Величина абсорбции кислорода или других газов через

Первую переливку делают с целью снятия сбродив­шего молодого виноматериала с дрожжевых осадков, удаления из него диоксида углерода и насыщения воздухом.

До первой переливки (снятия виноматериала с дрожжей) в молодом виноматериале протекают физико-химические и био­химические процессы, следствием которых является образование твердой фазы и выпадение осадков. Для того чтобы в резуль­тате переливки получался достаточно осветленный виномате­риал, она должна проводиться только после оседания частиц и уплотнения их на дне емкости. Молодой виноматериал, содер­жащий обычно большое количество взвесей, представляет собой полидисперсную суспензию, включающую в себя частицы раз­личной величины, плотности и структуры. В этих условиях по­лучаются неоднородные осадки, образующие несколько слоев: на дне оседает плотный слой крупных частиц, а над ним нахо­дится более легкая муть. Дрожжевые осадки имеют рыхлую структуру и сорбируют мелкие частицы взвесей в основном за счет адгезии. Спирт, образовавшийся при брожении, пони­жает растворимость виннокислых солей, которые выпадают, да­вая кристаллические осадки винного камня, состоящего в основ­ном из кислой виннокислой соли калия. Осадки винного камня кристаллические, несжимаемые, имеют большую плотность. Под 140

влиянием спирта коагулирует и оседает на дно часть белков, выпадают пектиновые вещества. В результате образуются аморфные, легкосжимаемые осадки. Диоксид углерода, раство­ренный в молодом виноматериале, постепенно выделяется, и в вино диффундирует кислород воздуха, вызывающий окис­лительные процессы, что также способствует образованию осадков.

Время первой переливки устанавливают по состоянию вино­материала. В сухих вшюматериалах должен отсутствовать са­хар, который является источником развития болезнетворных микроорганизмов, а процесс осветления вина должен быть в значительной мере законченным. При высоких кислотности и спиртуозности и низкой температуре вина (не выше 12 °С) первую переливку можно проводить в более поздние сроки.

После первой переливки остаются жидкие дрожжевые осадки, содер­жащие 50—60 % виноматериала, который после средней сульфитации от­деляют фильтрацией, центрифугированием или прессованием в двойных меш­ках. Плотные дрожжевые осадки, содержащие значительное количество со­лей винной кислоты, поступают в переработку для получения виннокислой извести, из которой вырабатывают винную кислоту.

После первой переливки вино продолжает формироваться. В нем проходят окислительно-восстановительные процессы, в результате которых образуются нерастворимые вещества: фенольные соединения взаимодействуют с белками, трансфор­мируются молекулы пектина, образуются фосфаты железа и дру­гие вещества различной природы и структуры, которые выпа­дают в осадок. Эти процессы идут на протяжении продолжи­тельного периода времени, поэтому для отделения образующихся осадков проводят несколько последовательных переливок. Число и сроки их зависят от типа, состава и состояния вина. В отно­сительно большем числе переливок нуждаются вина с повы­шенным содержанием экстрактивных веществ, в том числе красные.

Вторую переливку проводят обычно в феврале — марте, до наступления теплого периода, когда осадки не взмучиваются выделяющимся диоксидом углерода и дображивание не идет. К этому времени полностью заканчиваются процессы дображи-вания, выделения избытка С0₂ и оседания взвешенных частиц, виноматериал хорошо осветляется. Недостаточное его осветле­ние к моменту второй переливки указывает на незаконченное брожение и наличие остаточного сахара более 0,1—0,2 % или на присутствие в вине нежелательной микрофлоры. При значи­тельном помутнении вина и неблагоприятных данных микро­биологического анализа переливку не делают, а принимают меры для дображивания остаточного сахара и осадки от­деляют затем фильтрацией.

Третью переливку проводят в августе — сентябре и четвертую — в декабре.

141

На современных винзаводах переливки выполняют обычно насосами по стационарной системе винопроводов, соединяющих отдельные резервуары, пользуясь общим пультом управления, предназначенным для регулирования и контроля перемещения виноматериалов по ходу технологического процесса.

Для обеспечения достаточно полного отделения виномате-риала от осадков при переливках выполняют следующие тех­нологические требования: снимают вино с осадка без взмучи­вания его частиц, выбирая наиболее удобный для этого способ (сифоном, насосом или сливом через кран) в зависимости от вместимости и типа технологической емкости, характера осад­ков, типа виноматериала и его возраста; переливки проводят в наиболее прохладное время, когда химические реакции, в том числе окислительные, проходят в вине медленно; для переливки выбирают дни с высоким и устойчивым барометрическим дав­лением, когда газы, растворенные в вине, не выделяются и не взмучивают осадки; избегают проводить переливки в ветреную погоду, когда в воздухе много пыли.

