Новая технология комплексной переработки отходов виноделия

Н. И. РАЗУВАЕВ, Π. Ф. НЕЧАЕВА, К. Г. ШЕНЕВСКАЯ
XXIII съезд КПСС подчеркнул необходимость дальнейшего коренного усовершенствования техники и технологии всех видов производства, рационального использования сырья и комплексной его переработки. В свете этих задач важное значение для народного хозяйства приобретает полное и комплексное использование отходов винодельческой промышленности: виноградных выжимок (кожица и семена), дрожжевых и гущевых осадков, коньячной барды, винного камня и др. Из этого сырья можно дополнительно получить продукты, представляющие значительную ценность, и весьма необходимые в народном хозяйстве винную кислоту и ее соли, виноградный спирт, виноградное масло, танин, пищевой энокраситель, энантовый эфир, ферментные и витаминные препараты, аминокислоты в чистом виде, кормовые продукты для животноводства, высококачественные удобрения и т. п. Несомненно, наиболее полная переработка всех отходов виноделия и получение всего комплекса продуктов практически возможна и экономически целесообразна только на крупных предприятиях, применяющих поточные схемы и непрерывно действующие установки. В связи с этим за последние годы было предложено несколько схем, основанных на экстрагировании выжимок в аппарате непрерывного действия. Однако
эти схемы и аппараты в производство не внедрены только потому, что большинство из них создавалось эмпирическим путем, без надлежащих научных исследовании и производственной проверки. Отсутствие экспериментальных данных и выполненных исследований по изучению процесса экстракции сахара (спирта) и виннокислых соединений из виноградных выжимок часто приводит работников винодельческой промышленности к ряду неправильных выводов, которые в свою очередь ведут к ошибкам при конструировании аппаратов и в практической работе.
В нашу задачу входило изучить некоторые вопросы, связанные с извлечением сахара и виннокислых соединений из виноградных выжимок, разработать технологию, параметры и режимы непрерывной экстракции для создания наиболее эффективной конструкции аппарата. Особое внимание было уделено разработке технологии комплексной переработки виноградных выжимок и дрожжевых осадков и внедрению ее в производство.

НЕПРЕРЫВНАЯ ЭКСТРАКЦИЯ ВЫЖИМКИ

Изучение влияния различных факторов на ход процесса экстракции сахара и виннокислых соединений из сладких виноградных выжимок

Известно, что в основе процесса экстрагирования любых веществ лежит явление диффузии [1,2]. Диффузионные методы разработаны и широко используются в химической [5, 12] и пищевой промышленности, в частности в сахарной [10, 14, 24] и масло-жировой [3, 8]. В этих отраслях пищевой промышленности экстрагирование стало основным процессом.
С целью широкого использования этого метода для извлечения сахара и виннокислых соединений из сладких виноградных выжимок в винодельческой промышленности нами изучалось влияние на ход процесса экстракции следующих факторов: качества выжимки, природы растворителя, температуры, продолжительности экстрагирования, числа ступеней обмена, скорости циркуляции растворителя, давления, количества выщелачивающей жидкости.
Изучение проводилось в лабораторных условиях и на специально изготовленных стендовых установках. Использовались методы анализа, применяемые в виноделии [13, 26] и в сахарной промышленности [6, 25].

Качество выжимки.

При оценке качества выжимки как сырья для извлечения сахара и виннокислых соединений главнейшими показателями являются: исходное содержание сахара и виннокислых соединений, влажность, механический состав и степень измельчения выжимки.
В связи с внедрением в винодельческую промышленность большого количества прессов непрерывного действия многие литературные данные о составе выжимок устарели. Нами изучен механический и физико- химический состав выжимок 15 наиболее распространенных сортов винограда разных годов урожая и районов произрастания. Установлено, что содержание сахара колеблется в пределах от 5,2 до 9,1%, виннокислых соединении — от 0,5 до 3,2% и зависит от сорта винограда, сроков сбора, места и условий произрастания. В выжимках из винограда, выращиваемого на Южном берегу Крыма, количество винной кислоты выше и составляет 1,2—3,2%.
Структура и физические свойства составных частей выжимок из-под пресса ПНД-5 приведены в табл. 1.
Таблица 1

Исследования показали, что механический состав выжимок различный не только для отдельных сортов винограда, но и для одного сорта, если он культивируется в разных районах. Состав выжимок по фракциям колеблется в больших пределах. Приведенные данные имеют большое практическое значение при разработке конструкции аппаратов для экстрагирования выжимок.

Рис. 1. Схема стендовой установки для экстрагирования виноградных выжимок:
1-резервуар; 2 — сито; 3—насос; 4 — подогреватель; 5 — гребенка с шприцевыми устройствами; 6 - манометр; 7 — трубопровод.

Экспериментально показано, что степень измельчения выжимок, имеет большое влияние на скорость и полноту извлечения сахара и виннокислых соединений. При экстрагировании выжимки одного и того же сорта в одних и тех же условиях из-под пресса ПНД-5 извлечено сахара на 4,1% и винной кислоты на 8,5% больше, чем при использовании корзиночного пресса. При экстрагировании выжимки, сильно измельченной в лабораторных условиях, извлечено в раствор виннокислых соединений на 30% и сахара на 22% больше, чем из этой же выжимки из-под пресса ГППД-1,7 без измельчения.
Однако, как показали исследования, выжимка не должна быть сильно измельчена, так как в аппаратах при экстрагировании будет образовываться пульпа, загрязняющая сок и тем снижающая его качество. Измельченная выжимка сильнее уплотняется, что ухудшает условия экстрагирования. Наиболее приемлема выжимка с размером частиц 3—7 мм.