Дипломное проектирование винзаводов - Лариса Межуева

Отстаивание является основным и наиболее широко применяемым способом осветления перед брожением. Оно обеспечивает многосторонний технологический эффект и приводит к формированию свойств сусла, наиболее благоприятных для получения высококачественных вин.

Осветление в процессе отстаивания основано на способности дисперсных систем разделяться на основные фазы в поле сил тяжести. При отстаивании оседают содержащиеся в сусле взвеси, а также дополнительно образующиеся осадки нерастворимых соединений, от которых осветленную часть сусла отделяют декантацией.

Осветление виноградного сусла сопровождается физическими процессами, связанными с адгезией, флокуляцией, седиментацией, а также биохимическими превращениями, обеспечивающими ферментацию сусла, при которой проходят окислительные и др. химические реакции. Все эти реакции приводят к образованию соединений, выпадающих в осадок, что способствует лучшему осветлению сусла.

Физические процессы, протекающие при осветлении сусла, сводятся к гравитационному разделению жидкой и твердой фаз. Скорость этих процессов зависит от сопротивления жидкой среды движению в ней твердого тела, т. е. от физических свойств суспензии и размеров твердых частиц.

Биохимические процессы существенно влияют на качество и формирование технологических свойств сусла.

Продолжительность процесса зависит от назначения состава сусла, содержания в нем взвесей микроорганизмов и колеблется от 14 до 24 ч. В большинстве случаев достаточное осветление и ферментация сусла обеспечивается за промежуток времени от 14 до 16 ч.

При получении малоокисленных виноматериалов из сусла при отстаивании удаляют окислительные ферменты. Для этого в него вводят дисперсные минералы, эффективно сорбирующие ферменты, например бентонит. Этим ускоряется и улучшается осветление, уменьшается содержание в сусле азотистых веществ. дозировки бентонита в этом случае колеблются от 1 до 3 мг/дм3 в зависимости от оксидаз в сусле. Бентонит и другие дисперсные материалы сорбируют ферменты и вместе с ними оседают на дно отстойных резервуаров. Инактивации ферментов при этом не происходит, поэтому осветленное сусло необходимо возможно быстрее и тщательно отделить от выпавших осадков, чтобы окислительные ферменты вновь не перешли в сусло.

Внося в сусло одновременно с бентонитом небольшое количество синтетических полиэлектролитов-флокулянтов, можно значительно увеличить скорость осаждения. Время осветления сусла сокращается от 2 до 6 часов в случае применения полиакриламида, ферментных препаратов. При этом обеспечивается более быстрое выведение из мутного сусла взвесей с адсорбированными на них окислителиными ферментами и дикой микрофлорой, что способствует улучшению качества осветленного сусла и получаемого из него вина.

В качестве оборудования для осветления сусла отстаиванием применяют различные резервуары, которые используют в качестве отстойников периодического действия. Вместимость отстойников не должна быть очень большой, чтобы обеспечивалось достаточно быстрое их заполнение суслом, создавались благоприятные условия для процесса осаждения и упрощалось обслуживание. Рабочую вместимость каждого отстойного резервуара принимают обычно с таким расчетом, чтобы он заполнялся суслом за время от 2 до 3 часов.

Обработка бентонитом. Бентонит находит наиболее широкое применение в винодельческий промышленности как универсальный осветлитель и стабилизатор вина. Для этих минералов характерны слоистое строение кристаллической решетки, способность к обмену оснований и поглощению воды, которое сопровождается резким увеличением объема – набуханием. По внешнему виду бентонит – белый порошок с серым или коричневыми оттенками.

Серые бентониты перед употреблением просушивают при температуре 120 °C в течение от 30 до 50 мин.

Для обработки виноматериалов пользуются 20 %-й водной суспензией бентонита. Оптимальную дозу бентонита в каждом случае устанавливают пробной оклейкой. Перед началом обработки водную суспензию бентонита разбавляют испытуемым виноматериалом.

После перемешивания виноматериал оставляют в покое до 10 суток для образования и уплотнения осадков. Затем осветленный виноматериал снимают с осадка с одновременным фильтрованием. Оставшиеся осадки бентонита прессуют или центрифугируют для выделения содержащегося в них вина.

