Производство шампанского резервуарным способом

Применение способа шампанизации вина в крупных резер­вуарах обеспечило резкое сокращение производственного ци­кла (до 1 мес), широкое использование современных средств механизации и автоматизации производственного процесса, зна­чительное повышение производительности труда и снижение себестоимости продукта.

Существует две разновидности резервуарного способа про­изводства шампанского: непрерывный и периодический.

Способ производства шампанского в непрерывном потоке разработан Г. Г. Агабальянцем, А. А. Мержанианом и С. А. Брусиловским. Он внедрен в винодельческую промышлен­ность СССР в 1954 г. и в настоящее время стал основным в производстве Советского шампанского. Этот способ является наиболее совершенным и технически прогрессивным. Этим спо­собом за 3 недели получают шампанское высокого качества, близкое к выдержанному шампанскому, вырабатываемому бу­тылочным способом за 3 года. Быстрое формирование высокого 334

качества и типичности шампанского при непрерывной шампа­низации происходит благодаря применению комплекса техно­логических приемов, которые значительно интенсифицируют би­охимические процессы на протяжении всего производственного цикла. К таким приемам относятся следующие:

предварительная биологическая деаэрация (обескислоро­живание) и термическая обработка исходных купажей, обеспе­чивающие полное удаление из вина кислорода и снижение ОВ-потенциала, а также обогащение вина ферментами, поверхно­стно-активными веществами и другими полезными продуктами автолиза дрожжей, образующимися в бескислородной среде;

раздельное проведение вторичного брожения и размножения дрожжей в условиях, наиболее благоприятных для каждого процесса, в результате чего появляется возможность проведе­ния вторичного брожения в строго бескислородных условиях, уменьшаются затраты времени на накопление дрожжей, обла­дающих высокой физиологической активностью, повышается производительность процесса шампанизации в целом;

поддержание постоянного по скорости непрерывного потока вина при вторичном брожении, благодаря чему дрожжевые клетки распределяются в вине более равномерно, их контакт со средой улучшается, бродильная способность каждой дрож­жевой клетки используется более полно и возникает возмож­ность проведения шампанизации при низкой концентрации ак­тивной дрожжевой массы;

проведение вторичного брожения на всем его протяжении при постоянном повышенном давлении, что приводит к накоп­лению большего количества связанного диоксида углерода и формированию лучших игристых и пенистых свойств шампан­ского;

выдержка в потоке охлажденного шампанизированного вина в резервуарах с насадкой, на которой задерживаются в боль­шом количестве дрожжевые клетки; что создает благоприятные условия для усиления ферментативных процессов и обогащения шампанского продуктами автолиза дрожжей;

быстрое охлаждение вина после вторичного брожения и вы­держка его в потоке при низкой температуре, обеспечивающие достаточно полное выпадение винного камня и других холодо-нестойких веществ, в результате чего повышается устойчивость шампанского к помутнению физико-химической природы;

внесение в вино экспедиционного ликера, выдержанного в бескислородных условиях, что способствует повышению каче­ства шампанского и дает возможность получать любую его марку на одной и той же установке.

В производстве шампанского непрерывным способом прово­дят следующие основные технологические операции: обработку виноматериалов, приготовление и подготовку к шампанизации бродильной смеси, культивирование дрожжей, вторичное бро-

335

В состав бродильной смеси, предназначенной для получения шампанского в непрерывном потоке, входят обработанные шам­панские виноматериалы, резервуарный ликер и разводка дрож­жей чистой культуры.

Шампанские виноматериалы, принятые на завод, обраба­тывают в потоке по сортам: сульфитируют и в случае необ­ходимости пастеризуют. Затем в отдельные резервуары точно дозируют необходимое для деметаллизации вина количество ге-ксациано-(П)-феррата калия, установленное на основании ла­бораторного анализа. Обработку ведут в резервуарах, сгруппи­рованных в отдельные батареи, каждая из которых предназна­чена для приема виноматериала одного сорта. Все резервуары батареи соединяют между собой параллельно и оборудуют ме­шалками. После тщательного перемешивания сортовые вино­материалы в заданных количествах направляют через рота­метры в общий объединенный поток для приготовления купажа и последующей его обработки. Количество отдельных винома-териалов в составе купажа устанавливают на основании орга-нолептической оценки, проводимой дегустационной комиссией предприятия, с учетом их химического состава и физико-хими­ческих свойств.