Для выполнения второй технологической цели переливок — насыщения виноматериала большим или меньшим количеством кислорода воздуха и регулирования окислительно-восстанови­тельных процессов в вине — руководствуются следующими об­щими положениями. На начальной стадии обработки винома­териала, когда необходимо интенсифицировать окислительные процессы в нем, при переливке обеспечивают максимальное соприкосновение виноматериала с воздухом. Для этого проводят открытые переливки, которые иногда сопровождают про­ветриванием или аэрацией. Проветривание обеспечивают сли­ванием вина падающей струей в подставу, аэрацию — в специ­альных аэраторах, где поток вина смешивается с воздухом. Аромат и вкус вина после открытых переливок могут не­сколько ухудшаться вследствие улетучивания части аромати­ческих веществ. Поэтому вместо открытых переливок целесооб­разно дозировать необходимое количество воздуха с помощью специальных аэраторов, исключающих потери ароматических веществ, в частности эфиров.

Переливки вызывают повышение ОВ-потенциала вина. По данным М. А. Герасимова, после открытой переливки ОВ-по-тенциал возрастает в различных винах с 292 до 369 и с 326 до 430 мВ. В период между переливками в течение 2,5 мес ОВ-потенциал снижается с 450 до 403 мВ.

На втором году выдержки и в дальнейшем переливки про­водят с ограниченным доступом воздуха. При переливке же тонких белых вин контакт их с воздухом исключают совсем уже со второй или третьей переливки. Такие переливки назы­ваются закрытыми. Для ускорения созревания высокоэк­страктивных вин, особенно красных, закрытые переливки начи­нают только со второго года. 142

Для выбора способа переливок руководствуются степенью окисленности вина и принимают во внимание его тип. При этом определяют содержание в виноматериале растворенного кисло­рода и ОВ-потенциал.

Окислительно-восстановительные процессы регулируют при переливках также путем большего или меньшего сульфитиро-вания виноматериалов, руководствуясь следующими правилами. Малую дозировку S0₂ (порядка 20—30 мг/л) применяют для сульфитирования молодых виноматериалов с повышенной кислотностью, чтобы не препятствовать развитию в них биоло­гического кислотопонижения. Среднюю дозу S0₂ (40—50 мг/л) применяют при переливке нормальных молодых виноматериа­лов, полученных из зрелого кондиционного винограда. Высокие дозы S0₂ (60—70 мг/л) вносят в малокислотные вина, а также в вина, склонные к заболеваниям и порокам. При сульфитации красных вин дозы S0₂ уменьшают на '/г — ²/з по сравнению с дозами при сульфитации белых вин. Дозы S0₂ уменьшают также при каждой последующей переливке по сравнению с пре­дыдущей на ^!/з или '/г- Вследствие большого разнообразия отдельных виноматериалов вопрос о дозировках диоксида серы в каждом отдельном случае должен решаться более точно с учетом состава, степени окисленности, возраста, типа вина, склонности его к порокам и болезням и других условий.

При закрытых переливках выдержанных розливозрелых вин с уже сложившимися качествами сульфитацию обычно не про­водят.

Технологические условия и эффективность выдержки вино­материалов в значительной мере зависят от емкостей, в которых проходит этот процесс. Для выдержки вина применяют в основ­ном деревянные (дубовые) емкости, стенки которых имеют мик­ропористую структуру, и металлические или Железобетонные, стенки которых непроницаемы для воздуха.

Деревянные (дубовые) емкости используют для выдержки вина на протяжении многих веков. Накоплен боль­шой опыт и выработались практические приемы выдержки ви­номатериалов в этих емкостях, обеспечивающие получение вин высокого качества.

Главными особенностями бочек и бутов являются их отно­сительно небольшая вместимость, значительная удельная по­верхность, газопроницаемость стенок и возможность извлечения вином растворимых веществ из дубовой древесины.

В деревянные емкости кислород воздуха поступает через поры древесины (клепки) и свободную поверхность вина. Ско­рость поступления кислорода меняется в зависимости от изме­нения температуры, которая влияет на величину расширения и сжатия вина, интенсивность испарения и хемосорбцию кисло­рода. Скорость вступления кислорода в реакции во много раз превышает скорость проникновения его через клепку. Поэтому

143

В процессе выдержки кислород поступает в вино не только через шпунтовое отверстие, дубовую клепку и свободную по­верхность, но и при переливках, доливках, оклейках и других технологических обработках. Поэтому при выдержке вина про­текают интенсивные окислительно-восстановительные реакции с участием большого количества кислорода. По данным Ж- Ри-беро-Гайона, в бочках вместимостью 22,5 дал каждый литр вина в первый год потребляет до 50 мг кислорода, а в после­дующие годы — от 30 до 40 мг.

