При достижении выброда сусла в первом резервуаре 12,5% остаточного сахара первый резервуар посредством нижнего трехходового крана соединяется со вторым, и бродящее сусло начинает перетекать в него, пока уровни в этих резервуарах не сравняются. После этого включают насос подачи свежего сусла, которое заполняет первый и второй резервуары через нижний коллектор. Заполнение происходит до тех пор, пока недоброд не начнет переливаться через верхний вентиль в третий резервуар. При этом подачу сусла останавливают и опять дают ему разбродиться. С течением времени, когда сахаристость сусла в первом резервуаре достигнет 12,5%, проводят опять подкачку, но уже меньшими порциями, из расчета средней производительности установки 7000 дал/сут., т.е. каждый час не более 250-300 дал (желательно через каждые 20 мин по 100 дал). Так как резервуары соединены по принципу сообщающихся сосудов, недоброд будет заполнять последовательно все резервуары. Процесс заполнения таким способом установки длится немногим более 60 ч.
По второму способу (дробному) в первый резервуар подают свежее сусло и дрожжи. При доведении содержания остаточного сахара при брожении до 12,5% из первого резервуара через нижний коллектор недоброд переливают в последний резервуар - шестой. В первый опять добавляют свежее сусло и сбраживают его до содержания остаточного сахара 12,5%, после чего половину переливают в пятый резервуар и таким образом ведут долив первого и заполнение наполовину всех резервуаров, начиная с крайнего. Затем операции повторяют, заполняя полностью последний резервуар и одновременно доливая в первый свежее сусло. При заполнении полностью первого и последнего резервуаров дают суслу разбродиться в первом, после чего заполняют полностью пятый, потом четвертый и так далее, пока вся установка не будет заполнена.
При таком способе заполнения содержание остаточного сахара в сусле во всех резервуарах должно быть в пределах требуемой нормы.
После заполнения резервуаров тем или иным способом начинается период установившегося режима, и установка может работать автоматически. При этом работа установки основана на использовании избыточного давления диоксида углерода, образующегося при брожении, для автоматического перемещения бродящего материала из резервуара в резервуар и питания установки.
Давлением СО2 бродящее сусло из первого бродильного резервуара перемещается по трубе подъема сусла в первый переточный бак. Так как все шесть резервуаров сообщены между собой газовыми трубами, давление в них одинаково, следовательно, подъем сусла в переточные баки происходит одновременно, а имеющиеся гидрозатворы на трубах слива сусла не позволяют выходить диоксиду углерода в переточные баки (первый период).
Уменьшение уровня в первом бродильном резервуаре ведет к опусканию поплавка реле, включению им питающего суслового насоса и клапанов. которые, открываясь, вытекают СО2 из резервуара и переливных баков. Диоксид углерода направляется в спиртоловушку или атмосферу, давление в резервуарах падает до атмосферного, начинается перелив сусла: из первого переточного бака во второй резервуар, из второго переточного бака в третий резервуар и т.д. В шестом резервуаре открывается выход виноматериалу. Наличие обратных клапанов в трубах подъема сусла препятствует его возврату в предыдущий резервуар (второй период). Затем цикл повторяется. Таким образом, в установке осуществляется доливной (объемно-доливной) способ сбраживания сусла.
Наличие рубашек на бродильных резервуарах сусла позволяет использовать тепло- или хладоносители и вести брожение при оптимальных температурах. Производительность установки БА-1 - 70 м3/сутки (по суслу), габаритные размеры 22700*3080*6090 мм. [3]
5.7 Установка для удаления винного камня
Для обработок виноматериала и вина с большой производительностью в потоке, и достижения наилучшего результата применяют систему «Кристалстоп» («KRISTALSTOP») (рис. 5.7.1), разработанная итальянской фирмой «Padovan». Технология, положенная в ее основу, позволяет сократить этот процесс до 1,5 часов. При этом расходуется значительно меньше электроэнергии, т. к. происходит рекуперация холода. Не требуется применять теплоизолированные емкости. Установка компактная и полностью автоматическая, занимает небольшие площади. Обслуживающий персонал - один оператор. Процесс выпадения винного камня происходит быстро и более полно и контролируется компьютером. Происходит постоянный мониторинг выходящего из установки вина на предмет его стабильности.
