Осветление и обработка виноматериалов

Красуются бочки в прохладном подвале,

А в них отдыхает с дороги вино,

Чтоб капли прозрачными стали,

И мутность печали осела на дно.

Алим Кешонов

Согласно ГОСТ 7208 — 93 «Вина виноградные и виноматериалы виноградные обработанные» гарантийный срок стабильности виноградных вин в странах СНГ установлен в настоящее время для вин без выдержки — 3; для натуральных сухих выдержанных и марочных, всех специальных без выдержки — 4; для специальных выдержанных и марочных — 5; для HamypcuibHbLX — 6 и для специальных контролируемых наименований по происхождению — 12 месяцев.

Основные технологические факторы, определяющие качество проведения осветления и стабилизации виноматериалов

Проблема осветления и стабилизации виноматериалов является довольно сложной и кропотливой, требующей тщательного всестороннего подхода к ее разрешению и, как правило, индивидуального подхода к каждому виноматериалу. Начало решения этой проблемы необходимо искать на виноградной плантации, поскольку высокое качество винограда и получаемого из него вина достигаются только тогда, когда учитываются почвенно-климатические условия возделывания винограда. В практике возделывания винограда известны факты, нарушающие естественный ход этого процесса. Так, например, наличие сорной растительности в междурядьях приводит к повышенному образованию серосодержащих аминокислот, являющихся предшественниками пороков вина (сероводородного и гераниевого тона). Внесение фосфорных и калийных удобрений без обоснованного ограничения приводит к увеличению содержания фосфат ионов и катионов калия и кальция, являющихся источником помутнений (металлических, кристаллических, коллоидных).

Серьезное влияние на качество и стабильность вин оказывают заморозки, засуха, наводнения, заболевания. В условиях повышенной влажности почв и воздуха накапливается недостаточно экстрактивных веществ, получаются недостаточно окрашенные виноматериалы, сортовые особенности проявляются слабо. В то же время в засушливые годы в винограде накапливается значительное количество высокомолекулярных веществ, являющихся причиной образования так называемых трудно осветляемых и трудно обрабатываемых вин. Больше, чем обычно, накапливается фосфатов. При повышенных температурах воздуха усиливается миграция кальция и магния в виноградную ягоду. Возрастает вероятность окисления антоцианов, при этом их образуется недостаточно. Особенно негативно сказываются сильные заморозки. Резкий перепад температур от дня к ночи и наоборот приводит если не к гибели виноградного растения, то к резкому изменению в нем биологических процессов. Как следствие, в виноградной ягоде увеличивается содержание липидов, фосфатов, белков и других высокомолекулярных соединений и их комплексов, возрастает активность окислительных ферментов, что, естественно, нежелательно.

Известно, что в различных районах возделывания один и тот же сорт винограда может проявить себя по-разному. В связи с этим многие исследователи предлагают изучать систему почвавиноградное растениесусловино во взаимосвязи многочисленных влияющих факторов.

Весьма важно знание состава и свойств винограда как сырья, особенно в отношении веществ, переходящих затем в сусло и вино. К ним относятся микро- и макроэлементы, азотистые, фенольные, ароматические вещества и полисахариды, органические кислоты, окислительные ферменты и т.д. Концентрация этих веществ может значительно меняться в зависимости от сорта винограда, природы и структуры почвы, от метеорологических условий. Знание взаимно влияющих факторов необходимо для правильного подбора и размещения сортов винограда на производственных площадях, для обеспечения оптимальных кондиций сырья и выбора рациональной технологии его переработки. Но качество сорта винограда определяется не только оптимальными кондициями, но и наличием сухих, гнилых и поврежденных ягод. Поэтому при сборе винограда нужно это обстоятельство учитывать и проводить выборочный сбор, а если нужно, то и сортировку винограда. Во время сбора и транспортировки следует стремиться к тому, чтобы виноградные ягоды не повреждались. В поврежденную ягоду свободно проникает кислород воздуха, который окисляет ее составные компоненты и стимулирует развитие болезнетворной микрофлоры. Для уменьшения отрицательного воздействия кислорода нужно, чтобы время от сбора до переработки винограда не превышало 2 ч.