Если вина выдерживают в деревянных емкостях при уме­ренных и пониженных температурах, уменьшение содержания растворенного кислорода, перекисей и ОВ-потенциала наблю­дается только в нижних слоях в связи с тем, что в верхних слоях расход кислорода пополняется за счет поступления воз­духа через неплотности шпунтового отверстия. С повышением температуры растворенный кислород в нижних слоях вина всту­пает в реакции и с его потреблением величина ОВ-потенциала может уменьшаться до 250 мВ и ниже. Если кислород снова попадает в вино, ОВ-потенциал повышается.

При выдержке виноматериалов в крупных деревянных ем­костях (бутах) потребляется меньшее количество кислорода, чем при выдержке их в бочках, но с увеличением их вместимо­сти молодые виноматериалы созревают все медленнее. Поэтому в бутах выдерживают вина обычно после их выдержки в бочках, где они предварительно проходят более интенсивную кислород­ную обработку.

Выдержка в деревянных емкостях обеспечивает получение вин высокого качества, но имеет следующие недостатки: окис­лительно-восстановительные процессы проходят неравномерно в различных по глубине слоях вина; исключается возможность точного учета и регулирования кислородного режима, что при­водит к большой неоднородности качества получаемого вина; в деревянных емкостях происходят значительные потери вина в основном за счет его испарения; выдержка в бочках связана с большими затратами ручного труда.

Условия выдержки в крупных герметизированных резервуарах, стенки которых практически непроницаемы для воздуха, существенно отличаются от условий выдержки в деревянных емкостях. В крупных резервуарах выдержка про­ходит между переливками в бескислородных условиях при низ­ком уровне ОВ-потенциала, и процесс созревания вина сильно замедляется. Ряд веществ в глубинных слоях вина при этом

144

восстанавливается, и образующиеся соединения могут сооб­щать вину неприятные тона затхлости, сероводорода и т. п. В то же время, если поверхность вина в крупных резервуарах соприкасается с воздухом, в поверхностных слоях чрезмерно углубляются окислительные процессы и в столовых винах раз­виваются аэробные микроорганизмы. Поэтому при выдержке виноматериалов в металлических и железобетонных резервуа­рах необходимо регулировать кислородный режим и ход окис­лительно-восстановительных процессов в соответствии с техно­логическими требованиями в зависимости от типа вина и кон­кретных условий его производства.

Дозы кислорода, необходимые для созревания вин различ­ного типа, зависят от температуры и химического состава ви­номатериалов: содержания в них общего и аминного азота, фе-нольных соединений, альдегидов, диоксида серы, концентрации водородных ионов и др. Чем ниже рН вина, тем большие дозы кислорода требуются для его созревания. В условиях низкой температуры допустимо повышенное содержание растворенного кислорода в вине.

Общее количество кислорода при выдержке виноматериалов в крупных герметизированных резервуарах также зависит от типа вина, температуры и других условий. Наиболее низкие дозы требуются при выдержке столовых виноматериалов, наи­более высокие — крепких. Например, общая доза кислорода за весь период выдержки для столовых вин составляет 30— 35 мг/л, портвейнов — 50—65, мадеры—150—300 мг/л.

Общее количество кислорода, необходимое для всего периода выдержки данного виноматериала, вносят последовательно не­сколькими порциями. Величина каждой единовременно вноси­мой дозы зависит от содержания в вине фенольных и азотистых веществ, диоксида серы и величины рН. Разовые дозы кисло­рода повышают при высоком содержании БОг и фенольных веществ и при низком рН и малом количестве азотистых веществ. Если температура выдержки ниже 15 °С, разовые дозы кислорода также повышают.

В начальный период выдержки вводят большее количество кислорода и процесс ведут при относительно высоком уровне ОВ-потенциала. К концу выдержки дозы кислорода уменьшают и ОВ-потенциал понижается.

После введения всего необходимого количества кислорода выдержку виноматериалов продолжают до полного его потреб-

, ^[145

ления и понижения ОВ-потенциала до минимального уровня — порядка 250—270 мВ. В зависимости от температуры и типа вина продолжительность такой выдержки в бескислородных условиях колеблется от 20—30 сут до 1,5—2 мес.

