiny. K ředění melasy a míchání s přísadami se používá tzv. zřeďovací epruveta. Jde o zařízení tvořené nádobou tvaru obráceného zvonu, do které se spodem jedním potrubím přivádí směs tekutých surovin, ta přetéká přes okraj této nádoby, přitom víří a dokonale se míchá. Jako příslušenství k tomuto zařízení slouží regulační zařízení na přívodu melasy a přísad, sacharometr, teploměr a pHmetr, vše vložené do mísící nádoby k nepřetržitému sledování parametrů upravené melasy. Připravená zápara je potrubím odváděna do kvasných kádí.

Kvasné kádě (fermentory) jsou uzavřené stojaté válcovité tanky z chromniklové oceli, mají průlezný otvor ve víku a ve spodní části nádoby pro čištění a kontrolu, přívodní potrubí na připravenou a výpustní potrubí na prokvašenou záparu a potrubí na kvasinkovou kulturu z propagační stanice. Dalším příslušenstvím je potrubí na páru, potrubí na filtrovaný vzduch k provzdušňování obsahu kádě, potrubí na jímání vznikajícího CO₂, dále pojistný ventil, teplotní čidla v různých výškách, plovákový stavoznak nebo jiný vhodný snímač množství, vzorkovací kohout. Při kvašení se vyvíjí teplo, proto jsou kádě vybaveny možností chlazení, buď povrchovým zkrápěním kádě vodou nebo chlazení mezipláštěm. Z důvodu automatizace procesů a řízení z jednoho místa je nutné mít snímače i výkonné regulační prvky dálkově ovládané. Pro snadný přístup obsluhy jsou kádě vybaveny pracovní plošinou.

Prokvašená zápara se čerpá přes sběrnou (vyrovnávací) nádobu na destilaci, častěji se však pracuje s vratnou separací kvasnic. Zralá zápara se nejdříve odstředí na lihovarnické (drožďárenské) odstředivce a získané kvasnice (nebo jejich část) po regeneraci znovu použijí k zakvašení další zápary. Lihovarnická odstředivka je typem čistící odstředivky s nepřetržitým odváděním specificky těžší složky – kvasnic.

Zápara zbavená kvasnic se odvádí k destilaci, která se provádí s dvěma cíli:

V průmyslových lihovarech se k těmto krokům používají zařízení pro kontinuální destilaci – destilační kolony.

Kolona je stojaté válcovité těleso, uvnitř rozdělené vodorovnými patry na jednotlivé destilační prostory. Výška kolon bývá 4 – 6 m, průměr 0,8 – 2 m, výška patra podle konstrukce 0,15 – 0,75 m. Patra jsou konstruována tak, aby se na nich udržovala určitá vrstva vroucí kapaliny. Vznikající pára s vyšší koncentrací těkavější složky stoupá na vyšší patro parními otvory zakončenými ve vrstvě kapaliny na horním patru. Pára tam zkondenzuje, ale při varu znovu vzniká obohacená pára a ta postupuje výš, stoupá kolonou vzhůru, až se postupně dostává na poslední (resp. odtahové) patro. O těkavější složku ochuzená kapalina přepadává jedním či dvěma přepady přepadovou trubkou na nižší patro, která je zakončena až pod hladinou kapaliny, tak je vytvořen hydraulický uzávěr bránící průchodu páry touto cestou. Koncentrace těkavější složky v páře se směrem vzhůru zvyšuje, zatímco koncentrace těkavé složky v kapalině se směrem dolů postupně snižuje.

Přívod suroviny (tzv. nástřik) se provádí do středu kolony, optimálně na patro, kde je koncentrace kapaliny a suroviny stejná. Horní část kolony nazýváme část obohacovací, dolní část ochuzovací. Nejníže položené patro je vyhřívané, nazýváme ho vařák. Odtah par z horních pater kolon jde přes deflegmátor – trubkový výměník tepla chlazený vodou, u záparových kolon chlazený záparou, která se tak předehřívá. Deflegmátor může být umístěn přímo v hlavě kolony nebo jako samostatné zařízení hned za ní, zajišťuje úplnou nebo výhodnější částečnou kondenzaci par, protože snadněji kondenzuje složka s vyšším bodem varu, je vzniklý kondenzát ochuzený a páry bohatší o těkavější složku než při úplné kondenzaci. Kondenzát (u úplné kondenzace část kondenzátu) se vrací zpět na nejvyšší patro kolony jako tzv. reflux.