Таким образом, одним из главных условий получения стойких вин является высокое качество сырья.

Если говорить, например, о натуральных винах, то добиться осветления и стабильности высокоспиртуозных (11—12% об.) и достаточно экстрактивных вин (18—20 г/дм3) можно сравнительно легче и быстрее. В то же время низкоспиртуозные и малоэкстрактивные вина осветляются и стабилизируются значительно сложнее.

Очень важным моментом в получении стойких вин являются знание состава и свойств веществ вина, их взаимодействие и взаимопревращения в процессе приготовления и хранения вина. Это дает возможность, с одной стороны, получать желаемый тип вина, а с другой — определять причины и характер помутнений, устанавливать пути их максимально возможного предупреждения на ранних стадиях приготовления виноматериалов, выбрать рациональное направление в осветлении и стабилизации на заключительной стадии, т.е. на стадии технологической обработки.

Наиболее часто помутнения физико-химического, биохимического и микробиального характера вызывают следующие вещества:

  • соли тяжелых металлов, в основном за счет избыточного содержания железа (белый и черный кассы);
  • белковые вещества и комплексы, которые они образуют с фенольными веществами и с полисахаридами (необратимые помутнения и обратимые коллоидные помутнения белковой, фенольной и полисахаридной природы);
  • калиевые и кальциевые соли винной кислоты (кристаллические помутнения);
  • окислительные ферменты (О-дифенилоксидазы, пероксидазы и др.) и перекиси (оксидазный касс — покоричнивение и побурение белых вин и потеря окраски красных вин, сопровождаемая выпадением темно-коричневого осадка);
  • дрожжи (винные, пленчатые), бактерии (уксуснокислые и молочнокислые) и плесени (микробиальные помутнения).

Большинство веществ, вызывающих в дальнейшем помутнения, как известно, переходят в вино из сырья и продуктов его переработки. Однако некоторая часть из них переходит из ядохимикатов, которыми пользовались при опрыскивании или опылении винограда, технологического оборудования, выполненного из черного металла, и резервуаров с плохим антикоррозионным покрытием и эксплуатируемых с недостаточным соблюдением санитарных норм и правил производства.

Существуют разные мнения относительно причин и условий возникновения помутнений, но есть твердое убеждение о наличии определенных факторов, определяющих неустойчивость вина. Дискуссии вокруг наибольшей значимости того или иного фактора не мешают виноделам быть единодушными относительно бесспорной связи качества и устойчивости вина к помутнениям с сортом винограда, почвенными и метеорологическими условиями, агротехническими приемами возделывания, удобрениями, средствами борьбы с болезнями и вредителями, степенью зрелости, приемами сбора и транспортировки винограда на переработку, технологией переработки винограда, выработки, обработки, хранения и транспортировки виноматериалов, а также условиями хранения готовой продукции на винодельческих предприятиях и в торговой сети. К сожалению, это нередко упускается из виду и, таким образом, не используются все возможности значительного снижения риска потери товарного вида вина.

Возникает вопрос: можно ли избежать причин, вызывающих помутнения или, по крайней мере, максимально предупредить возможные помутнения вин, уже на ранних стадиях переработки винограда и приготовления вин, но не в ущерб созданию качественного вина?

В настоящее время имеются немалые достижения теории и практики виноделия, поэтому на этот вопрос можно ответить утвердительно. Их можно рассматривать как превентивные меры по обеспечению условий, облегчающих осветление и стабилизацию, и как средства борьбы с помутнениями вин уже на этапе переработки винограда и выработки виноматериалов.

Однако несмотря на применение предупредительных мер, как правило, полученные виноматериалы сезонной выработки предрасположены к одному или нескольким видам помутнений и нуждаются в технологической обработке. Технологическая обработка, наряду с улучшением или сохранением органолептических свойств, должна обеспечить розливостойкость обработанных виноматериалов и приготовленных из них вин плоть до их реализации и потребления.

Технологических схем обработки к услугам виноделов в настоящее время существует достаточно много, что связано со сложностью проблемы обеспечения стабильности вина. Не все ее аспекты до конца изучены. В результате продолжающегося поиска путей решения проблемы в нашем арсенале появляются новые способы, приемы, средства и материалы, с помощью которых обеспечивается розливостойкость вин.

