Осветление сусла

В результате механического воздействия (дробление, суслоотделе- ние и т.д.) сусло обогащается обрывками мякоти, кожицы, гребней, семян, частицами земли и т.п., образуя так называемые взвеси. Причем природа взвесей не только механическая. Взвеси содержат и высокомолекулярные вещества — фенольные, белковые, полисахариды, окислительные ферменты и др.

Содержание взвесей является одним из основных показателей, характеризующих качество сусла. Повышенное содержание взвесей в сусле перед брожением оказывает негативное влияние на качество вин, особенно натуральных. Наличие большого количества взвесей невыгодно и с экономической точки зрения. Показано, что более высокий выход сусла не компенсирует затраты, образующиеся за счет отходов при брожении сусла с большим содержанием взвесей. Поэтому осветление сусла является одним из важнейших технологических процессов первичного виноделия. Как правило, осветление сусла-самотека и прессовых фракций проводят раздельно.

В зависимости от направления использования сусла добиваются различной степени осветления. При выработке натуральных вин и шампанских виноматериалов осветление рекомендуется проводить до массовой концентрации взвесей 10—30 г/дм3. При более низком содержании брожение замедляется, что может привести к образованию недобродов. При более высоком содержании взвесей брожение проходит бурно, повышается температура, что для качественного виноделия нежелательно. Некоторые специалисты считают, что при изготовлении натуральных полусухих и полусладких вин сусло следует освобождать от взвесей полностью. Это создает более благоприятные условия для брожения и положительно сказывается на качестве готовой продукции.

Осветление сусла чаще всего проводят отстаиванием. Естественная продолжительность отстаивания сусла-самотека определяется способом переработки и применяемым оборудованием, сульфитацией и т.д. Обычно она длится не более 24 ч. Хорошее осветление достигается при пониженных температурах (10—12 °С) и умеренной массовой концентрации сернистой кислоты (50—100 мг/дм3). Такие технологические условия процесса отстаивания способствуют ускорению флокуляции взвесей и коллоидов.

Объяснимое стремление к ускорению осветления сусла привело к широкому применению флокулянтов — бентонита, золя диоксида кремния в сочетании с желатином и поливинилпирролидоном, ферментных препаратов и т.д.

В зависимости от природы действие флокулянтов основано на механическом, адсорбционном действии или на механизме образования электростатических и (или) ионных связей между гидроксильными, карбонильными и полифенольными группами, полипептидных связей, или водородных связей между карбомидными группами полиамидов и водородом гидроксила полифенольной группы. Ферментные препараты осуществляют гидролиз пектина, гемицеллюлоз белков до мономерных форм, что создает более благоприятные условия для удаления мути и ускорения осветления сусла при последующей обработке сусла с использованием различных флокулянтов и коагулянтов (бентонита с полиоксиэтиленом, препарата АК[1] совместно с желатином). Дозы препарата небольшие. Например, в случае применения фермента дрожжевой эндополигалактуроназы она составляет 0,0015%.

Сусло, полученное из виноградных ягод, пораженных серой гнилью, обычно обогащено взвесями — носителями естественно иммобилизованных окислительных ферментов, что способствует нежелательному, быстрому и глубокому окислению компонентов сусла. Вместе с тем повышенное содержание полисахаридов, особенно пектиновых веществ, выступающих в роли «защитных» коллоидов, затрудняет осветление и снижает выход осветленного сусла. Технология осветления сусла, полученного из винограда, частично пораженного гнилью, включает сульфитацию сусла из расчета 100 мг/дм3, ферментативную обработку (0,01%), обработку бентонитом (1 г/дм3) и полиэтиленоксидом

(20 мг/дм3). При переработке винограда до 30% поражения гнилью эта технология обеспечивает хорошие показатели по осветлению и качеству сусла. При переработке винограда с большей степенью поражения гнилью получаемое сусло содержит повышенное количество взвесей, а гущевая масса не оседает. Для уплотнения осадка в этом случае более эффективной является обработка препаратом АК (300 мг/дм3) в сочетании с желатином (10 мг/дм3). Использование технологии позволяет сократить время осветления до 6—9 ч (при использовании полиоксиэтилена), до 9—10 ч (при использовании препарата АК). При этом устраняется плесневый тон, а уплотнение осадков сопровождается повышением выхода осветленной части сусла. Натуральные виноматериалы, получаемые по этой технологии, характеризуются более высоким содержанием аминокислот, меньшим количеством пектиновых веществ и хорошими органолептическими данными.