Кислород, попадающий в виноматериалы при технологиче­ских обработках, проводимых в период выдержки, учитывают как входящий в общую его дозировку.

Если требуется выдерживать или хранить вина в бескисло­родных условиях, технологические емкости герметизируют или покрывают поверхность вина специальными герметизирующими составами —.герметиками.

Общий срок выдержки марочных вин зависит от типа вина и условий прохождения окислительно-восстановительных и дру­гих процессов. Для сухих столовых и мускатных вин он не ме­нее 1,5 лет, считая с 1 января следующего за урожаем года. Для крепких и некоторых десертных вин — до 2,5—3 и более лет.

Глава 5. ОСВЕТЛЕНИЕ И СТАБИЛИЗАЦИЯ ВИН

Одним из основных требований, предъявляемых к готовым винам, является обеспечение их стабильной прозрачности в те­чение длительного времени. Для придания винам стабильности их подвергают при выдержке фильтрации, обработке органи­ческими и минеральными осветлителями, воздействию тепла и холода. Такая обработка ставит своей целью ускорить выделе­ние из молодых вин избытка нестойких коллоидных веществ, фенольных и азотистых соединений, полисахаридов, металлов и других веществ, способных в дальнейшем выделиться в оса­док. С другой стороны, ее задачей является предупреждение или устранение возможных помутнений в готовых винах, при­чиной которых могут быть их болезни и пороки (см. главу 8).

Для осветления вин и предупреждения возможных помут­нений из них удаляют взвешенные частицы различной степени дисперсности, нестойкие соединения, микроорганизмы. При этом применяют различные технологические приемы:

физические (фильтрацию, отстаивание, центрифугирование), которые обеспечивают удаление взвесей, исключают их раство­рение и снижают вероятность повторных помутнений;

сорбционные, основанные на адсорбции, адгезии, гетероада-гуляции, ионном обмене, т. е. на физико-химическом взаимодей­ствии между компонентами вина и сорбентами;

биохимические, основанные на ферментативном расщеплении белков и других высокомолекулярных компонентов вина, спо­собных переходить в нерастворимое состояние и вызывать по­мутнения вин;

термические, основанные на воздействии повышенной темпе-

146

ратуры (обработка теплом) или пониженной (обработка холо­дом);

ФИЛЬТРАЦИЯ ВИНА

Фильтрация — отделение твердой фазы от жидкой путем удерживания твердых частиц пористыми перегородками, про­пускающими жидкость, — широко применяется в винодельческой промышленности. Фильтрации подвергают виноматериалы на различных технологических стадиях, готовые вина, предназна­ченные к розливу в бутылки, виноградный сок, сахарные сиропы и ликеры, дрожжевые осадки и др.

Способ осветления вин, основанный на фильтрации, прост, высокопроизводителен и универсален. При правильном выборе фильтрующих материалов и фильтров с учетом особенностей 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 (сильно загрязненное сусло, плодово-ягодные соки и вина, со­держащие большое количество пектина, ликеры с высокой кон­центрацией сахара и т. п.).

Процесс фильтрации соков и вин состоит в том, что твердые частицы, увлекаемые потоком жидкости, задерживаются на по­верхности фильтрующей перегородки и не проникают в поры, если размеры пор меньше размеров частиц. В этом случае фильтрация происходит с образованием осадка,' в котором со­держатся посторонние примеси, кристаллы винной кислоты, частицы кожицы и мякоти винограда, микроорганизмы, белко­вые вещества и др. Если размеры твердых частиц меньше раз­меров пор, то частицы могут либо пройти с фильтратом, либо задержаться внутри фильтрующей перегородки в результате сорбции на стенках пор. Застрявшие частицы будут умень­шать эффективное сечение пор, и вероятность задерживания в них последующих частиц увеличится. В этом случае на поверхности фильтрующей перегородки осадок почти не об­разуется.

В практике виноделия процесс фильтрации протекает в бо­лее сложных условиях: при фильтрации виноматериалов, дрож­жевых осадков и сока происходит как закупоривание пор, так и отложение осадка. При этом возрастает сопротивление филь­трующей перегородки и увеличивающегося слоя осадка про­хождению жидкости. Структура образующегося осадка и его сопротивление потоку жидкости зависят от свойств суспензии и условий фильтрации.

147

Свойства суспензии (в частности, дрожжевых осадков) в свою очередь зависят от наличия в них слизистых и коллоид­ных примесей, засоряющих поры, сольватной оболочки на твер­дых частицах и других факторов. Влияние их становится осо­бенно заметным при фильтрации суспензий с размером частиц 20 мкм и менее. По мере увеличения размера твердых частиц усиливается относительное влияние гидродинамических факто­ров, особенно скорости и давления фильтрации.