Принцип действия, заложенный в основу работы системы «Кристалстоп», заключается в шоковом охлаждении вина почти до точки замерзания и внесения в него центров кристаллизации - кристаллов битартрата калия, при этом в вине начинается спонтанное образование кристаллов винного камня. В установке данный принцип реализован следующим образом. Вино проходит через ультроохладитель, где резко охлаждается и направляется в реактор, куда с помощью дозирующего насоса задается необходимое количество кристаллов битартрата калия. В реакторе происходит процесс кристаллизации и выпадения винного камня. Этот процесс полностью завершается в течение 1,5 часов. Выпавший в осадок винный камень отделяется на циклоне. Далее вино отфильтровывается при низкой температуре на кизельгуровом фильтре.
После фильтрации виноматериал снова попадает в пластинчатый теплообменник, где встречаясь с потоком поступающего на обработку продукта, передает ему холод. На выходе из установки стоит автоматический анализатор с кондуктометром, который постоянно следит за электропроводимостью вина. Если электропроводность превышает установленное значение, это означает, что продукт не обработан достаточно. В этом случае перекрывается выпускной клапан, и виноматериал поступает обратно на доработку. [6,8]
5.8 Аппаратура для производства шампанского резервуарным способом
Шампанизация вина при производстве шампанского и игристых вин производится резервуарным и бутылочным (только при получении шампанского) способами; первый может быть периодическим и непрерывным. При периодическом способе используют крупные резервуары различных типов, оснащенные рубашками, мешалками и другими устройствами. Шампанизацию при непрерывном способе проводят в условиях потока вина. Для этого используют установки различного типа - батарейные, одноемкостные одно- и многокамерные и др. Наглядное представление о схемах этих установок дает рис. 5.8.1. Вариант 1 предполагает использование батареи из шести последовательно соединенных резервуаров; вариант II - то же из семи резервуаров, из которых
два последних частично загружены наполнителями (насадкой); в варианте III - восемь резервуаров, последний из которых полностью загружен наполнителями и выполняет функции автономного биогенератора; вариант IV представляет собой одноемкостный многомерный резервуар с автономным биогенератором; в варианте V используется одноемкостный однокамерный резервуар, частично загруженный наполнителями; в варианте VI - два таких резервуара, а в варианте VII - один одноемкостный однокамерный резервуар с автономным биогенератором.
Применение насадки в виде колец Рашига, роликов, стружки и др. способствует увеличению поверхности контакта фаз, обусловливает проведение шампанизации в условиях повышенной концентрации дрожжей, интенсифицирует процесс.
Ниже описаны основные типы бродильных резервуаров, используемых в этих схемах. [3]
Бродильный резервуар ВБА. Он представляет собой цельносварной вертикальный корпус со сферическими днищами, изготовленный из коррозиестойкой стали. Резервуары комплектуются в батарею и соединяются между собой по принципу сообщающихся сосудов с помощью переточных труб и запорной арматуры. Направление потока в резервуарах снизу вверх, далее через переточную сливную трубу снова вниз, до следующего резервуара. Температура бродильной смеси регулируется подачей рассола или охлаждающей воды в рубашку.
На базе бродильного резервуара ВБА имеется и приемный резервуар ВПА, отличающийся наличием трех рубашек.
Бродильный резервуар А-7. Он представляет собой цельносварной корпус, изготовленный из коррозиестойкой стали. Для регулирования температуры бродильной смеси резервуар имеет три рубашки и подвешенный вверху змеевик. Наличие охлаждающих рубашек и змеевика позволяет использовать резервуар и как бродильный, и как приемный. Резервуар может использоваться при периодической шампанизации.
Вместимость резервуаров ВБА и А-7 соответственно 5 и 7,7 м3. При использовании резервуаров в линии шампанизации их должно быть не менее восьми штук в батарее, производительность которой рассчитывают с учетом коэффициента потока. [3]
Бродильный резервуар А-184. Он представляет собой одноемкостный многокамерный вертикальный цилиндрический резервуар со сферическими днищами и рубашкой (рис. 5.8.3). Внутри резервуара установлены цилиндрические перегородки, одни из которых закреплены по всему периметру на днище резервуара и имеют кольцевые зазоры между торцами и днищем, а другие образуют такие же зазоры с противоположным днищем резервуара. Площади поперечного сечения центральной и кольцевых камер одинаковы и равны произведению зазора между перегородками на длину окружности между соответствующими цилиндрическими перегородками. Равенство этих площадей позволяет вести процесс брожения при стабильной средней линейной скорости потока. Поток бродильной смеси проходит через центральную и кольцевые камеры, а также через кольцевые переточные зазоры, последовательно изменяя свое направление.