В объединенный поток смеси виноматериалов непрерывно подают дозирующими насосами растворы танина и рыбьего клея. При необходимости добавляют суспензии бентонита, па-лыгорскита или другого дисперсного минерала, допущенного к применению в винодельческой промышленности. Дозировки осветляющих веществ устанавливают пробными обработками, проводимыми в лабораторных условиях.

Скупажированные виноматериалы пропускают в потоке че­рез последовательно соединенные резервуары для хорошего перемешивания, затем сепарируют, фильтруют и подвергают контрольной выдержке в потоке в течение 0,5 — 1 сут. Если по­сле контрольной выдержки в вине появляются осадки берлин­ской лазури, делают повторную фильтрацию. Прозрачное вино направляют на биологическое обескислороживание и обогаще­ние продуктами автолиза дрожжей.

Биологическое обескислороживание имеет большое значе­ние для повышения качества и типичности шампанского: оно обеспечивает удаление из вина кислорода, снижение ОВ-потен-циала, обогащение вина веществами, обладающими восстанав­ливающими свойствами, а также поверхностно-активными, бу-кетистыми и вкусовыми веществами, улучшающими типичные качества шампанского.

Лучшим способом обескислороживания является обработка вина в потоке в установке (рис. 60), состоящей из последова­тельно соединенных вертикальных резервуаров (ферментато-

336

/ — ферментатор; 2, 4 — теплообменники; 3 — резервуар; 5 — фильтр; 6 — винопровод для подачи концентрированной дрожжевой разводки; 7 — трубопровод для подачи культуральной жидкости; 8 — сепаратор; 9 — трубопровод для подачи дрожжевой раз­водки

ров), заполненных насадкой, на поверхности которой фиксиру­ются дрожжевые клетки. В купаж до поступления его на обес­кислороживание вводят разводку дрожжей чистой культуры в количестве 2—3 млн./мл дрожжевых клеток. Дрожжи, посту­пающие в аппарат вместе с купажем, равномерно распределя­ются на поверхности насадки.

Процесс ведут при температуре 10—12 °С. Если вино имеет более высокую температуру, его охлаждают.

Дрожжи активно потребляют растворенный кислород и кис­лород перекисей. Поэтому при прохождении вина через зону насадки содержание в нем растворенного кислорода понижа­ется с 4—5 мг/л до 0 в течение 2—3 ч, вино обогащается био­логически активными веществами, снижается его ОВ-потен-циал, уменьшается содержание в нем альдегидов и диацетила. Наряду с этим повышаются восстановительная способность вина и активность ферментов, увеличивается содержание об­щего и аминного азота в результате автолиза дрожжевых кле­ток, которые являются источником ряда биологически актив­ных веществ, способствующих интенсификации биохимических процессов в вине.

После обескислороживания купаж разделяют на два парал­лельных потока. Один из них проходит через батарею резерву­аров, где купаж выдерживают, второй направляют в емкости для накопления резерва купажа, необходимого для исключения перебоев с поступлением виноматериалов в течение года.

Затем купаж в случае необходимости дополнительно обес-кислороживают и направляют на обработку теплом. Сначала его подогревают в теплообменнике до 40 °С, используя в каче­стве теплоносителя нагретое вино, а затем нагревают до тем­пературы 55—60 °С и выдерживают с целью пастеризации в течение 12—24 ч. Пастеризованную смесь охлаждают в тепло-

337

Резервуарный ликер готовят так же, как тиражный, и пе­ред использованием в производстве выдерживают не менее 30 сут. В готовый резервуарный ликер после его фильтрации рекомендуется вносить дрожжевую разводку из расчета содер­жания в нем клеток дрожжей не менее 15 млн./мл.

В производстве шампанского непрерывным способом раз­множение дрожжей и накопление их биомассы проводят отдельно от процесса вторичного брожения, что дает возмож­ность создавать и поддерживать наиболее благоприятные тех­нологические условия для эффективного прохождения каждого из этих процессов.

