Применение нового способа обратного осмоса концентрации виноградных сусел связано с последними достижениями в области использования полупроницаемых мембран. Опыты показали возможность применения этого метода и необходимость разработки техники концентрации свежих сусел во время сбора урожая (Пейно и Алар, 1970).
При обратном осмосе посредством сильного давления, превосходящего осмотическое, воду заставляют диффундировать в обратном направлении, т. е. от концентрированного раствора к разбавленному, осуществляя таким образом настоящее фильтрование на молекулярном уровне.
Принцип концентрации сусел обратным осмосом исключительно прост: жидкость, подлежащая концентрации, т. е. светлое сусло, освобожденное от мякоти, кожицы и семян осаждением или центрифугированием, проходит под давлением, превышающим осмотическое, через полупроницаемую мембрану, которая пропускает чистую воду и задерживает другие компоненты, такие, как сахар, кислоты, соли, фенольные соединения и др.
Способ обратного осмоса применяют при температуре окружающей среды. Он исключает потери ароматических веществ и разложение составных частей сусла, характерных для концентрации при повышенных температурах.
В зависимости от объема сусла, обрабатываемого в течение дня, установка для обратного осмоса состоит из большего или меньшего числа одинаковых линий, действующих параллельно. Каждая линия включает насос высокого давления производительностью около 1500 л/ч. Таким путем сусло перекачивается под давлением в батарею элементов — мембранодержателей, или модулей. Модуль состоит из трубчатых суппортов, выполненных из пластмассы, в которые вставлены полупроницаемые мембраны из ацетилцеллюлозы. Высокая избирательность их обеспечивает задержание свыше 99,8% сахаров.
Фактически, как показано в табл. 1.6, через мембраны проходят лишь очень немногие вещества. Благодаря высокому давлению через мембраны проходит практически чистая вода, стекающая через центральные отверстия суппортов.
Концентрированный продукт из аппарата поступает в регулировочную ванну, которая поддерживает давление в замкнутом цикле. В зависимости от полученной концентрации после первого прохождения сусло можно направлять непосредственно в бродильные чаны или перекачивать в головную часть линии для второго прохождения.
При непрерывной работе способом осмоса практически нет необходимости в накапливании сока и в применении повышенных доз сернистого ангидрида для остановки брожения. Обратный осмос можно использовать при различных схемах изготовления красных, белых и розовых вин. В первом случае концентрированный сок направляют в чан с дробленым виноградом.
Таблица 1.6
Физико-химические показатели сусел, концентрированных методом обратного осмоса
Показатели | Сусло до | Концентрированное сусло | Отобранная вода | |
1-е прохождение | 2-е прохождение | |||
Объемная масса при 20Х | 1,0762 | 1,0915 | 1,1022 | 0,9989 |
Содержание сухого экстракта при температуре, °С |
|
|
| |
20 | 193,3 | 238,6 | 266,8 | __ |
100 | — | — | — | __ |
Восстанавливающие сахара, г/л | 175,8 | 212,4 | 236,2 | 0,30 |
Потенциально возможная спиртуозность, % об. | 10,3 | 12,4 | 13,8 |
|
Зольный остаток, г/л | 4,22 | 4,57 | 4,54 | 0,10 |
Калий, мг/л | 1450 | 1530 | 1540 | 33 |
Общая кислотность, мг-экв pH | 104 3,10 | 106 3,25 | НО 3,20 | 2.5 2,80 |
Винная кислота, мг-экв | 62 | 60 | 57 | 0 |
Яблочная кислота, мг-экв | 55 | 50 | 55 | 3,0 |
В табл. 1.6 даны результаты анализов сусел, подвергнутых такой обработке, и отделенной воды. Большинство компонентов концентрируются так же, как и сахар. Через мембрану проходит незначительное количество сахара, несколько миллиграммов калия и до 10% яблочной кислоты, содержащейся в сусле. В противоположность этому винная кислота не проходит сквозь мембрану. Если по содержанию золы, калия, винной кислоты и по общей кислотности сусло характеризуется как менее концентрированное, то это объясняется выпадением кислого виннокислого калия в образцах, более обильных после концентрации.
При условии решения технологических проблем, которые пока еще остаются, первые опыты дают основание рассчитывать на широкое применение способа концентрации сусел обратным осмосом в будущем.
Наконец, чтобы закончить вопрос об обогащении, нужно отметить что практика различных методов обогащения применительно к одному и тому же продукту строго запрещена.