Для придания винам требуемой прозрачности и стабильности вино- материалы подвергают технологической обработке, используя различные физико-химические и физические способы воздействия на винодельческие среды.

Среди физико-химических способов наибольшее распространение получила технологическая обработка следующими осветляющими и стабилизирующими материалами (веществами): бентонитом, желатином, рыбным клеем, коллоидным раствором диоксида кремния (препаратом АК), ЖКС, поливинилпирролидоном (ПВП), ферментными препаратами (ФП), сорбентом ППМ-18, сорбентом термоксид ЗА, три- лоном Б, лимонной, метавинной, аскорбиновой и сорбиновой кислотами, двуводной тринатриевой солью нитрилотриметил фосфоновой кислоты (НТФ). Этот список материалов не исчерпывается приведенным перечнем. Есть и другие, менее распространенные материалы, и список их постоянно пополняется.

Технологическая обработка виноматериала, при которой в него вводили гидрофильный коллоид (желатин, рыбный клей и др.), называлась оклейкой. Этот термин сохранился и сейчас применительно практически ко всем обработкам с использованием осветляющих и стабилизирующих материалов.

Среди физических способов наибольшее распространение получила обработка холодом, обработка теплом (пастеризация), фильтрование, центрифугирование, холодный (стерильный) и горячий розлив, бутылочная пастеризация. Известны также и другие, менее распространенные физические способы, такие как электрофлотация, обработка инфракрасными (ИК), ультрафиолетовыми (УФ) и лазерными лучами, обработка ультразвуком, обработка в магнитном поле, облучение радиоактивными веществами.

Каждый материал или средство, как правило, применяется против определенного вида помутнения. Но немало случаев, когда их применяют в различных сочетаниях друг с другом, как в рамках физикохимических или физических способов, так и в комбинации физикохимических и физических способов. Наиболее распространенные из них учтены при составлении технологических схем обработки, которые приведены в гл. 5. Необходимость их применения, как отмечалось, определяется наличием и видом помутнения, установленного заранее в лабораторных условиях с помощью специальных тестов — методов определения склонности виноматериалов к микробиальным, физикохимическим и биохимическим помутнениям.

В настоящей главе будут рассмотрены технологические особенности применения основных физико-химических и физических способов в индивидуальном или совместном использовании материалов и средств.

Работу начинают с отбора средней пробы для лабораторных испытаний. Ее отбирают от однородной партии необработанного виноматериала.

Оптимальные дозы и технологические режимы устанавливают на основании пробных обработок. Пробные обработки следует проводить в условиях (температурных, влажностных), в которых находится подлежащая обработке партия виноматериала. Обработанные образцы фильтруют через фильтр-картон марки Т, проверяют на устойчивость по отношению к тому виду помутнения, против которого осуществлялась обработка, и оценивают органолептически.

Критерием оценки выбора оптимальной дозы и режимов должно служить обеспечение стойкости виноматериала к испытуемому виду помутнения, отсутствие переоклейки и сохранение или улучшение органолептических свойств.

При комбинированной или комплексной обработке апробации подлежит как прямая (сначала в виноматериал вводится I материал, а затем II материал), так и обратная (сначала в виноматериал вводится II материал, а затем I материал) последовательность обработки.

Продолжительность обработки определяется степенью осветления и результатами проверки на розливостойкость. После снятия с гуще- вых осадков виноматериал направляют на дальнейшую обработку или на отдых. Жидкие осадки или группируют с последующей декантацией осветлившейся части, или сразу уплотняют фильтрованием или центрифугированием. Полученный виноматериал в зависимости от качества или соединяют с основной обработанной партией, или используют для других целей. Вводимые в виноматериал объемы рабочих растворов материалов (веществ) отражают в купажном листе.

Технологическую обработку виноматериалов можно рассматривать как совокупность технологических операций и процессов, направленных на формирование типичности приготовляемых из них вин, осветление и придание им розливостойкости (стабильности).

Методически ее можно разделить на принципиально отличные, но неразрывно связанные между собой операции и процессы — собственно обработку и осветление.

