Процессы и аппараты производства шампанских вин

-              бутылочное отделение, укомплектованное оборудованием для предварительной обработки бутылок перед мойкой (автоматы для извлечения бутылок из ящиков, очистки бутылок от смолки, предварительной обмывки бутылок и для опрокидывания ящиков) и отмочечно-шприцевальными бутыломоечными автоматами.

-              розлива с напорным отделением, где на специальных линиях, укомплектованных транспортными устройствами, машинами и аппаратами, осуществляется контрольная фильтрация (при необходимости), розлив, укупорка, этикетирование, бракераж и упаковка готовой продукции.

-              экспедицию – складское помещение, откуда осуществляется реализация готовой продукции.

Все эти помещения должны быть просторными, чистыми и иметь хорошую вентиляцию.

Для поддержания чистоты в помещениях необходимо иметь несколько водопроводных точек, что дает возможность при помощи привинчивающихся шлангов пользоваться водой в любом месте винзавода. Во время раздавливания и прессования винограда пол загрязняется суслом и мезгой, которые могут быть источником заболевания вин. Поэтому полы давильного и прессового отделения моют несколько раз в течение рабочего дня.

Для стока воды полы устраивают с небольшим уклоном, их делают деревянные, асфальтовые и цементные. Лучшие полы – деревянные, сделанные из досок, щели между которыми залиты смолой наподобие корабельных палуб.

В асфальтовых и цементных полах от ударов легко образуются впадины, неровности, из-за чего их трудно поддерживать в чистоте. Кроме того, цементные полы при смачивании суслом становятся очень скользкими, поэтому, их нельзя рекомендовать для помещений, где виноград давят и прессуют.

Небольшие по размерам окна следует располагать ближе к потолку, так как вдоль стен устанавливают чаны или бочки с бродящей мезгой или суслом, которые в холодную погоду могут охладиться через окна, находящиеся на одном с ними уровне. В теплую погоду прямые солнечные лучи могут нагревать чаны или бочки, что так же, как и охлаждение, нарушает нормальный ход брожения.

Особое внимание должно быть обращено на устройство вентиляции помещений, так как во время брожения выделяется углекислый газ. Углекислый газ тяжелее воздуха и скапливается внизу, поэтому вентиляционные, отверстия устраивают на уровне пола, а углекислоту отводят по специальным трубопроводам через спиртоловушки в атмосферу.

Для установки бочек в бродильных помещениях вдоль стен на полу кладут деревянные брусья, носящие в различных винодельческих районах разные названия: стеллажи, лежни, лагери. Лагери бывают не только деревянные, но и железобетонные. Предпочтительнее устраивать деревянные лагери, так как железобетонные при ударах о них бочек повреждают последние.

Лагери устанавливают на бетонных подушках на высоте 50 см над полом. Во избежание появления плесеней стены, потолки и лагери в винодельне ежегодно перед сезоном виноделия белят известью с добавлением 10% медного купороса. Целесообразно стены цементировать и красить масляной краской на высоту 1,5–2 м. а верхнюю часть стен и потолок белить. Это дает возможность наиболее загрязняющуюся нижнюю часть стен обмывать водой и содержать в чистоте. Чистота должна соблюдаться всеми работающими на винзаводе. В производственные помещения не разрешается приносить пищевые продукты. Для приема пищи должна быть выделена особая комната.

Винзаводы оснащаются санитарными узлами и душевыми. Все рабочие и служащие должны быть знакомы с правилами санитарии и гигиены и с требованиями техники безопасности.

Проектирование типовых винзаводов первичной переработки, как и других промышленных зданий, осуществляется с применением сборных железобетонных конструкций, в соответствии с «Основными положениями по унификации конструкций производственных зданий», утвержденными Комитетом по делам строительства при Совете Министров СССР [5,6].

5. Оборудование для производства виноматериалов и вин различных типов

Брожение – основной технологический процесс винодельческих производств, формирующий вино как продукт с типичными для него свойствами.

Современными технологическими схемами производства вин по белому способу предусмотрено осветление сусла перед брожением в течение 12–24 ч путем отстаивания в обычных резервуарах либо на специальном оборудовании с последующим сбраживанием с целью получения виноматериала. Брожением на мезге готовят основную массу красных вин, а также некоторые специальные вина. Процессы брожения имеют место и при производстве плодово-ягодных вин, шампанского (так называемое вторичное брожение) и игристых вин.

В состав бродильных отделений винзаводов входят отстойники, бродильные аппараты, аппараты для приготовления чистой культуры и разводки дрожжей, представляющие собой резервуары, оснащенные мешалками, теплообменными элементами в виде рубашек, змеевиков и пр., реакторы, сульфитодозаторы, смесители и др.