Температуру в аппарате регулируют путем охлаждения вина на конечном участке потока с последующим рекуперативным послойным охлаждением к центру аппарата. Применение рекуперативной системы охлаждения обеспечивает плавное саморегулирование температуры шампанизируемого вина при минимальных перепадах между секциями, а также стабильность заданного режима.
Одноемкостный многокамерный бродильный аппарат для шампанизации вина в потоке имеет вместимость 35 м3 и по своей производительности соответствует батарейной бродильной установке, состоящей из семи резервуаров вместимостью 5 м3 каждый. Благодаря исключению переточных и соединительных винопроводов он обеспечивает более равномерную линейную скорость потока шампанизируемого вина, что благоприятствует равномерному распределению дрожжевых клеток в среде. При применении одноемкостных аппаратов повышается съем продукции с единицы основной производственной площади. На предприятиях отрасли применяют резервуары и других марок. [3]
5.9 Современные методы фильтрации
В процессе производства вин, начиная от виноградного сусла до розлива готовой продукции в бутылки, многократно применяется процесс фильтрации, практически на каждой технологической стадии. После прессования виноградной мезги, и получения сусла его нужно осветлить, т.е. отделить механические взвеси. После выполнения брожения необходимо отфильтровать полученный виноматериал от дрожжевого осадка. Полученный виноматериал обрабатывают различными веществами например, бентонитом - с целью его осветления и придания необходимых качеств, после чего необходимо проводить фильтрацию. Вино охлаждают с целью придания стойкости к кристаллическим помутнениям. При этом происходит выпадение винного камня, который тоже надо отделить. В процессе приготовления купажей, во время перевозки или хранения в вине могут появляться различные помутнения. И каждый раз необходимо проводить фильтрацию. Перед розливом вина в тару делают контрольную фильтрацию. А если используется стерильный, холодный розлив, то необходимо фильтровать вино не только от механических примесей, но и от бактерий.
С уверенностью можно сказать, что фильтрационные процессы являются основными при производстве вин, и стоимость фильтрации оказывает значительное влияние на себестоимость продукта. Поэтому ученые во всем мире и фирмы-производители оборудования для виноделия ищут способы удешевления таких операций.
На отечественных предприятиях до сих пор, в основном, применяются традиционные пластинчатые фильтры, в которых в качестве фильтрующего материала используется специальный картон. Многие виноделы даже не знают о других устройствах. Однако в развитых странах широко применяются разнообразные фильтрационные системы: кизельгуровые, вакуумные, мембранные, тангенциальные и др. Каждая из них разработана для использования на определенной стадии производства вина и позволяет снизить стоимость фильтрации, выполнять ее с лучшим качеством и наименьшими потерями. В этой главе мы рассмотрим несколько типов фильтров, выпускаемых итальянской фирмой «Padovan» и поставляемых на отечественный рынок московской компанией «Милеста». Наиболее распространенными являются кизельгуровые, или диатомитовые фильтры с горизонтальными пластинами.
Применение таких фильтров практически стало нормой и стандартом в виноделии. В этих фильтрах в качестве фильтрующего слоя используется диатомит-кизельгур, представляющий собой тонкий порошок известнякового происхождения. В зависимости от применяемой марки кизельгура можно обеспечить требуемую степень фильтрации - от грубой до полирующей. Применение диатомитовых фильтров позволяет значительно снизить расходы на фильтрацию по сравнению с пластинчатыми фильтрами и практически полностью избежать потерь продукта. Фильтры используются для фильтрации тихих вин, сусла, сиропов и вин с содержанием СО2. Последние изготавливаются в изобарическом исполнении.
Конструкция фильтра представляет собой емкость с коническим днищем в которой горизонтально расположены фильтрующие элементы. Фильтрующие элементы сделаны в виде перфорированных круглых дисков из нержавеющей стали. На верхнюю часть диска приварена нержавеющая сетка с размером отверстий 65 мкм. На эту сетку производится намыв слоя кизельгура, через который идет фильтрация. На одной раме с фильтром установлены емкость для разведения кизельгуровой суспензии с мешалкой, дозирующий насос, подающий насос, трубопроводы, маленький фильтр для дофильтровывания остатков.