Общее сопротивление фильтрации R в ходе процесса уве­личивается тем сильнее, чем выше концентрация осадка в жид­кости. Чем больше разность давлений по обе стороны филь­трующей перегородки Ар, тем быстрее растет R. Это обуслов­лено сжимаемостью слоя осадка и закупоркой пор фильтрующей перегородки. При малом содержании осадка и небольшом Ар, не превышающем 50 кПа, рост R имеет линейный характер и подчиняется уравнению вида R = z₀x₀V+R_n=Apt/V, где R — об­щее сопротивление фильтрации, Н-мин/м³; z₀—-удельное сопро­тивление слоя осадка, Н-мин/м⁴; Хо — отношение объема осадка к объему фильтрата, м³/м³; V — объем фильтрата, м³; R_u— со­противление фильтрующей перегородки, Н • мин/м³; t — продол­жительность фильтрации, мин.

С повышением температуры R значительно уменьшается.

Удельное сопротивление осадка zq не зависит от его концен­трации в фильтруемой жидкости, но с увеличением Ар оно резко повышается вследствие сжимаемости осадка и более плотного структурирования его слоя в процессе фильтрации.

Качественный эффект фильтрации вин и соков зависит от правильного выбора фильтрующего материала с учетом коли­чества и свойств осадка, содержащегося в продукте. Фильтрую­щие материалы, применяемые в винодельческой промышленно­сти, должны удовлетворять следующим требованиям: не раство­ряться в вине и быть к нему химически нейтральными, обладать высокой сорбирующей способностью к частицам мути и микро­организмам, сохранять рыхлую микропористую структуру при повышении давления и иметь достаточную механическую проч­ность.

В качестве фильтрующих материалов применяют хлопчато­бумажные (бельтинг) и искусственные (капрон) ткани, асбест, целлюлозу, диатомит и специальные марки фильтр-картона.

Фильтр-ткани применяются главным образом для филь­трации молодых виноматериалов, соков, дрожжевых и гущевых

148

Асбест применяется для фильтрации продуктов виноделия в виде хризотила и реже кислотостойкого антифиллита. Тонко­волокнистая древесная сульфитная целлюлоза (беленая) ис­пользуется в качестве компонента фильтрующей массы в смеси с асбестом. В зависимости от соотношения этих компонентов существует несколько марок фультрующей массы. Марка ЯК-1 применяется для фильтрации жидкостей, имеющих низкую вяз­кость (сухих вин, коньяков). Марка ЯК-2 предназначена для фильтрации очень вязких слизистых жидкостей, а марка ЯК-3 — для фильтрации крепких и десертных вин, имеющих среднюю вязкость.

Диатомитовый (кизельгуровый) порошок по­лучают размалыванием прокаленной породы, состоящей из кремнистых панцирей одноклеточных диатомовых водорослей. По химическому составу он представляет собой гидратирован-ный кремнезем с примесью песка, гидроксида железа и орга­нических веществ. Применяется для зарядки пластинчатых и специальных кизельгуровых фильтров при фильтрации трудно-осветляемых вин.

Ф ил ьтр-картон — наиболее распространенный в совре­менном виноделии фильтрующий материал. Он изготовляется в виде листов размером 400X800 и 510X620 мм, а также в виде шайб размером по наружному диаметру 605±2 мм и внутрен­нему— 69±0,5 мм. В состав фильтр-картона входят обработан­ная различными способами целлюлоза, хризотиловый асбест и измельченный диатомит. В СССР выпускается несколько марок фильтр-картона, каждая из которых предназначена для опре­деленных целей: марка Т — для фильтрации виноматериалов, КТФ-1—для тонкой фильтрации вин с крупнодисперсной взве­шенной фазой, КТФ-2 — для тонкой фильтрации вин с мелко­дисперсной взвешенной фазой, КОФ-3 — для обеспложивающей (стерилизующей) фильтрации, КФШ — для фильтрации шам­панского.

От структуры и физико-механических свойств фильтрующего материала зависят отложение и фиксация слоя осадка, который создает большее или меньшее дополнительное сопротивление, так как закупорка капиллярных каналов внутри слоя матери­ала, имеющего различную пористость, протекает неодинаково. Установлено сравнительно медленное увеличение сопротивления осадка, отлагающегося на крупнопористых фильтрующих мате­риалах, обладающих низким сопротивлением прохождению жид­кости. У плотных материалов с большим собственным сопро­тивлением дополнительное сопротивление слоя осадка, отлагае­мого в процессе фильтрации, резко возрастает.