Специальные тины вин (херес, мадера, портвейн, газированные вина и др.) также получают на установках емкостного типа. Процессы их получения имеют в основном биохимический характер. [3]

5.1 Приемка винограда

Виноград поступает на предприятие в грузовых машинах, либо в специальных «лодочках», установленных на тележках.

При приемке его надо взвесить и определить среднее содержание сахара в винограде. Это связано с тем, что расчеты с поставщиками ведутся по этим показателям. Для этой цели применяется специальное оборудование, которое состоит из пробоотборника и автоматического анализатора. Пробоотборник устроен следующим образом:

Имеется специальная штанга, управляемая оператором. На штанге установлен шнековый отборник проб (типа бура). Оператор берет пробы из нескольких мест. Виноградный сок поступает по шлангу в автоматический анализатор, в котором в течение 20–30 сек. определяется содержание сахара, и, если надо, кислотность. Эти данные сразу распечатываются на накладной. [8]

5.2 Дробление

Далее виноград перегружается в приемный бункер из нержавеющей стали, откуда шнеком подается в дробилку-гребнеотделитель, имеет гидрозатвор. В настоящее время, в основном, применяются дробилки валкового типа. Управление работой бункера автоматизировано. Производительность таких устройств от 5 т/час до 100 т/час. Устроена она следующим образом:

В верхней части находится гребнеотделитель, состоящей из загрузочного бункера, гребнеотделяющего вала, перфорированного цилиндра и привода. Гребнеотделяющий вал представляет собой вращающийся вал из нержавеющей стали, на котором по винтовой линии расположены бичи.

Перфорированный цилиндр в процессе работы вращается с небольшой скоростью в противоположном к гребнеотделяющему валу направлении. Ягоды отделяются от гребней и проходя через отверстия в цилиндре попадают на валки, изготовленные из специального пластика. Передробленная мезга собирается в сборник и перекачивается винтовым насосом. Применение дробилок такого типа позволяет производить процесс дробления виноградной ягоды более мягко, с незначительным перетиранием кожицы и косточек. Это улучшает качество сусла и уменьшает количество взвесей. [8]

5.3 Прессование

При производстве вин по «белому» способу мезга из дробилки сразу подается на прессование. Для того чтобы предотвратить окисление винограда кислородом воздуха в мезгу в потоке добавляется определенное количество раствора сернистого ангидрида (SO2). При производстве по «красному» способу мезгу вначале перекачивают в винификаторы, где происходит ее настаивание, а затем прессуют.

На современных заводах для производства тонких, качественных вин применяют пневматические (или вакуумные) мембранные прессы барабанного типа. Пресс представляет собой вращающийся барабан из нержавеющей стали, внутри которого имеется гибкая мембрана из плотного клеенчатого материала. В стенках барабана есть сливные отверстия, через которые выходит сусло (виноградный сок).

Мезга подается в пресс через осевой штуцер, либо через открытые дверцы. Также, через дверцы можно загружать виноград целыми гроздями, например, для производства шампанских виноматериалов. В отличие от применяемых ранее стекателей и прессов шнекового типа эти прессы являются устройствами периодического действия. Т. е., пресс работает по определенному циклу. Вначале происходит загрузка мезги. В это время пресс не вращается и выполняет функцию стекателя.

Во время загрузки через сливные отверстия происходит отделение сусла самотека наиболее ценной фракции, идущей на приготовление марочных и шампанских вин. Процесс загрузки занимает 1,5–2 часа. За это время загружается приблизительно 2–2,5 объема пресса и отделяется около 55% сусла самотека.

После того, как пресс полностью заполнен, включается воздушный компрессор, и воздух накачивается под мембрану. Мембрана, раздуваясь, прессует виноград. Сусло отделяется через сливные отверстия. Периодически давление сбрасывается. Пресс приходит во вращение с целью ворошения мезги. Затем снова подается давление. Давление постепенно возрастает. Процесс составляет 1,5–2 часа. Затем пресс открывается, и выжимки разгружаются на шнековый, или ленточный конвейер. Разгрузка пресса происходит в течение 20–25 минут. Процесс работы пресса полностью автоматизирован и управляется компьютером. Существует много программ, в соответствии с которыми происходит цикл прессования. В зависимости от сорта винограда винодел может выбрать требуемую программу. Общий выход сусла из таких прессов составляет 70–83% в зависимости от типа винограда. Количество взвесей около 1,5%. Пневматические прессы позволяют значительно улучшить качество получаемого сусла, увеличить его выход и уменьшить содержание взвесей в сусле. [3,8]

5.4 Конвейерные системы для гребней, выжимок; накопительные бункеры

Удаление гребней производится с помощью ленточных или воздушных транспортеров (воздушные транспортные системы устанавливаются преимущественно на линиях небольшой производительности).

Данные транспортеры удобны в обслуживании, и позволяют экономно использовать производственные площади.

