Новая технология комплексной переработки отходов виноделия - Число ступеней экстракции

Учитывая, что сахар и виннокислые соединения при одноступенчатой промывке вымываются неполностью и их концентрация в соке получается низкой, были поставлены опыты по экстрагированию выжимок горячей водой при температуре 80° С с увеличением числа последовательных промывок до пяти. В результате процент извлечения сахара и виннокислых соединений увеличился и составил соответственно 92,4 и 87,0%. Концентрация сахара и виннокислых соединений при сливе сока в количестве 75% к весу выжимки почти во всех пробах полученного сока оказалась выше их концентрации в исходных выжимках. Это подтверждает, что сахар и виннокислые соединения в выжимке распределены неравномерно. Так, в семенах, которые составляют 25—40% от веса выжимки, их практически нет. Сахар и виннокислые соединения в основном сосредоточены в соке, смачивающем выжимку, в клеточном соке остатков мякоти, а также во внутренних слоях клеток кожицы, смачиваемых соком. Виннокислые соединения иногда выкристаллизовываются на поверхности кожицы. Следовательно, концентрация их на поверхности кожицы и в остатках мякоти будет в действительности выше, чем в средней пробе выжимки (с семенами), которую мы анализируем.
При изучении влияния кратности последовательных промывок выжимки одним и тем же диффузионным соком на повышение концентрации сахара и виннокислых соединений в соке установлено, что выравнивание концентраций сахара в исходной выжимке и в полученном диффузионном соке наступает после четвертой промывки, а виннокислых соединений — после пятой промывки. Увеличение концентрации сахара прекратилось после восьмой промывки, достигнув 14,7%. Нарастание концентрации виннокислых соединений происходило даже после десятой промывки и концентрация достигла 1,6% против 0,92% в исходной выжимке (с семенами). При остывании такого сока винный камень частично выкристаллизовывался.
В дальнейшем ставились опыты по экстрагированию выжимок в противотоке горячей водой и полученным соком при температуре 70°С по непрерывному способу при многократной рециркуляции сока на специальной стендовой установке с четырьмя ступенями экстракции. Пятая ступень — окончательная промывка выжимки чистой водой, после чего выжимка подвергалась прессованию. Прессовая жидкость возвращалась в установку для обогащения. Экстрагирование проводилось в течение одного часа. Использовалась выжимка различных сортов, разных сроков сбора и состава. Через каждые 15 мин брались пробы на остаточное содержание сахара и винной кислоты в выжимке. В конце опыта по остатку сахара и винной кислоты в отработанной выжимке определялся процент извлечения по сравнению с исходным анализом. Одновременно замерялось количество сливаемого сока и концентрация экстрагируемых веществ в нем.
При сливе сока в количестве 100% к весу выжимки при установившемся режиме извлечено в раствор в среднем 94,5% сахара и 83% виннокислых соединений. На выходе сока из последней секции в основном наблюдалось постоянство концентрации, причем концентрация сахара и виннокислых соединений была близкой к концентрации в исходной выжимке. Постоянство концентраций в соке наблюдалось также и в каждой из всех остальных секций промывки. В отработанной выжимке в среднем содержалось сахара до 0,5%, виннокислых соединений до 0,15%. Потеря веса выжимки составляет в среднем 10%.
Результаты экстрагирования выжимок в противотоке на стендовой установке показали, что для достижения удовлетворительных выходов сахара и виннокислых соединений можно ограничиться пятью ступенями экстракции, из них четыре промывки — рециркулирующим диффузионным соком и последняя промывка — чистой водой. Важно, чтобы рециркуляция сока была достаточно эффективной. Увеличение числа ступеней обмена выше пяти экономически нецелесообразно, так как усложнит конструкцию аппарата при незначительном повышении выходов.