Обработка флокулянтами. Применяют для ускорения осветления сусла и вина. Наиболее широко для этой цели используют полиакриламид, который вносят в вино при обработке его бентонитом и другими дисперсными материалами.

Комплексная обработка виноматериалов бентонитом с полиакриламидом уменьшает продолжительность выдержки вина на осадке в среднем в 10 раз по сравнению с обработкой бентонитом без флокулянта. Значительно сокращается процесс деметаллизации виноматериала и последующего осветления в случае комплексной обработке ЖКС с бентонитом и ПАА.

Для обработки виноматериала готовят 0,5 %-ный раствор ПАА в воде, подогретой до 60 °C. С целью ускорения растворения смесь предварительно измельченного ПАА и вода интенсивно перемешивают. Хранить раствор допускается не более 3 суток; перед обработкой его разбавляют вином до концентрации 0,05 %.

При производственной обработке сначала в вино вводят необходимое количество бентонитовой суспензии, а затем, после перемешивания, – соответствующую дозу полиакриламида. Оптимальные дозировка ПАА для каждой обработки составляют от 3 до 7 мг/дм3 в зависимости от состава вина, характера мути и количества вносимого бентонита.

После внесения бентонита и раствора ПАА виноматериал хорошо перемешивают и оставляют в покое для осветления, которое обычно достигается через несколько часов. Осветлившийся виноматериал снимают с осадка декантацией.

Фильтрование. Осветление сусла фильтрацией проводят очень редко. В основном это проводится в тех случаях, когда по технологическим условиям исключается возможность сульфитации, в производстве коньячных виноматериалов.

Чтобы уменьшить аэрацию, процесс проводят на центрифугах герметичного и полузакрытого типа, работающих в атмосфере инертных газов.

Фильтрование – отделение твердой фазы от жидкой путем удерживания твердых частиц пористыми перегородками, пропускающими жидкость. Фильтрованию подвергают виноматериалы на различных технологических стадиях, готовые вина, предназначенные для розлива в бутылки, виноградный сок, сахарные сиропы и ликеры, дрожжевые осадки.

Способ осветления вин, основанный на фильтровании, прост, высокопроизводителен и универсален. При правильном выборе фильтрующих материалов и фильтров с учетом особенности вина, количества и свойств осадков, а также необходимой полноты осветления достигается хороший технологический эффект. Относительно плохо фильтруются только высоковязкие жидкости, которые содержат большое количество взвесей, образующих на фильтрующих материалах легкосжимаемые, липкие слои.

В процессе фильтрования вино обогащается кислородом воздуха, что нежелательно в производстве столовых вин. При подаче вина на фильтрование насосами воздух может проникать через неплотности винопроводов, через промежуточные сборники вина, за счет увеличения объема свободного пространства в емкостях, из которых вино подают на фильтрование. За один цикл фильтрования в вино поступает до 9 мг/дм3 кислорода, т. е. происходит полное его насыщение при температуре от 18 °C до 20 °C.

Брожение. При брожении виноградного сусла – жидкости с невысокой вязкостью – обеспечиваются благоприятные гидродинамические условия для распределения активных дрожжевых клеток в бродящей среде, а также для массо- и теплообмена.

Скорость и ход брожения существенно влияют на качество вина. Боле высокое качество вин формируется в условиях медленного брожения, при котором меньшее количество ценных ароматических и вкусовых летучих веществ выделяется из сусла в атмосферу, лучше сохраняется сортовой аромат, уменьшаются потери спирта.

Основным факторам, влияющим на ход брожения, является температура. При повышении ее от 27 °C до 30 °C скорость брожения увеличивается, при температуре выше 30 °C происходит массовое отмирание дрожжевых клеток, при температуре от 37 °C до 40 °C брожение прекращается и получаются недоброды, содержащие остаточный сахар, который создает благоприятные условия для развития болезнетворных микроорганизмов. Высокие температуры брожения нежелательны, кроме того, потому, что повышают интенсивность выделения пузырьков СО2, которые выносят из сусла летучие вещества, в том числе и ценные эфирные масла. С понижением температуры от 10 °C до 12 °C, если при этом не применяются специальные холодостойкие расы дрожжей, брожение идет очень медленно и сахар, как правило, полностью не дображивает.