Для удаления выжимки из прессового отделения устанавливаются шнековые транспортеры различной производительности.

Бункеры для сбора гребней и выжимок могут изготавливаться на месте в соответствии с проектом. [8]

5.5 Осветление сусла

После прессования мезги сусло содержит взвеси, которые нужно удалить. Для этой цели применяют флотационные установки. В этих установках в поток сусла дозируются реагенты оклейки (бентонит, желатин, силикагель), после чего сусло барботируется воздухом или инертным газом (азотом). Происходит оклейка сусла в потоке. Пузырьки газа, всплывая, увлекают за собой твердые частицы и образуют шапку в виде пены. Чистое сусло сливается снизу, а взвеси отсасываются специальным устройством сверху и фильтруются на вакуумном фильтре. Флотатор имеет дозирующие насосы для добавления в поток сусла реагентов оклейки, аэрационную колону, емкость для выдержки и устройство для отсоса взвесей с помощью вакуумного насоса. Применение флотаторов позволяет значительно ускорить осветление сусла, произвести оклейку до брожения с целью убрать из сусла ненужные белки и коллоиды, избежать накопления

сусловых осадков. Весь процесс происходит в потоке, что намного увеличивает производительность. Виноматериалы, полученные после брожения оклеенного сусла, гораздо легче обрабатываются и значительно лучшего качества.

5.6 Установка для получения белых виноматериалов

В современном виноделии применяют три основных способа сбраживания сусла – стационарный (периодический), доливной и непрерывный.

Первый состоит в том, что определенный объем сусла сбраживается с начала до конца в одном резервуаре (установке). Как правило, для этих целей используются обычные резервуары, оснащенные соответствующей арматурой и приборами.

При расчете производительности бродильных установок периодическою действия определяющим фактором является скорость сбраживания сахара, которую

рекомендуется поддерживать в пределах 0,1–0,4 г/(л*ч). Она зависит не только от температуры сусла, но и от геометрических параметров бродильной установки, в частности от соотношения длины (высоты) и диаметра резервуара, так как это соотношение влияет на перемешивание массы сусла, пенообразование и т.д.

Доливной способ брожения отличается тем, что процесс идет не в постоянном объеме исходного сусла, а при периодических доливах новых его порций. В этих условиях бродящая среда периодически пополняется питательными веществами, концентрация продуктов брожения уменьшается, и температура бродящего сусла понижайся. Такой способ обеспечивает возможность проведения процесса в крупных резервуарах без принудительного охлаждения.

В крупных резервуарах можно проводить процесс брожения и поточно-доливным способом с применением искусственного холода.

Способ непрерывного брожения основан на ведении процесса в условиях регламентированного потока бродящего сусла. Для осуществления этого процесса применяют установки БА-1 и ВВУ-4Н, реже ВКМ-5, УНС-Э «Крымская» и др.

Установка БА-1. Она представляет собой батарею из шести резервуаров 4 (рис. 5.6.2) вместимостью по 20 м3 и шести переточных баков 10 вместимостью до 1,9 м3 (последний 17 из перегонных баков сливной, его вместимость 0,2 м3). Все шесть резервуаров соединены между собой в верхней и нижней (конической) частях трубопроводами. Верхний трубопровод служит для выравнивания уровня жидкости во всех резервуарах при работе установки, а нижний с трехходовыми кранами – для заполнения и освобождения резервуаров. Кроме того, они соединены газовыми трубами. Шестой резервуар снабжен устройством выпуска виноматериалов.

Горизонтальные переточные баки тоже соединены между собой газовыми трубами 14, от каждой из них сделан отвод к бродильному резервуару.

Перед началом работы установки в автоматическом режиме все резервуары надо заполнить так, чтобы сахаристость сусла (в %) уменьшалась от первого к последнему в таких пределах (ориентировочно): 17 (исходное сусло) – 12,5 (первый резервуар) – 8,5 – 4,5 – 3,25 – 2,5 (шестой резервуар).

Пуск установки в работу может производиться двумя способами. По первому способу первый резервуар заполняется суслом и чистой культурой дрожжей (200 дал). При этом должны быть перекрыты в первом резервуаре нижний трехходовой кран нижнего коллектора и верхний вентиль между первым и вторым резервуарами. Через некоторое время в первом резервуаре начинается брожение. За это время линяя подготавливается к заполнению, для чего необходимо дополнительно закрыть верхние вентили между третьим – четвертым и пятым – шестым резервуарами, а нижние трехходовые краны коллектора поставить так, чтобы был перепуск жидкости из третьего резервуара в четвертый, из пятого – в шестой (первый резервуар оставить временно закрытым, чтобы не выпустить бродящее сусло). Такое чередование закрытых и открытых вентилей и кранов соединяет резервуары по принципу сообщающихся сосудов.

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.

Страницы: 1, 2, 3, 4