Собственно обработка включает следующие операции:

  • • приготовление рабочих растворов осветляющих и стабилизирующих материалов;
  • • введение осветляющих и стабилизирующих материалов в подлежащий обработке виноматериал;
  • • перемешивание обработанного виноматериала и равномерное распределение в нем осветляющих и стабилизирующих материалов.

Осветление сопровождается такими процессами:

  • • взаимодействие (физико-химическое, химическое и т.д.) осветляющих и стабилизирующих материалов с компонентами виноматериалов, в основном с коллоидными веществами;
  • • образование конгломератов — укрупненных коллоидных частиц (коагуляция и флокуляция);
  • • осаждение конгломератов (седиментация);
  • • образование осадка;
  • • разделение (декантация, фильтрование, центрифугирование) жидкой (осветленный виноматериал) и твердой (осадка) фраз.

По мнению многих авторов, всегда можно достичь положительного результата, при условии:

  • • правильной идентификации различных помутнений,
  • • надлежащего выбора осветляющих и стабилизирующих материалов,
  • • правильного применения осветляющих и стабилизирующих материалов индивидуально или в сочетании друг с другом,
  • • соблюдения определенной последовательности введения осветляющих и стабилизирующих материалов,
  • • тщательного перемешивания и достижения равномерного распределения осветляющих и стабилизирующих материалов во всем объеме обрабатываемого виноматериала.

Механизм осветления при введении в виноматериал осветляющих и стабилизирующих материалов нужно рассматривать с позиций физико-химических явлений.

Некоторая часть компонентов виноматериала находится в виде обычных молекул или ионов, и в этом случае виноматериал, прежде всего, представляет собой истинный (молекулярный) раствор. Другая часть компонентов находится в коллоидном состоянии. В последнем случае виноматериал следует рассматривать как коллоидный раствор. Коллоидные частицы виноматериала, как и любого коллоидного раствора, обладают электрическим зарядом. Причем эти заряды для соседних частиц являются силами отталкивания, которые препятствуют частицам вступать в контакт и образовывать конгломераты и мешают, таким образом, им осаждаться. Это обстоятельство является основным (но не единственным) фактором устойчивости мути и склонности виноматериалов к различного рода помутнениям. Для нарушения устойчивости необходимо понижение заряда частиц коллоидного раствора, и когда он становится ниже определенного значения, возникает флокуляция.

Понижение электрического заряда достигается различными путями, в том числе и введением другого коллоида, но имеющего в растворе противоположный заряд. Чтобы этого достичь, нужно создать условия, при которых частицы введенного материала равномерно распределились бы между коллоидными частицами виноматериала. Когда это условие выполняется, происходит взаимодействие коллоидных частиц с противоположными зарядами (нейтрализация зарядов) и наступает флокуляция. Размеры частиц увеличиваются, удельная поверхность частиц относительно их массы уменьшается, вследствие чего уменьшаются силы трения, и агрегатированнная частица (конгломерат) оседает на дно резервуара. Происходит осветление виноматериала.

Причиной флокуляций и седиментации частиц может служить не только нейтрализация электрических зарядов, но и дегидратация, сопровождающаяся адсорбцией и изменением электрического заряда.

Однако и в этом случае необходимо равномерное распределение осветляющих и стабилизирующих материалов во всем объеме виномате- риала. При этом оба фактора (нейтрализация электрических зарядов и дегидратация) могут происходить одновременно.

Как было сказано выше, равномерное распределение введенных материалов достигается тщательным перемешиванием. Необходимо отметить, что, несмотря на то что обработка виноматериалов является важным и в то же время длительным и трудоемким технологическим процессом, она до сего времени на поточный метод не переведена. Анализ работы винзаводов первичного и вторичного виноделия нашей страны показал, что в большинстве случаев обработку виноматериалов осветляющими и стабилизирующими материалами осуществляют периодическим способом.