149

Важной характеристикой фильтрующих материалов является время наступления сорбционного равновесия, после чего филь­трация происходит только за счет механического удерживания частиц. Момент наступления сорбционного равновесия для раз­ных фильтрующих материалов различен и зависит от физико-механических свойств и химического состава частиц фильтрую­щей перегородки и фильтруемой жидкости, количественного со­отношения между ними, температуры и других факторов.

В процессе фильтрации вино обогащается кислородом воз­духа, что нежелательно в производстве столовых вин и шам­панских виноматериалов. При подаче вина на фильтрацию насосами воздух может проникать через неплотности винопро­водов, особенно в случаях неправильного их монтажа и недо­статочной герметизации. За один цикл фильтрации в вино по­ступает до 9 мг/л кислорода, т. е. происходит полное его на­сыщение при температуре 18—20 °С.

Для уменьшения попадания в вино кислорода воздуха при­меняют насосы и фильтры достаточно высокой производитель­ности, чтобы время заполнения или опорожнения не превышало 3—4 ч и, следовательно, продолжительность контакта свобод­ной поверхности вина с воздухом в емкости была небольшой. С этой же целью крупные резервуары заполняют фильтрован­ным вином не сверху, а через нижний кран.

В винодельческой промышленности применяют фильтры раз­личного типа, которые удовлетворяют следующим требова­ниям: исключают контакт продукта с воздухом, обладают вы­сокой производительностью при небольших размерах, обеспе­чивают возможность быстрой перезарядки, мойки и стерили­зации.

Цилиндрические матерчатые фильтры (ЦМФ) с тканевыми фильтрующими перегородками используют для фильтрации соков и молодых вин, содержащих большое коли­чество аморфных, легкосжимаемых осадков.

Намывные фильтры (рис. 26) применяют главным образом для фильтрации высоковязких жидкостей, например шампанских ликеров. Основой фильтрующих перегородок этих фильтров служат мелкоячеистые проволочные (репсовые) сетки.

150 www.ovine.ru

/ — канал для подвода мутного ви­на; 2 — фильтрующая пластина; 3 — камера с прозрачным вином; 4 —ка­мера с мутным вином; 5 — канал для отвода прозрачного вина; 6 — корпус

Для крепления сеток применяют центральные и зажимные кольца. Перед фильтрацией на сетки предварительно намывают слой волокнистого асбеста путем многократной циркуляции по замкнутому циклу суспензии асбестового волокна в вине.

Пластинчатые фильтр-прессы (рис.27) обеспечи­вают фильтрацию без доступа воздуха. В них фильтрующей пе­регородкой является фильтр-картон. Пластинчатые фильтр-прессы легко перезаряжаются, имеют хорошие технико-эксплуа­тационные характеристики. На них можно фильтровать любые вина; применяя фильтр-картон соответствующей марки, доби­ваться нужной степени осветления, вплоть до кристального бле­ска, и удаления микроорганизмов (стерилизации). Фильтр-прессы пригодны для фильтрации вина с диатомитом (кизель­гуром). Для этого в фильтр вставляют специальные рамы, покрытые с обеих сторон тканевыми салфетками, на которые наносят слой диатомита.

Камерные рамные фильтр-прессы обеспечивают отделение только грубых взвесей и пригодны лишь для предва­рительного осветления. В них фильтруемая жидкость проходит через перегородки большой толщины, структурированные из асбестоцелл-юлозных волокон и осадков.

Автоматизированные камерные фильтр-прессы (ФПАКМ) состоят из ряда горизонтально или верти­кально расположенных фильтрующих плит. Цикл работы филь­тра включает операции сжатия плит, фильтрации, промывки осадка, его продувки, раздвигания плит, разгрузки осадка с одновременным перемещением ткани и ее промывкой. Регу­лировка подачи и отвода суспензии, промывной жидкости, воз­духа и воды для отжатия осадка осуществляется автоматически гидравлическими устройствами.

151

Схема действия автоматизированного фильтр-пресса с го­ризонтальными камерами показана на рис. 28. Фильтрующие плиты, находящиеся между двумя крайними опорными плитами, связаны между собой четырьмя вертикальными стержнями. Между фильтрующими плитами при помощи направляющих ро­ликов протянута фильтр-ткань, имеющая вид бесконечной ленты. Осадок при периодическом перемещении фильтрующей ткани снимается с нее ножами. Операции сжатия и раздвигания плит осуществляются специальным автоматическим устройством.