Для ускоренного осветления сусла-самотека перспективным является применение коллоидного раствора диоксида кремния в виде препарата АК в сочетании с желатином. Данная технология осветления разработана в Институте «Магарач».

Дозы осветляющих веществ для обработки сусла находятся в следующих пределах: коллоидного раствора диоксида кремния — от 10 до 500 мг/дм3 в пересчете на основное вещество (диоксида кремния), желатина — от 10 до 50 мг/дм3.

В начале сезона виноделия дозы осветляющих веществ устанавливают для сусла каждого сорта винограда пробной обработкой. В дальнейшем установленные дозы рекомендуется проверять и при необходимости их уточнять.

Критерием оценки выбора оптимальных доз выступает степень осветления сусла и объем осадка, определяемых визуально. Минимальные дозы осветляющих веществ, обеспечивающие наилучшую прозрачность и наименьший объем осадка, являются оптимальными.

Пробная обработка сусла проводится с использованием 1%-х растворов коллоидного диоксида кремния и желатина.

Сусло для пробной обработки отбирают непосредственно из суслос- борника и сульфитируют его из расчета 100 мг/дм3.

Пробную обработку сусла проводят в мерных стеклянных цилиндрах вместимостью 250 см3. Для этого в цилиндры отмеряют по 200 см3 отобранного сусла.

Вначале в цилиндры с суслом микробюреткой или микропипеткой вводят 1%-й коллоидный раствор диоксида кремния в количествах 0,2; 0,6; 1,0; 2,0; 6,0; 10 см3, что соответствует дозам 10; 30; 50; 100; 300; 500 мг/дм3 диоксида кремния и тщательно перемешивают в течение 0,5—1 мин. После этого в сусло, обработанное одной и той же дозой диоксида кремния, в каждый цилиндр в отдельности вводят 1%-й раствор желатина в количестве 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 см3, что соответствует 10; 20; 30; 40; 50 мг/дм3 желатина. Содержимое цилиндров тщательно перемешивают в течение 0,5—1 мин и оставляют на осветление отстаиванием не менее 9—10 ч.

По завершении процесса осветления на основании указанных критериев эффективности осветления сусла выбирают оптимальные дозы осветляющих веществ для производственной обработки.

Для обработки сусла используют свежеприготовленные рабочие растворы осветляющих веществ. Их готовят на хорошо осветленном сусле из расчета суточной потребности, рассчитанной по оптимальным дозам.

Взвешенное количество препарата АК тщательно перетирают до состояния однородной подвижной массы. Затем, в зависимости от исходной концентрации диоксида кремния в препарате АК, добавляют определенное количество подогретой до 30—36 °С воды, чтобы получить 10—15%-й золевой раствор диоксида кремния. Полученный золевой раствор диоксида кремния используют для приготовления 1%-го рабочего раствора на виноградном сусле.

Рабочий раствор диоксида кремния желательно готовить в замеренной емкости, снабженной механической мешалкой и градуированной шкалой. После размешивания (не менее 30 мин) рабочий раствор диоксида кремния используют для обработки сусла.

Пример

Требуется рассчитать необходимое количество 1%-го рабочего раствора диоксида кремния для обработки 1000 дал сусла. Исходная концентрация диоксида кремния в препарате АК составляет 30%. Пробной обработкой установлена оптимальная доза 150 мг/дм3.

1. Количество препарата АК, необходимое для обработки 1000 дал сусла, составляет

Количество воды для приготовления 10%-го водного раствора диоксида кремния определяется по правилу «звездочки»:

Для получения 10%-го раствора необходимо: на 10 кг препарата АК — 20 л воды; на 5 кг препарата АК —х л воды,

Таким образом, общее количество 10%-го раствора диоксида кремния, необходимое для обработки 1000 дал сусла, составляет

где 1,2 — плотность 30%-го препарата АК.