Konstrukce pater jsou různé, mají zajistit co nejlepší kontakt obou fází, v našich průmyslových a zemědělských lihovarech se používají:

Kromě patrových kolon lze použít i výplňové kolony. Kolona je rozdělena na dvě části: ochuzovací a obohacovací. Kolony jsou uvnitř naplněné drobnými inertními tělísky s velkým povrchem (drcený křemen, kroužky, sedýlka, spirály, drátěné pletivo, lisovaná plastová výplň, …) pro dokonalý styk fází kapalné a plynné. I v těchto kolonách se do vzhůru postupující páry koncentruje těkavější složka – etanol. Koncentrace etanolu v dolů stékající kapalině postupně klesá.

Destilační linka v průmyslovém lihovaru se obvykle skládá ze tří i více kolon:

Vystupujícím parám z rektifikační kolony je následně vodou odebráno na chladičích teplo, tím dojde ke kondenzaci a ochlazení kondenzátu. Rafinovaný a technický líh a další produkty jsou odebrány výhradně přes zapečetěné kalibrované kontrolní měřidlo.

Přípravu kvasu provádí buď sami pěstitelé nebo ji zajišťují v pálenici. Používají se k tomu sudy, tanky, v případě pěstitelů širokohrdlé uzavíratelné plastové kontejnery, které zároveň slouží jako dopravní nádoby kvasu do palírny.

Vlastní vybavení pálenice závisí na způsobu destilace:

Klasický šaržový způsob – míchadlem vybavený surovinový kotel se plní nejvýše do 2/3 objemu (pokud silně pění, tak i méně) a slouží k oddestilování lihu z kvasu včetně jeho senzoricky významných látek, obsah alkoholu v lutru je cca 20 – 30 %. Rektifikační kotel se použije k opakované destilaci – ke koncentraci a vyčištění lihu od nežádoucích látek oddělením úkapu a dokapu. Oba kotle jsou vybaveny deflegmátory, které zajišťují velmi omezenou kondenzaci vodních par a výševroucích látek a tím zvyšují koncentraci a čistotu destilátu. Kotle jsou vytápěny buď přímo zplodinami pod kotlem rozdělaného ohně (dřevo, plyn, uhlí) nebo nepřímo parou (lepší regulace teploty destilace).

Jednostupňová destilační kolona má většinou menší počet zpravidla kloboukových pater a je umístěna nad destilační kotel. Ohřev kvasu se provádí nepřímo přes vodou zaplněný meziplášť kotle nebo parou. Záhřevem vznikající páry stoupají vzhůru a procházejí postupně přes jednotlivá patra. Na nich dochází k opakované k destilaci – destilát se rafinuje (čistí) a koncentruje (rektifikuje), nakonec páry vystupují přes deflegmátor ven z kolony.

Za destilačním zařízením je vždy umístěn vodou chlazený chladič zajišťující dokonalou kondenzaci vzniklých par. Kondenzát je následně rozdělen podle senzorické kvality na úkap, destilát, dokap. Výsledný produkt je odebírán rovněž výhradně přes zapečetěné kalibrované kontrolní měřidlo.

V případě výroby lihu ze škrobnatých surovin (brambory, obilí, kukuřice) je nutné škrob převést na zkvasitelné cukry.

Linka na zpracování brambor je z těchto důvodů rozšířena o pračku a váhu brambor, zařízení na paření brambor a vytvoření zápary, nádrží (tanků) na kvašení zápary, lihovarnické odstředivky pro vratnou separaci kvasinek, dopravníků na brambory, čerpadel na záparu, …

Přípravu zápary v lince na zpracování obilí je možné připravit tzv. infúzní metodou smísením obilné mouky s okyselenou vodou a rozemletým sladem v zapařovací kádi nebo pařením obilí nebo obilného šrotu v pařící koloně jako u brambor. I v tomto případě následují kvasné tanky.