Общее количество диатомита или трепела, потребное для фильтрации, зависит от типа вина, его мутности, вязкости, пред­варительной обработки, возраста и других факторов. В среднем расход диатомита колеблется от 10 до 15 кг на 1 дал вина.

Вина, профильтрованные через слой диатомита, не изме­няют свой цвет и химический состав, хорошо осветляются и в ряде случаев становятся более стабильными.

К фильтрам нового типа относятся микропористые метал­лические фильтры с рабочими элементами из титана и мембран­ные фильтры.

Титановые фильтры в зависимости от размера их пор пригодны для грубой, тонкой и стерилизующей фильтрации. Ти­тановые фильтрующие элементы отличаются прочностью, кор-розиестойкостью, длительным сроком работы. После окончания работы фильтрующие элементы легко регенерируются промыв­кой холодной и горячей водой, а после длительного срока эксплуатации — соляной кислотой и прокаливанием. Достоин­ством титановых фильтров является способность задерживать осадки, в состав которых входят полифенолы, белки, пектин, катионы металлов. Благодаря этому уменьшается вероятность возникновения в вине коллоидных помутнений. Вина приобре-

152

Рис. 28. Автоматизированный фильтр-пресс с горизонтальными камерами:

/ — фильтрующая плита; 2 — опорная плита; 3 — вертикальный стержень; 4 — направ­ляющий ролик; 5 —- фильтр-ткань; 6 — нож; 7 — автоматическое устройство для подъема и опускания фильтрующих плит



Виноматериал на фильтрацию

— i —Фильтрат

-—н ^—Разбодка диатомита

Рис. 29. Схема установки для фильтрации вина с диатомитом: / — насос-дозатор для подачи суспензии диатомита; 2 — емкость с мешалкой для раз­водки суспензии диатомита; 3 — привод; 4 — фильтр; 5 — поддон; 6 — смотровой фо­нарь; 7 — насос для подачи вина

тают хорошую прозрачность, не содержат остаточных волокон фильтрующих материалов.

Мембранные фильтры работают на полупроницаемых полимерных мембранах, размеры пор которых можно подби­рать в зависимости 'от целей и вида фильтрации, свойств филь­труемой жидкости и содержащихся в ней взвесей. При правиль­ном выборе фильтрующих мембран эти фильтры обеспечивают хорошее осветление и снижение потерь вина.

Проводя фильтрацию под давлением через полупроницаемые мембраны, можно осуществлять ультрафильтрацию, гиперфиль­трацию, а также обратный осмос и элетродиализ. Ультрафиль­трация обеспечивает биологическую стабильность вина благо­даря выделению из него микроорганизмов и коллоидов. Гипер­фильтрация дает возможность осуществлять молекулярное разделение с целью повышения концентрации сусел и вин, а также стабилизацию их к кристаллическим помутнениям. Электродиализ эффективен для предупреждения кристалличе­ских помутнений, регулирования кислотности, десульфитации.

Подавляющее большинство фильтров, применяемых в вино­делии, являются аппаратами периодического действия. Сменная производительность таких фильтров зависит от режима их пе­резарядки и определяется по формуле У=пУц, где V — объем фильтрата, полученный за смену, л; п — число циклов работы фильтра за смену; V_n— объем фильтрата за один цикл, л.

Величина п может быть найдена из выражения n=tj(t_l + t₂), где / — продолжительность смены, мин; t\ — продолжительность перезарядки (время простоя) за один цикл, мин; ^ — продол­жительность полезной работы фильтра за один цикл, мин.

Наибольшая сменная производительность фильтра периоди­ческого действия может быть обеспечена только при оптималь­ном времени полезной работы в каждом цикле, которое вычис­ляют по уравнению t_on = t_x + y^/U_lvyK, где /₀п — оптимальное время фильтрации, мин; Уф — объем фильтрата, при котором сопротивление фильтрации равно сопротивлению перегородки и фильтрующего материала без отложения осадка, л; К — ко­эффициент фильтрации.

Коэффициент фильтрации вычисляется по формуле Л'= = 2F²Ap/(\iz₀x₀), где F — площадь фильтрующей поверхности, м²; Ар — перепад давления по обе стороны фильтрующей пере­городки, Па; \х — коэффициент вязкости фильтруемой жидко­сти, Па-с; z₀— удельное сопротивление фильтрации; х₀ — объем осадка в единице объема фильтрата, кг/м³.

ОБРАБОТКА НЕОРГАНИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ

В винодельческой промышленности широко применяют об­работку виноматериалов различными неорганическими вещест­вами. С целью осветления и стабилизации вин их обрабатывают

154

Для удаления из вина катионов железа и других тяжелых металлов проводят обработку гексациано-(П)-ферратом калия (желтой кровяной солью, ЖКС).

Обработка дисперсными минералами является в настоящее время одним из основных приемов осветления и стабилизации вин различного типа.

Дисперсные минералы представляют собой алюможелезомаг-ниевые силикаты, обладающие пористостью, обусловленной как особенностями их кристаллического строения, так и зазорами между контактирующими частицами. На их поверхности нахо­дятся гидроксильные группы кислотного и основного характера и обменные катионы. Дисперсные минералы состоят из тетра-эдрических и октаэдрических сеток, которые сочленяются в эле­ментарные пакеты у различных минералов по-разному. Эти пакеты обычно объединены в частицы малой величины, которые способны давать суспензии и образовывать в воде пространст­венные коагуляционные структуры. Вследствие таких особенно­стей строения дисперсные минералы даже в пределах одного структурного типа (например, монтмориллонита или гидро­слюды) обладают различными адсорбционными и адгезион­ными свойствами, дисперсностью и агрегативной устойчивостью частиц в вине.

При обработке виноматериалов дисперсными минералами наблюдается в основном коагуляционный (флокуляционный) ме­ханизм осветления, не сопровождающийся химическим взаимо­действием между осветлителем и компонентами вина. Взаимо­действие частиц, загрязняющих вино, с частицами минерального осветлителя происходит главным образом за счет адгезионного прилипания. При этом частицы осветляющего минерала обра­зуют с частицами примесей вина крупные флокулы, представ­ляющие собой послойные образования, в которых второй и по­следующие слои возникают за счет сил когезии между одно­именно заряженными частицами.

Качество осветления вина и стабильность его после обра­ботки дисперсными минералами зависят от следующих условий: величины и знака заряда поверхности минерала-осветлителя, которые определяют его адгезионную способность; дисперсности минерала; агрегативной устойчивости его частичек в вине с уче­том величины рН; соотношения средних диаметров частичек осветителя и частичек или макромолекулярных комплексов мутящих веществ, а также факторов, влияющих на частоту их соударения. Чем выше (в определенных пределах) перечислен­ные факторы, тем эффективнее протекает процесс осветления. Поэтому при выборе минерального осветлителя руководствуются совокупностью показателей, от которых зависит специфика его действия в конкретных условиях. Многие дисперсные минералы

155

агрегативно неустойчивы в вине, что значительно снижает их эффективную удельную поверхность, а следовательно, и освет­ляющую способность.

Виноматериалы, склонные к белковым помутнениям, обра­батывают бентонитом, палыгорскитом, гидрослюдой, каолином и другими дисперсными минералами.

Бентонит находит наиболее широкое применение в вино­дельческой промышленности как универсальный осветлитель и стабилизатор вина. Он состоит в основном из минералов группы монтмориллонита и бейделлита. 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 коричневым от­тенком.

Для осветления и стабилизации виноматериалов, а также для осветления сусла применяют щелочные (натриевые) бен­тониты Огланлинского, Махарадзевского и других месторожде­ний. Сырые бентониты перед употреблением просушивают при температуре 120 °С в течение 30—50 мин.

Для обработки виноматериалов пользуются 20 %-ной водной суспензией бентонита, которую готовят по специальной инструк­ции. Оптимальную дозу бентонита в каждом отдельном случае устанавливают пробной обработкой. Перед началом пробной обработки водную суспензию бентонита разбавляют испыту­емым виноматериалом. Пробную обработку проводят обяза­тельно теми же бентонитом и водой, которые предназначены для производственной обработки. В результате пробной обработки устанавливают минимальную дозу бентонита, при которой вино-материал приобретает достаточную прозрачность и сохраняет стойкость к белковым помутнениям.

Для производственной обработки точно отмеренное количе­ство суспензии, установленное на основании пробной обработки, смешивают с небольшим количеством виноматериала, подлежа­щего осветлению, и раствор немедленно вводят в основную ем­кость при непрерывном перемешивании, которое продолжают до достижения равномерного распределения суспензии во всем объеме обрабатываемого виноматериала.

На крупных винодельческих заводах с непрерывными тех­нологическими процессами и поточными методами производства суспензии бентонита или других осветляющих материалов вво­дят в поток обрабатываемого вина с помощью специальных до­зирующих устройств. При таком способе обеспечивается лучшее распределение и более эффективное действие осветлителя в среде.