Производство шампанского в непрерывном потоке требует применения специальных способов культивирования дрож­жей, обеспечивающих улучшение их функциональной деятель­ности и приспособление к жестким условиям среды обитания. На крупных заводах шампанских вин дрожжи культивируют в поточной, непрерывно обновляемой среде в условиях одина­кового ее исходного состава и одинаковой температуры. Приме­няют два способа культивирования дрожжей: градиентно-не-прерывный и гомогенно-непрерывный.

Рис. 61. Аппаратурно-технологическая схема культивирования дрожжей гра-диентно-непрерывным способом:

J—дрожжевой аппарат; 2 — мешалка; 3 — барботер; 4 — дрожжепровод; 5 — счетчик расхода воздуха

338

8

Рис. 62. Аппаратурно-технологическая схема двухстадийного культивирова­ния дрожжей гомогенно-непрерывным способом (по Н. Г. Саришвили): 1— дрожжевой аппарат; 2 — активатор; 3 — дозирующий агрегат

Градиентно-непрерывный способ основан на принципе куль­тивирования дрожжей в батарее последовательно соединенных ферментаторов, оборудованных устройствами для перемешива­ния, аэрации и регулирования температуры (рис. 61). В от­дельных ферментаторах создаются определенные градиенты в составе питательной среды и физиологическом состоянии клеток по направлению движения потока.

При этом способе исходная питательная среда содержит са­хар в количестве 2—4 г на 100 мл. В первом ферментаторе дрожжи активно- размножаются при температуре 15—18 °С в условиях аэрации среды при расходе воздуха 0,6—0,8 л/ч на 1 л культуральной жидкости. В последующих ферментаторах расход воздуха и температуру постепенно понижают.

Гомогенно-непрерывный способ предусматривает культиви­рование дрожжей в установке, состоящей из дрожжевого ап­парата и активатора (рис. 62). В дрожжевом аппарате проис­ходит размножение дрожжей и накопление их биомассы, а в активаторе дрожжи адаптируются к условиям вторичного брол^ёния при повышенном давлении диоксида углерода. В дрожжевой аппарат подают раздельно бродильную смесь или пастеризованный купаж и резервуарный ликер. Содержание са­хара в среде поддерживают в пределах 0,5—0,7 г на 100 мл. Для улучшения азотистого питания растущих дрожжевых кле­ток вводят раствор аммиака 10—15 мг/л. Одновременно среду аэрируют путем подачи через барботер предварительно обес­пложенного воздуха в количестве до 0,5 л/мин на 1 л культу­ральной жидкости. Затем дрожжевая разводка проходит в по­токе в течение 5 ч через активатор, в котором дрожжи в ана­эробных условиях перестраивают свой обмен веществ

339

При непрерывных способах культивирования дрожжей для обеспечения в дрожжевых аппаратах интенсивного массооб-мена, необходимого для подвода к дрожжевым клеткам доста­точного количества компонентов питательной среды и отвода от клеток продуктов их метаболизма, культуральную среду непре­рывно перемешивают в интенсивном режиме.

Готовая дрожжевая разводка при любом способе ее получе­ния должна иметь достаточно большую концентрацию клеток (90—100 млн./мл), находящихся в физиологически активном состоянии, адаптированных к высокой спиртуозности среды (11 —12 % об.), повышенной активной кислотности (рН 2,8— 3,2), диоксиду серы, высокой концентрации С0₂ и низким тем­пературам (10—12 °С). Наряду с этим дрожжевая разводка должна иметь низкий ОВ-потенциал и содержать небольшое количество продуктов анаэробного обмена дрожжей.

Шампанизацию (вторичное брожение) вина при непре­рывном способе в отличие от резервуарного периодического и бутылочного проводят не в статических условиях, а в условиях потока вина, осуществляемого как в процессе брожения, так и при последующих обработках. По расходу (скорости) и ре­жиму движения поток вина регламентируют в соответствии с технологическими требованиями и поддерживают на постоян­ном заданном уровне.