Принцип работы фильтра типа «Гринфильтр» (Greenfliter) заключается в следующем. Фильтр наполняют водой или чистым продуктом, текущим по замкнутому трубопроводу. В специальной емкости с мешалкой приготавливают суспензию кизельгурового порошка. Эту суспензию с помощью дозирующего насоса вводят в поток жидкости. Кизельгур удерживается на поверхности сетки фильтрующих пластин, образуя равномерный слой. После намыва необходимого слоя осуществляют основной процесс фильтрования. В фильтруемую жидкость дозирующим насосом постоянно добавляют кизельгуровую суспензию и подают на фильтр. Отделяемые твердые частицы вместе с частицами кизельгура задерживаются фильтрующими элементами, образуя равномерный пористый осадок. Слой осадка постепенно растет. Когда слой нарастает до предельной величины процесс фильтрации прекращается. Отработанный кизельгур смывают водой и намывают новый. После чего фильтр снова готов к работе.
В конструкции есть еще один небольшой фильтр для дофильтровывания остатков с целью избежать потери. Применение кизельгуровой фильтрации позволяет значительно снизить расходы на эту операцию. Например, ориентировочный расход кизельгура составляет около 7 кг на 1000 дал фильтруемого виноматериала. Стоимость кизельгура составляет около 1 доллара (30 руб.) за кг. Зарядка фильтра с рабочей площадью 6 м2 составляет около 20 кг. Производительность такого фильтра составляет 600-800 дал/час. Стоимость такой установки около 17 000 долларов США. Простой расчет показывает, что отказ от применения фильтр-картона и переход на кизельгуровый фильтр позволяет уменьшить стоимость фильтрации в 2 и более раза и окупить стоимость фильтра за полгода. Дополнительный плюс таких фильтров это почти полное отсутствие потерь, т.к. не происходит впитывание и протекание виноматериала.
Многолетний опыт, накопленный фирмой «Милеста», показывает, что на всех предприятиях, где были установлены такие фильтры, отношение к ним от недоверчивого вначале очень быстро сменяется абсолютно восторженным. Через несколько месяцев эксплуатации виноделы уже не могут себе представить, как можно без них работать. Кизельгуровые фильтры марки «Гринфильтр» установлены и с успехом эксплуатируются на таких известных предприятиях, как «Фанагория», «Массандра», Национальный винный терминал», Детчинский завод шампанских вин, завод «Рубин», «Коктебель», «Солнечная Долина», Тульский винодельческий завод и многих других. Фирма «Милеста» поставляет широкую гамму кизельгуровых фильтров марки «Гринфильтр». От самого маленького площадью 2 м2 до фильтров с рабочей площадью 30 м2 и соответственно от производительности 200-300 дал/час до 3000-5000 дал/час. Наиболее распространенными моделями являются «GREENFILTER G5, G6, G9» площадью 5 м2, 6 м2, 9 м2, производительность таких фильтров 500-600 дал/час. 600-800 дал/час, 900-1200 дал/час соответственно. [8]
5.10 Оборудование для розлива, мюзлевания и оформления бутылок
Подготовка бутылок, фасование в них вин и укупоривание, инспекция, пастеризация вин в бутылках, товарное оформление бутылок осуществляются на поточных линиях упаковывания вина.
Состав современных поточных линий упаковывания вин определяется перечнем технологических операции, выполняемых на этих линиях. Так, в зависимости от вида упаковываемой продукции ГОСТ 24740-90 определяет типы, основные параметры линий и перечень выполняемых операций.
Стандарт предусматривает выполнение на линиях следующих операций:
ь мойка бутылок;
ь фасование продукции;
ь укупоривание бутылок;
ь межоперационное транспортирование бутылок.
Кроме того, в зависимости от упаковываемой продукции, производительности и требований заказчика на линиях упаковывания напитков могут выполняться и другие необходимые операции:
ь распакетирование и расштабелирование ящиков с пустыми бутылками;
ь расштабелирование и штабелирование поддонов;
ь извлечение бутылок из ящиков, корзин или тары-оборудования (контейнеров);
ь мойка ящиков, корзин или тары-оборудования (контейнеров);
ь контроль остаточного содержания щелочи в вымытых бутылках с их отбраковкой;
ь сушка бутылок;
ь стерилизация вымытых бутылок;
ь контроль вымытых бутылок;
ь насыщение напитков двуокисью углерода (для напитков соответствующего типа);