2. Количество сусла, необходимое для приготовления 1%-го рабочего раствора диоксида кремния также устанавливается по правилу «звездочки»:

Чтобы получить 1%-й раствор:

на 1 л 10%-го раствора диоксида кремния необходимо 9 л сусла;

на 14,2 10%-го раствора диоксида кремния необходимо х л сусла,

Таким образом, для приготовления 1%-го рабочего раствора диоксида кремния для обработки 1000 дал сусла необходимо взять 5 кг 30%-го препарата АК, добавить 10 л воды (для приготовления 10%-го водного раствора и 127,8 л сусла).

Для приготовления рабочего раствора желатина вначале взвешенное количество желатина заливают холодной водой (на 1 кг желатина 3 л воды) и оставляют для набухания не менее 6 ч. Набухший желатин растворяют, приливая небольшими порциями при перемешивании подогретую до 40—45 °С воду, из расчета получения 10%-го раствора. Полученный раствор взбивают до образования пены. После этого готовят 1%-й рабочий раствор желатина на виноградном сусле, подогретом до 40—45 °С.

Рабочий раствор желатина желательно готовить в замеренной емкости, снабженной механической мешалкой и градуированной шкалой. После перемешивания в течение 30 мин его используют для обработки сусла.

Пример

Требуется рассчитать необходимое количество 1%-го рабочего раствора желатина для обработки 1000 дал сусла. Пробной обработкой установлена оптимальная доза желатина 30 мг/дм* 1 2 [2].

Для обработки 1000 дал сусла необходимо взять желатина:

Потребное количество воды для набухания желатина составит: на 1 кг желатина необходимо 3 л воды; на 0,3 кг желатина необходимо х л воды,

Поскольку ранее для набухания желатина было введено 0,9 л воды, то дополнительно необходимо ввести:

3 - 0,9 = 2,1 л воды

Количество сусла, необходимое для приготовления 1%-го раствора желатина, находится следующим образом:

  • 1%-й раствор содержит 1 г желатина в 100 см[3] [4] [5]
  • 300 г-хсм[5]

Ввиду того что ранее было введено 3 л воды, для приготовления 1%-го раствора желатина необходимо взять

30-3 = 27 л сусла

Таким образом, для приготовления 1%-го рабочего раствора желатина для обработки 1000 дал сусла необходимо взять 0,3 кг желатина, добавить 0,9 л воды (для набухания), 2,1 л воды (для получения 10%-го раствора) и 27 л сусла.

В производственных условиях осветляющие вещества (диоксид кремния и желатин) при обработке сусла вводят поточным или периодическим (статическим) способами. При этом необходимо строго соблюдать последовательность введения осветляющих веществ: вначале вводится диоксид кремния, затем — желатин. Сусло перед обработкой должно быть засульфитировано из расчета 50—75 мг/дм[5].

При поточном способе обработка сусла производится с использованием аппаратурно-технологической схемы (рис. 3.11). 1

Аппаратурно-технологическая схема обработки сусла качественных фракций коллоидным раствором двуокиси кремния

Рис. 3.11. Аппаратурно-технологическая схема обработки сусла качественных фракций коллоидным раствором двуокиси кремния:

Вначале в поток сусла, перекачиваемого из суслосборников на обработку и осветление, вводится 1%-й рабочий раствор диоксида кремния. Затем через одну минуту, в течение которой завершается реакция взаимодействия диоксида кремния с коллоидами сусла, в поток вводится 1%-й раствор желатина для завершения процесса обработки.

Введение осветляющих веществ осуществляют с помощью насосов- дозаторов при постоянном перемешивании рабочих растворов в емкостях, снабженных механической мешалкой. При этом следят за соблюдением одинакового соотношения производительностей насоса подачи сусла и дозирующих насосов (автоматически или вручную).

Обработанное сусло, не ранее чем через одну минуту после введения желатина, подают в нижнюю часть резервуара-отстойника и после его заполнения оставляют на осветление отстаиванием.

При периодическом способе введения осветляющих веществ обработку сусла производят в емкостях-отстойниках после их заполнения.