В качестве резервуара для приготовления рабочих растворов заранее установленного количества осветляющих и стабилизирующих материалов (доза устанавливается пробной обработкой при лабораторных испытаниях) служит любая емкость, зачастую не всегда специально приспособленная для таких целей. Применяют подручный инвентарь: кановку, подставу, бочку и т.д. Нередко введение рабочих растворов осуществляют вручную, а не насосом, вливая их в обрабатываемый материал тонкой струей при постоянном перемешивании механической мешалкой или насосом на «себя». После перемешивания обработанный виноматериал чаще всего закачивают в более мелкую тару, где происходит осветление. Реже обработанный виноматериал оставляют после перемешивания для осветления «на месте». В обоих случаях после образования осадка и достаточного осветления (определяют визуально) проводят разделение осветленного виноматериала и гущевых осадков декантацией или грубой фильтрацией.

Таким образом, в периодической схеме обработки виноматериалов имеют место два существенных недостатка: примитивный способ введения осветляющих и стабилизирующих материалов и недостаточно эффективный способ перемешивания обрабатываемого виноматериала. Основной причиной имеющихся недостатков является отсутствие отвечающего современным требованиям аппаратурно оформленного узла обработки. Отрицательные последствия этого выражаются в том, что вследствие неравномерности распределения осветляющих и стабилизирующих материалов происходит замедленное и недостаточно полное взаимодействие введенных материалов с коллоидами виноматериала, растянутые во времени флокуляция и осаждение агрегатиро- ванных частиц. Процесс осветления, естественно, затягивается, а иногда вообще не происходит. В последнем случае виноматериал требует повторной обработки или доработки. Это приводит к нерациональному расходованию сырья, материалов, наряду с большими затратами ручного труда, удорожает обработку виноматериала.

Попытка перевода обработки виноматериалов в нашей стране на поточную схему была осуществлена сначала на линии ВЛО-150 (винодельческая линия обработки, производительностью 150 дал/ч), а затем на ВЛО-600. Линия ВЛО-600 в единственном экземпляре длительное время находилась после ее сдачи приемочной комиссии в промышленной эксплуатации на винзаводе «Качинский» Крымской области в 1970-х гг. По ряду причин серийный выпуск ее не налажен, и она прекратила свое существование.

Основными узлами линии ВЛО-600 являются дозаторная станция ингредиентов и осветлитель (рис. 6.1). Дозаторная станция комплектуется резервуарами для приготовления рабочих растворов ингредиентов (бентонит, ЖКС, полиакриламид (ПАА)) и насосами-дозаторами. Назначение насосов-дозаторов — вводить рабочие растворы ингредиентов в поток виноматериала, подаваемого в осветлитель.

Схема аппарата для осветления сусла

Рис. 6.1. Схема аппарата для осветления сусла:

1 — корпус; 2 — нижний ввод; 3 — глухое коническое днище; 4 — переточная труба; 5 — верхний кольцевой сборник; 6 — верхний отвод; 7 — регулирующий вентиль; 8 — соединительная коммуникация; 9 — отвод осадка

Эксплуатация линии показала, что ее нормальная работа обеспечивается только при условии непрерывной подачи материала через осветлитель. В противном случае установившийся процесс нарушается (происходит оседание взвешенно контактного слоя), после чего требуется дополнительное время для повторного ввода осветлителя, а следовательно и линии в целом, в нормальную работу. Операции ввода осветлителя в нормальную работу сложны и длительны. Учитывая неразрывность процесса собственно обработки и осветления и теоретическую обоснованность равномерного распределения стабилизирующих и осветляющих материалов во всем объеме виноматериала, можно сделать вывод, что нормальную работу линии определяет дозаторная станция ингредиентов. Именно непрерывное дозирование осветляющих веществ обеспечивает их равномерное распределение в виноматериале небольшого объема (в трубопроводе диаметром 50—100 мм), в силу большой турбулентности потока и интенсивного перемешивания. К такому заключению пришли и зарубежные исследователи. Фирмой «ШЕНК Фильтрбау» (ФРГ) еще в 1969 г. был разработан метод непрерывного дозирования оклеивающих веществ с помощью дозаторов при переливке виномате- риалов. Сам же процесс осветления осуществляется в обычных стационарных условиях в резервуарах для хранения виноматериалов. Показана высокая эффективность такого способа обработки.

Справедливость сделанного вывода подтверждена Институтом «Магарач» при изучении им вопроса использования в виноделии высокоэффективного адсорбента на основе диоксида кремния в виде коллоидного раствора препарата АК в сочетании с другими осветляющими и стабилизирующими материалами (желатин и др.). При этом в производственных условиях в поток сусла или виноматериала, поступающих на осветление, в резервуары-отстойники насосами-дозаторами вводили растворы осветляющих материалов.

Поточное дозирование позволяло закончить процесс флокуляции уже в течение времени заполнения резервуара, которое определяется производительностью насоса перекачки виноматериала и емкостью резервуара. Процесс седиментации и образования осадка в сравнении с процессом флокуляции хотя и происходил медленно, но в целом осветление шло довольно быстро — до 9—10 ч в случае обработки сусла и до 2—3 суток в случае обработки виноматериалов. Это в 2—3 раза быстрее, чем при непоточном введении осветляющих и стабилизирующих материалов, как это делается в большинстве случаев в настоящее врет.

Принцип поточного дозирования заложен также в технологической схеме комплексной обработки крепленых виноматериалов, разработанной в результате совместных исследований Краснодарского политехнического института и Института «Магарач». Согласно предложенной технологии купаж виноматериалов обрабатывают ЖКС и желатином. Смесь охлаждают до минус 6—7°С и в нее вводят бентонитовую суспензию. Осветление обработанного таким образом виноматериала происходит при температуре обработки холодом в течение А—6 суток. После этого снятый с клеевых осадков виноматериал пастеризуют при 75—80 °С и направляют на 10-суточный отдых с последующим розливом.

Для реализации технологии предложена автоматизированная поточная линия (рис. 6.2).

Схема автоматизированной установки для обработки вин в потоке

Рис. 6.2. Схема автоматизированной установки для обработки вин в потоке:

Оценка результатов поточной обработки виноматериалов по этой технологической схеме свидетельствует о возможности увеличить срок стабильности готовой продукции до 6 месяцев. При этом сокращается время обработки, снижаются потери виноматериалов при хороших органолептических показателях.

Заслуживает внимание применение струйного реактора (рис. 6.3), конструкция которого была разработана Армянским НИИ виноделия, виноградарства и плодоводства и рекомендована для выполнения различных технологических приемов, в основе которых лежит процесс смешивания (сульфитация, купажирование, оклейка и т.д.) Результаты использования струйного реактора для обработки виноматериалов осветляющими и стабилизирующими материалами показали высокую технологичность и эффективность этого устройства.

Разрез струйного реактора

Рис. 6.3. Разрез струйного реактора

  • 1 — центральная труба; 2 — приемная камера; 3 — камера смешения;
  • 4 — диффузор; 5 — горловина; 6 — шарообразный сосуд; 7 — патрубок

Струйный реактор состоит из четырех основных узлов: А, Б, В, и Г. Узел А состоит из центральной трубы, приемной камеры, камеры смешения и диффузора. Центральная труба оканчивается соплом, назначение которого — использование скоростного напора, направление потока и распыление жидкости. Камера смешивания перед входным участком имеет расширяющуюся часть в виде усеченного конуса. Узел Б представляет собой горловину с внутренними сопротивлениями из конусообразных выступов, переходящую в шарообразный сосуд с коленообразным патрубком. Узел В выполняется в виде центральной трубы с несколькими сужениями и расширениями по диаметру. Узел Г — в виде трубы с внутренними сопротивлениями (конусообразные выступы), расположенными в шахматном порядке.

Принцип работы струйного реактора заключается в том, что струя жидкости, вытекающая из сопла, передает за счет внутреннего трения часть кинетической энергии прилегающим слоям сусла или вина, приводя их в турбулентное движение. В пространстве, которое занимали эти слои, возникает разряжение. Снижение давления заставляет жидкость направляться в эту часть пространства. Такая последовательность взаимодействия струи, выходящей из сопла с большой скоростью и увлекающей за собой остальные материалы (сернистый альдегид, оклеивающие материалы и т.д.), и находящейся в аппарате жидкости происходит непрерывно и многократно, что обеспечивает перемешивание содержимого аппарата.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >