В предыдущем издании были описаны приемы обработки для стабилизации вин с использованием или натриевого цикла, или двойного обмена ионов [катионный в кислотном цикле и анионный в гидроксильном цикле (ОН-)], или же регенерации солевой с использованием смеси различных катионов.
Преимущества длительного магниевого цикла.
Способ двойного обмена ионов имеет тот недостаток, что вино в какой-то момент обработки денатурируется: кислотность возрастает или снижается до ненормальных значений, и нет смысла дегустировать вино до его эгализации. pH понижается до 1,8 в начале операции, в то же время первое вино, выходящее из анионообменника, имеет pH выше 7,0. Такие изменения, хотя и временные, слишком резки, и вино проверяют только на вкус. Содержание винной и яблочной кислот понижается приблизительно на 30%, изменяется также содержание молочной и янтарной кислот. Наконец, значительно уменьшается количество сухого экстракта, примерно на 10— 20%, и в такой же степени повышается отношение спирта к экстракту. При сравнении контрольного вина и вина после обработки выявляются различия в результатах анализа, которые указывают на небольшую разбавленность водой и незначительное увеличение содержания спирта.
Способ регенерации с применением для умягчения воды хлорида натрия первоначально был наиболее изученным. Хлористый натрий — это сравнительно дешевая соль. Замена нежелательных катионов, присутствующих в винах, натрием, все соли которого растворимы, позволяет избежать помутнений и образования осадка. Однако натриевый цикл имеет недостатки: удаляется из вина весь магний, что нельзя признать полезным, и значительно повышается содержание натрия. Рекомендациями МОВ ограничено содержание в вине избыточного натрия до 60 мг/л (по отношению к содержанию хлоридов). Эти предписания исключают всякую возможность применения системы регенерации натрием, так как в винах, подвергнутых такой обработке, содержание натрия всегда бывает выше 200 мг/л.
Для ограничения этого обогащения была предложена методика проведения регенерации смешанного типа, в которой хлорид натрия применяется в смеси с другими веществами, в частности с хлоридом магния. Испытывали даже регенерацию с тремя солями, причем две упомянутых выше дополняли хлоридом калия. Смешанные регенерации снижают обогащение натрием, но не могут предотвратить его. С другой стороны, насыщение калием, которое происходит всегда, если смола содержит в своем составе калиевую соль, само по себе нежелательно.
Наконец, оказалось, что регенерация хлоридом магния имеет много преимуществ перед другими типами регенерации, которые еще не были подтверждены и пока еще не применялись (табл. 11.5 и 11.6).
Таблица 11.5
Балансы обмена катионов (в мг-экв) после прохождения вин на катионите
Магниевый цикл не изменяет содержания натрия в вине, зато он вызывает энергичный обмен с кальцием и калием. Этот цикл обладает значительно большей избирательностью, чем другие. Так, в натриевом цикле в вине происходит обмен κaльцияi магния и калия, т. е. трех катионов. В магниевом цикле обмениваются только два катиона — Са++ и К+.
Таблица 11.6
Содержание (в мг/л) катионов в красном вине после прохождения через смолу Амберлит 1R120, регенерированную различными способами
Кроме того, поскольку масса эквивалента магния (12) намного меньше такой же массы натрия (23), получается намного более выгодный обмен масс. Например, чтобы удалить 150 мг К+ и 50 мг Са++ из 1 л вина, достаточно 78 мг Mg++. В то же время потребовалось бы 150 мг Na+ плюс необходимое количество его для обмена всего Mg++, содержащегося в вине, или дополнительно еще 150мгКа+. В конечном счете, посредством магния получают тот же результат при меньшем в четыре раза обогащении нежелательными ионами. Разумеется, что столь незначительное обогащение магнием не окажет никакого влияния на вкусовые, гигиенические или другие качества вина.
В результате лабораторных исследований был сделан вывод, что следует принять длительный магниевый цикл. Точное исследование магниевого обмена во время цикла обработки, измерение объема смолы, тот факт, что достаточно снизить содержание К+ на 10—20%, содержание Са++ на 25— 30%, чтобы избежать осаждения виннокислых солей, показали, что целесообразно принять длительные рабочие циклы. Это позволяет обрабатывать 200 объемов вина и больше, например 50 гл на 25 л ионообменной смолы, с хорошей фиксацией кальция и калия.
Длительный магниевый цикл обеспечивает умеренный обмен и представляет значительный прогресс. Основные возражения, выдвигаемые против этого способа, а именно: нарушение состава вина и удаление некоторых олигоэлементов, вряд ли будут поддерживаться в условиях обработки больших объемов вина с очень малыми количествами ионообменных смол или когда довольствуются удалением избытка катионов, вызывающих нежелательные изменения состава.
Техника проведения операции.
Катиониты помещают в колонки, оборудованные системой трубопроводов и вентилей, обеспечивающей удобство работы и действие циркуляционных насосов (рис. 11.1). Колонки и трубопроводы выполнены из пластмасс, не поддающихся воздействию кислот вина.
Рис. 11.1. Схема установки для обработки вин катионообменными смолами в магниевом цикле.
Обработку вина проводят в следующем порядке.
- Промывают Катионообменную колонку, которую использовали для обработки. Для этого через нее пропускают под давлением воду снизу вверх до тех пор, пока выходящая из аппарата жидкость не станет светлой. Воду можно применять обычную, без специальной очистки.
- Регенерацию проводят раствором хлорида магния концентрацией 25 г/л, пропуская его сверху вниз. Объем раствора должен быть приблизительно в 10 раз больше объема смолы. В конце операции проверяют, чтобы жидкость в контакте с желтой кровяной солью приобрела голубоватый оттенок (отсутствие железа) и не мутнела с оксалатом аммония (отсутствие кальция). Смолы нельзя оставлять в течение более двух дней без солевого раствора. В случае длительного хранения раствор меняют каждый месяц.
- Колонку промывают водой снизу вверх до полного удаления хлористого магния, что проверяют реакцией хлоридов на азотнокислое серебро, затем оставляют стекать.
- Вино проходит сверху вниз через колонку, из которой предварительно удален воздух через верхний кран.
Через колонку можно пропускать объем вина, в 200 раз превышающий объем смолы. Процесс обработки точ но определяется соотношением
С = V/R,
Где V — объем обработанного вина; R — объем ионообменной смолы, находящейся в аппарате.
Скорость прохождения вина составляет 25 объемов в час. Следовательно, 1 гл вина обрабатывается на катионите объемом 0,5 л при расходе 125 г хлорида магния для регенерации. В производственных условиях с цилиндрическими колонками объемом 1 м3 (например, диаметр 80 см, высота 2 м) за цикл продолжительностью 8 ч можно обработать 2000 гл вина. При этом для регенерации колонки потребуется 100 гл раствора хлористого магния концентрацией 2,5 кг/гл, или 250 кг соли каждый раз.
Рис. 11.2. Экспериментальный ионообменный аппарат вместимостью 25 л, обеспечивающий обработку от 5000 до 10 000 л вина.
Аппарат (рис. 11.2) представляет собой колонку из органического стекла (плексиглас), содержащую 25 л ионообменной смолы. В этом аппарате можно обработать 50 гл вина.
Заключение
Следует установить, какую роль могли бы играть в энологии иониты, какие недостатки могли бы иметь и в какой мере могли бы быть допущены для использования в винодельческом производстве. Уже в настоящее время можно констатировать, что обработка вин с применением катионитов, которые препятствуют раскислению вин, не противоречит в этом отношении действующим французским нормам и на этом основании могла бы быть разрешена официально. В то же время обработка с использованием анионитов, которые позволяют понижать кислотность вина, по-видимому, не соответствует этой регламентации.
Однако катиониты могут повысить кислотность, когда их регенерируют с помощью кислоты, путем обмена ионов металлов на ионы Н+. Поэтому их следует применять в магниевом цикле, который не изменяет кислотности вина, т. е. регенерировать хлористым магнием. При длительном цикле появляются минимальные нарушения в соотношении минимальных компонентов вина.
Можно сказать, что благодаря очень точным методикам обработка с использованием катионитов, которые лишь изменяют состав минеральных элементов без изменения их общего количества или общего состава вина, а также pH без какой-либо потери вином его собственного характера, может стать одним из видов энологических обработок.
Следует предусмотреть двойной контроль, практикуемый энологом, ответственным за обработку, и административный контроль. Нужно, чтобы этот способ можно было легко контролировать. Для этого требуется определенная техника выполнения его. Операторы должны обладать определенными навыками и познаниями в энологии.
Административный контроль должен обеспечить требуемое качество ионообменной смолы, надлежащую методику регенерации (недопущение кислотного цикла), выдерживание объемов обрабатываемого вина. Следовательно, аппараты должны иметь расходомер, должны быть опломбированы, так чтобы оператор не имел доступа к ионообменной смоле. Проведение регенерации является обязанностью энолога. Эти основные требования можно выполнять различными способами. Например, можно применять взаимозаменяемые элементы, аналогичные тем, какие используются для приготовления дистиллированной воды в лабораториях.