Первоначально в сусло при перемешивании вводят 1%-й рабочий раствор двуокиси кремния и продолжают перемешивать до полного распределения его во всем объеме. Затем, не прекращая перемешивание, вводят 1%-й рабочий раствор желатина. Процесс перемешивания сусла, обработанного диоксидом кремния и желатином, заканчивают после равномерного распределения осветляющих веществ и оставляют для осветления отстаиванием.

Осветленное сусло, обработанное поточным или периодическим способами, декантируют с выделившегося осадка не ранее чем через 6 ч и направляют на брожение.

Осадки, образовавшиеся после декантации осветленного сусла, объединяют и сбраживают. После завершения выбраживания сахаров полученный виноматериал декантируют. Направление дальнейшего использования виноматериалов определяют путем проведения органолептической оценки. Уплотнившиеся осадки прессуют и направляют на утилизацию.

При обработке препаратом АК в сочетании с желатином выход осветленного сусла при средней массовой концентрации взвесей 18 г/ дм3 через 6—9 ч отстаивания может достичь 80% от объема обработанного сусла. В то время как при обработке бентонитом в дозе до 3 г/дм3 таких показателей можно достичь только через 12—15 ч отстаивания. В результате можно получать дополнительный выход сусла до 2—3% за счет уплотненного гущевого осадка. Сусло получается с достаточной микробиологической чистотой и с меньшим содержанием высокомолекулярных соединений. По имеющимся данным, при обработке препаратом АК в сочетании с желатином удаляется до 80% белковых, до 50% полисахаридов и до 30% фенольных веществ. Содержание клеток дрожжей — не более 200 тыс./см3.

За счет более качественного и быстрого осветления сусла увеличивается выход молодых виноматериалов (на 1,2—1,3%) и повышается его качество.

Для осветления прессовых фракций, которые содержат большее количество взвесей (до 100 г/дм3) и высокомолекулярных соединений (в частности, фенольных веществ до 1 г/дм3), чем сусло-самотек, предложена другая технология осветления. Она также разработана в Институте «Магарач». По этой технологии (рис. 3.12) сусло прессовых фракций направляют на предварительную очистку от грубых взвесей на установке первичной очистки сусла, а потом в сборник-смеситель.

Аппаратурно-технологическая схема обработки и осветления сусла прессовых фракций

Рис. 3.12. Аппаратурно-технологическая схема обработки и осветления сусла прессовых фракций:

  • 1 — установка первичной очистки сусла; 2 — насос для транспортировки сусла; 3 — накопительная емкость; 4 — пресс непрерывного действия;
  • 5 — подогреватель; 6, 11,13 — насосы-дозаторы для введения рабочих растворов, осветляющих материалов; 7 — резервуар-ферментер; 8 — ультраохладитель;
  • 9 — промежуточная емкость; 10 — электронасос; 12, 14 — резервуары для приготовления рабочих растворов препарата АК и желатина; 15 — сепаратор

Гущевую массу грубых взвесей собирают в накопительной емкости и периодически направляют в шнековый пресс для дожима вместе с частично обессусленной мезгой из стекателя.

При поточном способе обработки в поток предварительно нагретого до 45—50 °С сусла насосом-дозатором вводят рабочий раствор ферментного препарата и сусло транспортируют на ферментирование в течение

4—8 ч при этой температуре. Частично осветленное сусло охлаждают до 10—20 °С и направляют в промежуточную емкость. В поток сусла, перекачиваемого из промежуточной емкости, первоначально вводят насосом-дозатором раствор желатина, а затем через одну минуту рабочий раствор препарата АК, и направляют в сепаратор.

Оптимальные дозы ферментных препаратов, препарата АК и желатина устанавливают при пробных обработках в лабораторных условиях. Рабочие растворы готовят в специальных резервуарах с перемешивающими устройствами и задают их в сусло при постоянном перемешивании. При этом следят за обеспечением одинакового соотношения производительности насоса подачи сусла и насосов-дозаторов.

