Оборудование для извлечения сусел - Винодельческие прессы

Общие положения

Определение и назначение.

Винодельческими прессами называют машины, предназначенные для извлечения сусла из свежего винограда или вина из сброженной мезги. Они рассчитаны на полное извлечение этих продуктов, но их часто используют для того, чтобы извлекать лишь сок, оставшийся после стекания (от 20 до 40% общего объема), так как основная часть сока (60—80%) получается из сусла-самотека.

Рис. 14.1. Принцип действия виноградных дробилок:
а — дробилка с рифлеными валками; б — валковая дробилка с цилиндрами сопряженного сечения.

Таблица 14.
Классификация и общепринятые названия винодельческих прессов

Классификация и принципы действия прессов.

Классификация прессов может быть различной в зависимости от того, для кого она предназначается: для механика, энолога или практика. На сегодня еще ни одна классификация не получила официального утверждения, поэтому авторы сочли целесообразным составить таблицу соответствия между несколькими классификациями и общеупотребительными названиями этих машин (табл. 14.2). Для этой таблицы нужны пояснения.
Одни и те же машины используются для извлечения сусел из свежего винограда и вин из сброженной мезги, продуктов, совершенно различных по своему строению и структуре. По своему использованию для обработки продуктов этих двух категорий прессы отличаются только режимом работы и регулировкой. Можно было бы также выделить третью категорию продуктов, а именно свежий виноград, подвергнутый мацерации при повышенной температуре, но, во всяком случае, можно сказать, что известно столько же продуктов, сколько имеется способов виноделия и сортов винограда.
В настоящее время все винодельческие прессы работают на электрической энергии, которая преобразовывается в гидравлическую энергию, действующую на прессующую площадку пресса посредством поршня или гидропривода, или в пневматическую энергию, где чередование компрессии и декомпрессии в воздушной камере обеспечивает сжатие, а затем перемешивание виноградной выжимки, или в механическую энергию, которая посредством механических трансмиссий с системами зубчатых передач обеспечивает сжатие и разведение плит (горизонтальные механические прессы) или же вращение шнека (прессы непрерывного действия) (1).

1. Прессы периодического действия работают циклически, выполняя в течение одного полного цикла следующие операции: загрузка — прессование — разгрузка выжимки. По времени они следуют одна за другой, загрузка и разгрузка осуществляются через одни и те же отверстия.
2. У прессов непрерывного действия нет циклов действия, и перечисленные выше операции следуют одна за другой в пространстве таким образом, что питание пресса и расход сухой выжимки происходят через разные отверстия пресса.

 (4)            Динамические стекатели редко бывают горизонтальными, они имеют некоторый наклон (например, 30 град). Продукт продвигается в цилиндре под давлением шнека. Авторы относят их по аналогии конструкции к категории прессов непрерывного действия.
Кроме того, существует пресс непрерывного действия с последовательно чередующимся ритмом, который в практическом плане представляет собой синтез двух систем. Это южноафриканский пресс Мак-Кензи (Амбрози и Сперлинг, 1960).

Описание, действие и основные узлы.

Для того чтобы упростить изложение, прессы, применяемые в настоящее время во Франции, рассматриваются ниже под их общепринятыми названиями: вертикальные прессы; горизонтальные механические прессы действия (с прессовой плитой); горизонтальные пневматические прессы; прессы непрерывного действия; динамические стекатели.

 Вертикальные прессы

Вертикальные прессы были первым поколением современных прессов, появившихся с развитием промышленности в XIX в. Принцип их действия очень стар. В музеях виноградарства и виноделия часто находят предков этих машин, выполненных целиком из дерева, часто огромных размеров, но приводившихся в действие вручную.
Те образцы старого оборудования, которые работают еще и в наши дни, безусловно, модернизированные, не только соответствуют нормам все еще действующего законодательства, но их преимущество заключается прежде всего в энологическом плане. Вертикальные прессы промышленного типа имеют преимущество в отношении извлечения сусел и вин отличного качества. Дело в том, что замедленный ритм операции, неподвижность и толщина слоя отпрессованной мезги позволяют жидкости частично осветляться при прохождении через мезгу. Однако сусло последних давлений с очень медленным стеканием бывает сильно окисленным.
В практическом плане такие прессы просты в обращении. Уход, подготовка к зиме и перевод в рабочее состояние также не требуют больших трудозатрат. Они надежны в работе и долговечны.
Недостатки, присущие этим машинам, были главной причиной постепенного отказа от вертикальных прессов во всех винодельческих районах Франции за исключением Шампани. Это большие затраты тяжелого ручного труда на рыхление и разгрузку выжимки; невысокая производительность отдельной установки вследствие малой скорости отделения сока; после установки на место они становятся стационарными.
Эти прессы (рис. 14.2) включают следующие основные части.

Корзина.

Корзина цилиндрической или прямоугольной формы с вертикальной осью симметрии обычно состоит из планок прочного дерева, которые установлены вертикально и удерживаются металлическими ободами или прутьями. После окончания монтажа корзина загружается через верх, но удаление выжимки или ее рыхление вручную можно производить только через отверстие клети с разборкой части ее элементов, что требует продолжительной и трудной работы.

Рис. 14.2. Схемы гидравлических прессов вертикального типа:
а — с подвижной платформой (дном); б — с неподвижной платформой (шампанского типа); 1 — корзина; 2 — домкрат; 3 — неподвижные опоры; 4 — рабочий цилиндр пресса; 5 — верхняя балка; 6 — неподвижная платформа; 7 — подвижная платформа.

Корзина покоится на платформе, которая собирает сок во время прессования. Двумя основными вариантами этого типа прессов являются корзины стационарные и корзины съемные. Последние имеют небольшую вместимость (10—12 гл), тогда как стационарные, более крупные корзины, которые встречаются в Шампани и размеры которых определяются точными нормами, вмещают 2000 или 4000 кг цельного винограда.

Платформа.

Передвижные платформы выполняются из металла. Они имеют круглую форму и монтируются на тележке. Стационарные платформы сооружаются из железобетона. Они имеют радиальные и периферийные желобки для стока и сбора сока, прикрытые решеткой из нержавеющей стали или лучше из дерева.
Прессы обычно снабжены несколькими платформами с тем, чтобы осуществлять непрерывный ход работы (загрузка, прессование, опорожнение) во избежание простоев пресса. Конструкции с двойными или тройными платформами, каждая из которых крепится на вращающемся шасси с последовательно занимаемыми положениями, использовались в виноделии и в других отраслях пищевой промышленности в прошлом, но сейчас не применяются.

Прессующее устройство.

В двух вариантах прессование производится гидравлическим домкратом, но чаще всего оно осуществляется механически, центральным винтом, связанным с неподвижно закрепленной платформой.
В последнем случае центральный вертикальный винт закреплен в фундаменте. Гайка приводит в движение блок сжатия, включающий, помимо других элементов, также прессующую плиту, находящуюся в контакте с виноградом. Для опускания гайки на промышленных прессах используют электропривод и гидравлическое давление. При этом гидравлическим насосом можно управлять вручную или посредством электропривода. Использование гидравлики позволяет получать значительные давления.
В последнее время конструкция этих прессов развивалась только в направлении гидравлических аппаратов, которые сейчас можно встретить в Шампани. В этих аппаратах вместо винта установлены две центральные колонны, которые крепятся двумя опорными балками, причем нижняя закрепляется в железобетонной платформе, верхняя же служит опорой для рабочего цилиндра пресса. Прессующая плита скользит по вертикали вдоль этих колонн под действием главного поршня и двух вспомогательных поршней для подъема.
Сжимаемая жидкость (вода или специальная рабочая смесь) нагнетается гидропомпой, приводимой в движение электродвигателем. Давление, развиваемое насосом, может достигать 3000 Па, а сила давления на выжимку (90 т) — до 140 Па.
Во втором случае (прессы с передвижными платформами) принцип действия может быть двояким: 1) платформа и корзина поднимаются вертикальным поршнем; 2) гидравлический поршень опускается на корзину, рабочий цилиндр пресса опирается на верхнюю балку, поддерживаемую двумя боковыми колоннами.

Блок энергопитания и регулировки.

Гидравлическая энергия для вертикальных прессов обеспечивается нагнетательным насосом, подключенным к прессу и приводимым в движение электродвигателем. В качестве рабочей жидкости применяют в зависимости от конструкции машины воду, масло или незамерзающую смесь, не имеющую запаха, обеспечивающую смазку направляющих и их защиту от окисления.
Некоторые поршневые насосы возвратно-поступательного действия имеют удвоенную производительность, для них характерны замедленные режимы работы (например, 110—115 об/мин). Такие насосы потребляют мало энергии (для обработки 4000 кг достаточно электромотора мощностью 1,5 кВт). Рабочая жидкость обеспечивает прессование выжимки, подъем пресса при ее рыхлении или разгрузку.
Регулировку производят ограничителями давления на уровне насоса, а также путем программирования давления на выжимку, которое должно постепенно возрастать в течение цикла прессования.
Современные шампанские прессы позволяют извлекать сусло как из 2000 кг свежего винограда, так и из 4000 кг в зависимости от действующего законодательства. Другие прессы с подвижными платформами имеют меньшую вместимость.
Прессы с передвижными платформами особенно применялись на юге Франции, где практиковали виноделие по-красному с перемещением мезги из бродильных емкостей к стационарным прессам. В настоящее время этот тип прессов полностью вытесняется (за исключением Шампани, где они еще сохраняются) прессами горизонтального типа или прессами непрерывного действия.