В поток бродильной смеси, поступающей на вторичное бро­жение, вводят дозирующим насосом дрожжевую разводку с до­ведением концентрации дрожжевых клеток в смеси до 3— 5 млн./мл.

Расход потока бродильной смеси устанавливают с таким расчетом, чтобы за весь период вторичного брожения сбражи­валось не менее 18 г сахара в 1 л вина. Вторичное брожение ведут при температуре 10—15 °С и избыточном давлении около 500 кПа в течение 17—18 сут при коэффициенте потока К= = 0,00245. Коэффициент потока характеризует интенсивность (производительность) процесса непрерывной шампанизации: K=Vo/Vu где Vo — количество бродильной смеси и дрожжевой разводки, поступающее на вторичное брожение в течение 1 ч, дал; У]—общая полезная вместимость бродильных аппаратов и биогенераторов (за вычетом объема, занимаемого насадкой), дал. При таких условиях обеспечивается достаточно глубокое прохождение биохимических и физико-химических процессов, формирующих типичные качества шампанского.

В процессе непрерывной шампанизации контролируют и ре­гулируют с помощью средств автоматики ход вторичного броже­ния. Определяют содержание сахара в бродящей смеси и физи­ологическое состояние дрожжей н«| реже одного раза в 30 сут, а на выходе из бродильного аппарата и в биогенераторе — еже-

340

Рис. 64. Схема одноемкостного мно­гокамерного бродильного аппарата для шампанизации вина в потоке: / — корпус; 2 — верхнее днище; 3 — ру­башка; 4 — цилиндрическая перегородка; 5 — нижнее днище; А —- вход бродильной смеси; В — выход шампанизированного вина; С — вход хладоносителя; C_t — вы­ход хладоносителя

недельно. Расходы бродильной смеси и дрожжевой разводки, а также давление контролируют ежечасно.

Вторичное брожение в потоке ведут практически до полного сбраживания сахара, т. е. в режиме, при котором из бродиль­ного аппарата выходит вино марки брют. При сбраживании на брют улучшаются условия для автолиза дрожжей и накопле­ния в вине полезных его продуктов.

Для шампанизации вина в потоке используют установки различного типа: "батарейные, одноемкостные многокамерные, с насадкой.

Установка батарейного типа (рис. 63) состоит из 6—8 бродильных ре­зервуаров, рассчитанных на работу при внутреннем давлении 500 кПа. Резервуары соединены винопроводами и вспомогательными коммуникациями в линии непрерывной шампанизации. Недостаток установок батарейного типа состоит в том, что они не обеспечивают оптимальный режим потока для наиболее эффективного протекания процесса шампанизации.

Одноемкостный многокамерный бродильный аппарат (рис. 64) представ­ляет собой вертикальный цилиндрический резервуар со сферическими дни-

341

Рис. 65. Схема бродильного аппарата с насадкой для шампанизации вина в потоке в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей:

щами и рубашкой. Внутри резервуара установлены цилиндрические пере­городки. Одни из них закреплены по всему периметру к днищу 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 высоты кольцевых перегородок на длину окружности соответ­ствующих цилиндрических перегородок. Равенство этих площадей позволяет вести процесс вторичного брожения при стабильной средней линейной ско­рости потока. В таком аппарате поток бродильной смеси проходит через центральную и кольцевые камеры, а также через кольцевые переточные за­зоры, последовательно, изменяя свое направление. Нижнее дниже имеет в центральной части отверстие для ввода бродильной смеси. Под верхним днищем на корпусе расположены отверстия для вывода из аппарата шам­панизированного вина.

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 ее стабильность в заданном режиме.

Одноемкостный многокамерный бродильный аппарат для шампанизации вина в потоке имеет вместимость 3500 дал и по своей производительности соответствует батарейной бродильной установке, состоящей из семи резер­вуаров вместимостью по 500 дал каждый. Благодаря исключению переточ­ных и соединительных винопроводов он обеспечивает более равномерную линейную скорость потока шампанизируемого вина, что благоприятствует распределению дрожжевых клеток в среде. При применении одноемкостиых аппаратов повышается съем продукции с единицы основной производствен­ной площади.

Аппарат с насадкой (рис. 65) состоит из двух вертикальных цилиндри­ческих резервуаров большой вместимости (5000 дал и более). Нижняя часть

342

Температуру вина в процессе вторичного брожения регулируют подачей хладоносителя в рубашку или с помощью выносного теплообменника. Бро­дильную смесь и дрожжевую разводку подают в поток дозирующими на­сосами при постоянном контроле их расхода.

Аппараты с насадкой предназначены для проведения вторичного бро­жения в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей. Сверхвысокая кон­центрация дрожжевых клеток обеспечивается накоплением и фиксацией их на поверхности насадки. В процессе концентрирования дрожжей осуществ­ляют адаптацию их к условиям шампанизации с одновременным охлажде­нием.

Вино, прошедшее вторичное брожение, подвергают дальней­шей обработке, при которой протекают биохимические про­цессы, способствующие накоплению веществ, улучшающих вкус, букет и типичные свойства шампанского.

После вторичного брожения вино пропускают в потоке че­рез биогенераторы, в которых оно обогащается биологически активными веществами дрожжевых клеток. Биогенератор пред­ставляет собой вертикальный цилиндрический резервуар, за­полненный насадкой, на поверхности которой концентрируются в большом количестве дрожжевые клетки. В биогенераторе вино контактирует с дрожжами не менее 36 ч при удельной площади поверхности насадки не менее 65 м² на 1 дал шам­панизированного вина, поступающего в биогенератор в течение 1 ч. Рабочая вместимость биогенератора V& составляет Vq = = Vot/K, где Vo — количество шампанизированного вина, посту­пающее в аппарат, дал/ч; t — время нахождения шампанизиро­ванного вина в аппарате, ч (^>36 ч); К — коэффициент, учиты­вающий уменьшение вместимости аппарата за счет наполните­лей (определяется экспериментально).

После прохождения через биогенераторы вино объединяют в общий поток и направляют в теплообменник-охладитель, в котором оно охлаждается до температуры минус 3—4 "С. Охлаждение проводят быстро, в течение нескольких минут, чтобы исключалось выпадение винного камня в готовом шам-* панском. Для охлаждения шампанизированного вина приме­няют рассольные теплообменники кожухотрубного или змееви-кового типа, в которых поток вина поддерживают в режиме, близком к ламинарному.

Охлажденное шампанское направляют в термос-резервуары для выдержки в условиях низкой температуры. Термос-резерву­ары имеют насадку и термоизоляцию, обеспечивающую поддер­жание постоянной температуры вина. В процессе выдержки вино обрабатывают холодом, оно становится более стабиль­ным, освобождается от значительного количества дрожжей и веществ, выпадающих в осадок при воздействии холода. Ох­лажденное шампанское выдерживают в потоке не менее 24 ч при условии, что удельная площадь поверхности насадки в тер-

343

f>24 ч.

После внесения экспедиционного ликера шампанское фильт­руют или осветляют другими способами до полной товарной прозрачности. Фильтрацию проводят на специальных фильтрах в условиях повышенного давления и низкой температуры. В процессе фильтрации температура шампанского должна быть не выше — 3 °С, а давление — не ниже 350 кПа.

Осветленное шампанское поступает в приемные резервуары, в которых его выдерживают не менее 6 ч при постоянной низ­кой температуре и затем подают на розлив в бутылки. Чтобы исключить выделение из шампанского диоксида углерода, в приемных резервуарах поддерживают постоянное давление путем подачи в них С0₂ из баллонов.

Бутылки перед розливом желательно охлаждать до темпе­ратуры минус 1—2 °С во избежание вспенивания вина и по­терь диоксида углерода. Непосредственно перед заполнением бутылок из них удаляют воздух путем вакуумирования или другим способом. Розлив проводят по уровню в мягком дина­мическом режиме, приближающемся к ламинарному. При та­ком режиме розлива исключается дешампанизация вина, в шампанское попадает минимальное количество воздуха, уменьшаются потери вина и диоксида углерода. В процессе розлива температура вина в бачке разливочной машины дол­жна быть не выше —1 °С, а давление — не ниже 200 кПа.

После розлива шампанского и укупорки бутылок они по партиям поступают на контрольную выдержку. Контрольную выдержку проводят при температуре 17—25 °С не менее 5 сут. В процессе выдержки каждую партию шампанского под­вергают химико-микробиологическому анализу и органолепти-ческой оценке.

После выдержки делают бракераж на качество укупорки, отсутствие помутнений и посторонних включений.

Контрольная выдержка — трудоемкая операция, требующая больших площадей для укладки бутылок. Она мо­жет быть заменена термической обработкой бутылок с шампан­ским в специальных камерах. При шампанизации вина в усло­виях сверхвысокой концентрации дрожжей, когда гарантиру-

344

На рис. 66 приведена полная технологическая схема произ­водства шампанского непрерывным способом.

В настоящее время многие заводы шампанских вин приме­няют способ шампанизации вина в условиях сверхвысокой кон­центрации дрожжей, разработанный Н. Г. Саришвили и со­трудниками. По этому способу технологический процесс ведут следующим образом (рис. 67). Обработанный купаж, содержа­щий резервуарный ликер, охлаждают в теплообменнике до тем­пературы 6—7 °С и через фильтр подают насосом-дозатором на шампанизацию в аппараты с насадкой. В первый аппарат бро­дильная смесь поступает сверху, а выводится снизу, во вто­рой— наоборот. Такая схема потока создает наиболее благо­приятные условия для распределения дрожжевых клеток на поверхности насадки и в массе вина.

В первом аппарате проходит преимущественно процесс вто­ричного брожения, во втором вино обогащается биологически-и поверхностно-активными веществами дрожжевых клеток. Вторичное брожение ведут при температуре 10—12 °С, обес­печивая содержание сахара в вине на выходе из первого бро­дильного резервуара не более 0,6 и из второго — 0,3 г на 100 мл. Шампанизируемое вино из второго аппарата поступает на выдержку в батарею резервуаров. Затем его охлаждают до температуры минус 3—4 °С в теплообменнике и выдерживают при этой температуре в течение 24 ч в аппаратах, заполненных насадкой. После выдержки в вино добавляют экспедиционный ликер для доведения содержания сахара в шампанском до тре­буемых кондиций. Полученное шампанское направляют в при­емные термос-резервуары и затем на розлив в бутылки. Для улучшения качества и повышения стабильности готового шам­панского оно может быть обработано теплом при температуре 45—50 °С в течение 1,5—2 ч.

При шампанизации вина в непрерывном потоке в условиях сверхвысокой концентрации иммобилизованных клеток дрож­жей, по данным Н. Г. Саришвили и Е. Н. Сторчевого, интенси­фицируются биохимические превращения и восстановительные реакции благодаря контакту вина с большим количеством дрожжей, находящихся в различном физиологическом состоя­нии. Насадка в аппаратах непрерывной шампанизации обеспе­чивает равномерность потока и способствует дифференциро­ванному распределению дрожжевых клеток в соответствии с их физиологической активностью. В результате этого условия проведения процесса шампанизации приближаются к условиям основных периодов бутылочной технологии при значительном сокращении их продолжительности.

Для повышения качества шампанского, получаемого непре­рывным способом, вино, прошедшее шампанизацию на марку

345

—	1 ""
£-	J 5 a:
	« 2 ¥ Г? °- ^
	M g- &	*
	*=> ^ ^
	C3~,3 ^
CQ	■^^ ^	к	ti.

m	&o		я	о	га	г",	о	1	£
		я	ч		К	о			о
	■u	о	о			Я		г>	в
	*-J		т			ГС
та	4 1	ДЛЯ	рмои	1 С\1	ампа рова		ч	фильтр;	рвуа
твора 19-		арат	1	..а		знизи	уары		резе

^ t; га я ;г, - .= Р- и

о " oiS ь га

О I .-в "

О 'Яд ^ _ .

С «^O.-MgfltK р. В

л е.;

rt 4 2o„^k4.„uoj3 5Е2в«оая₀

811 .>lil

&>.o) ft в - в ш в ям g в 5 .-«5 в

issi

о ■-о.о.й ^н * в о g«s Й

Ч £2.3 I »™ч">а£ О в %а*п в в« t< о _

ОИ5Я2^^ЛЙ|й