При периодическом способе из накопительной емкости сусло направляют после предварительного нагревания до 45—50 °С для обработки ферментными препаратами. В частично осветленное сусло вводят рабочий раствор желатина, тщательно перемешивают при помощи мешалки или насосом «на себя» в течение 30—60 мин и сразу же задают рабочий раствор диоксида кремния, продолжая перемешивать обработанное сусло в течение того же времени. Обработанное сусло охлаждают до А—5 °С и направляют в термос-резервуар для осветления отстаиванием в течение 6—8 ч. Осветленное сусло декантируют с выделившегося осадка и используют для приготовления соков, концентратов.

Образовавшиеся гущевые осадки направляют на брожение и последующую утилизацию.

Для проведения предварительной очистки сусла от взвесей можно рекомендовать так называемые сетчатые фильтры различной конструкции. В настоящее время исследования, проведенные в Институте «Магарач», позволили определить основные требования к сетчатым фильтрам. Было установлено, что основным фактором, оказывающим большое влияние на степень очистки и производительность, является размер отверстий сетчатой перегородки. При размерах отверстий не более 0,5 мм степень очистки виноградного сусла будет составлять 30—40%. А для того чтобы обеспечить оптимальную массовую концентрацию взвесей (не более 30 г/дм3), перегородка должна иметь отверстие не более 0,3 мм. Способ осветления виноградного сусла на сетчатых фильтрах по сравнению с отстаиванием позволяет получать вина, по качеству не уступающие винам, приготовленным по традиционному способу осветления.

Институтом «Магарач» была предложена и испытана технология флотационного осветления виноградного сусла по схеме:

диспергирование в потоке газа и первого вспомогательного материала (танина или диоксида кремния) с использованием первого эжекторного устройства —» диспергирование в потоке газа и второго вспомогательного материала (желатина) с использованием второго эжекторного устройства —» образование аэрофлокул и флотация аэро- флокул во флотационной емкости.

Преимуществом флотационной технологии является существенное облегчение технологического обслуживания, так как осветленное сусло транспортируют через нижний кран флотационной емкости, через который впоследствии удаляется и пенный продукт, образовавшийся в процессе флотации на поверхности сусла.

Виноматериалы получаются хорошего качества.

Институт «Магарач» длительное время занимался изучением закономерностей миграции радионуклидов в системе почва —> виноградное растение —> виноград —> продукты переработки винограда в зоне отчуждения Чернобыльской АЭС. В результате было установлено, что все структурные элементы виноградной грозди содержали цезий-137 и стронций-90. В соке их содержалось меньше всего. Однако при переработке винограда количество радионуклидов в сусле возрастало. И тем более важной и актуальной стала необходимость скорейшего сокращения контакта сусла и твердой фазы, так как речь уже шла о гигиеничности продуктов переработки винограда. Единственным выходом явилось применение интенсивных способов осветления. Были проверены большинство из вышерассмотренных способов осветления сусла, и все они были признаны в разной степени эффективными. Наиболее благоприятной оказалась обработка зараженного сусла бентонитом. Была достигнута практически полная его дезактивация.

Динамические способы осветления сусла с использованием сепараторов, центрифуг, гидроциклонов и фильтров различных конструкций широко применяют за рубежом.

Технологическое оборудование для непрерывно-поточного осветления виноградного сусла отечественной промышленностью не выпускается, а общезаводское оборудование для этих целей практически не применяется.

  • [1] АК — отечественный препарат кремния диоксида, используемый в виноделии.
  • [2] Для приготовления 10%-го раствора желатина потребуется следующееколичество воды: 10%-й раствор содержит 10 г желатина в 100 см1300 г—хсм1
  • [3] — насос подачи сусла на осветление; 2 — сульфитодозатор; 3 — емкостьдля приготовления 1%-го рабочего коллоидного раствора двуокиси кремния;4 — емкость для приготовления 1%-го рабочего раствора желатина;
  • [4] 5 — насос-дозатор коллоидного раствора двуокиси кремния; 6 — насос-дозатор желатина; 7 — запорный кран; 8 — манометр; 9 — обратный клапан;
  • [5] 10 — резервуар-отстойник
  • [6] 10 — резервуар-отстойник
  • [7] 10 — резервуар-отстойник
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >