Производство вина по белому способу - Очистка сусла центрифугированием

Учитывая длительность операций и необходимость большого объема резервуаров для отстаивания, предпринимались попытки заменить этот способ механическим осветлением с использованием центробежной силы.
Разработка центробежных аппаратов с автоматическим и периодическим удалением осадка позволила применить этот способ и для очистки сусел, которые относятся к относительно мутным жидкостям. Речь идет о способе, который особенно подходит для установок большой производительности; можно рассчитывать на пропускную способность примерно 200—• 300 гл/ч.
Но применение центрифугирования отнюдь не исключает сульфитации, которая всегда остается основным средством от окисления. Центрифугирование сусла проводят сразу же после его извлечения или после непродолжительного покоя, в течение которого осаждаются землистые примеси; их присутствие создает опасность ухудшения вследствие их абразивной природы закрывания люка при автоматической выгрузке осадка.
Теоретическое исследование способа центрифугирования (Шопфер, 1969) показывает, что, как и в случае очистки сусла отстаиванием, скорость удаления частиц также пропорциональна квадрату их диаметра, разности их плотности и плотности жидкости и обратно пропорциональна коэффициенту динамической вязкости. Но помимо этого скорость частиц пропорциональна квадрату частоты вращения и радиусу центрифуги. Следовательно, центрифуга, вращающаяся с частотой 7000 об/мин, в 2 раза более эффективна, как такая же модель, вращающаяся с частотой 5000 об/мин. Например, центрифуга с радиусом 10 см и частотой вращения 10000 об/мин столь же эффективна, как и с радиусом 30 см и частотой вращения 5800 об/мин. Скорость отделения частиц от жидкости в несколько 1000 раз больше скорости их осаждения при очистке отстаиванием; осветление сусла можно ожидать уже за несколько секунд прохождения его через центрифугу.
Центрифуги барабанного типа эффективны только при осветлении жидкостей с небольшой концентрацией твердых веществ; они не обеспечивают автоматического удаления шлама. Такие аппараты можно использовать только в том случае, если содержание частиц мути не превышает 0,1—0,2%; но в суслах взвешенных частиц значительно больше.
Только центрифуги тарельчатого типа, обеспечивающие автоматическое регулярное удаление шлама и очистку их, можно использовать для осветления сусел. Но объем камеры для шлама, т. е. пространство между батареей тарелок и вращающимся цилиндром, относительно невелико (несколько литров); следовательно, оно будет быстро заполнено, и, если в этот момент эжекторное устройство не сработает, сусло будет выходить таким, каким оно вошло, без осветления. Чаще всего чистку аппарата производят через определенное время. Так как сусло всегда поступает неравномерно, то получается, что машина временами работает с полной нагрузкой, а временами она недогружена. Поэтому в настоящее время предпринимаются попытки повысить эффективность такого аппарата, и в частности сделать так, чтобы поступление сусла прекращалось и очистка производилась только тогда, когда камера для шлама будет полной. Но даже и с таким приспособлением эффективность осветления не всегда достаточна. К Тому же сусла, которые представляют собой мутные жидкости, требуют для своего осветления слишком частой чистки центрифуги; это может привести к попаданию некоторого количества промывной воды в сусло, а также к потере сусла с шламом.
В конечном счете трудно надеяться на получение путем центрифугирования такого же качества осветления, как при хорошо проведенной очистке сусла отстаиванием, однако такое осветление может считаться достаточным, например, при производстве ликерных вин. Однако опыт показывает, что качество получаемых таким образом вин (по крайней мере, сухих) редко бывает таким хорошим, как качество вин, приготовленных из сусел, осветленных отстаиванием.
В соответствии с общим принципом отбора сусел в производстве вина по белому способу методом центрифугирования вырабатывают три типа сусел: сусло первого сорта из сока-самотека (примерно, 50%), осветленного отстаиванием; центрифугированную мутную фазу того же сока, дающую сусло второго сорта (20%); прессовые соки, также подвергаемые центрифугированию, поскольку в них содержится много дрожжей и они трудно поддаются отстаиванию (30%). Понятно, что речь идет лишь об одном из примеров фракционирования, соответствующего технологической линии, включающей дробление, стекание и непрерывное прессование. В зависимости от условий могут быть и другие типы отбора сусел.
Для повышения эффективности осветления можно помещать между питающей помпой и центрифугой аппараты для удаления основной массы наиболее крупных частиц. Эти аппараты не обеспечивают полного осветления, но они имеют большое значение особенно тогда, когда центрифугирование производят непосредственно на выходе из стекателя или пресса, для того чтобы убрать из сусла частицы с наибольшим объемом, способные засорить центрифугу. Среди этих аппаратов очень простым устройством отличаются декантаторы с вращающимися щетками. Сок фильтруется через сито, которое непрерывно очищается щетками. Крупные частицы собираются на дне аппарата, откуда они периодически удаляются.
Система Уирл-Пул, широко распространенная в пивоваренном производстве, но мало применяемая в производстве вина, представляет другую возможность предварительного осветления сусел, которую можно было бы использовать до центрифугирования. Сусло, предназначенное для осветления, направляют под высоким давлением в цилиндрический чан. Отверстие подающего суслопровода расположено под приемным люком так, что струя жидкости направлена по касательной к наружной стенке чана и только одна треть ее поступает внутрь. Во время наполнения жидкость приводится в движение вращением внутреннего цилиндра, в результате чего в центре чана образуется воронка; при этом взвешенные частицы увлекаются вниз.
Наконец, известны другие, более сложные аппараты, использующие либо просеивание, либо центробежную силу и работающие в потоке.
Очистка сусла фильтрованием
По поводу метода очистки сусла фильтрованием Шопфер (1969) высказывает такое мнение: одним из наименее применяемых способов является фильтрование сусла через относительно грубые фильтры с использованием дешевых фильтрующих материалов, таких, как диатомитовые порошки. Вероятно, более дорогой, чем два предыдущих метода, фильтрование все же представляется наиболее эффективным из всех трех, так как дает очень чистое сусло и совсем небольшие потери. Относительно высокая стоимость и малая производительность фильтров пока что сдерживают распространение этого способа, но он заслуживает серьезного изучения.
Когда возникает необходимость сбраживать совершенно чистый сок, фильтрование, несомненно, представляет лучшее решение, но не менее очевидны и трудности, с которыми оно связано. Прежде всего, из-за закупорки фильтрующих поверхностей вследствие вязкости сусел и их коллоидной структуры для получения удовлетворительной производительности требуется очень большая поверхность фильтрации. Фильтруемость можно улучшить путем обработки сусла пектолитическими ферментами. Мартиньер и сотрудники (1973) сообщают, что при фильтрации контрольного сусла через диатомит пропускная способность была 10 гл/ч с забиванием фильтра после пропускания 25 гл. Это же сусло, обработанное ферментом в дозе 1 г/гл, фильтровалось скоростью 20 гл/ч и закупорка фильтра произошла только после обработки 45 гл.
Другую трудность фильтрования представляет значительный объем остатка, который не позволяет применять фильтры, используемые для осветления вина, с малыми камерами для осадка. Так называемые свечевые фильтры имеют преимущество из-за простоты устройства и быстроты их чистки. Фильтр-прессы, которые могут достигать больших размеров, хорошо приспособлены к этому виду работы, но их чистка вручную требует большого и тяжелого труда. Несомненно, что лучшими аппаратами для фильтрования являются ротационные циркулярные фильтры, работающие под вакуумом в непрерывном режиме потому, что в них фильтрующая поверхность по мере ее засорения очищается специальным скребком. Но все эти аппараты дороги, в них в качестве фильтрующей добавки используется диатомит.
Разумеется, что можно предусмотреть решение проблемы очистки сусла путем центрифугирования с последующей фильтрацией. Но, учитывая стоимость и сложность необходимого оборудования, можно предвидеть, что решение будет найдено только при использовании одной фильтрации с возможным при необходимости предварительным осветлением с помощью описанных выше упрощенных аппаратов и в ряде случаев после обработки пектолитическими ферментами.