Равномерное и как можно более быстрое, притом основательное, размешивание жидкости имеет очень большое значение в виноделии. Размешивание производят во многих случаях: например, для перемешивания и распределения осветляющих средств, для распределения сернистого ангидрида в вине, для перемешивания составных частей купажа и, особенно в крупной посуде, для распределения и растворения сахара, углекислой извести и тому подобных веществ, применяемых для улучшения вин и соков, для перемешивания и приведения в движение вина при его нагревании или охлаждении с целью выделения белка или винного камня при стабилизации вин и т. п.
Для размешивания жидкостей применяют различные приемы. Необходимость основательного и равномерного распределения веществ, вносимых в вино при его обработке или размешивания самого вина в различных стадиях развития особенно наглядно выявляется на примере осветления. В то же время размешивание должно быть по возможности щадящим вино, не изменяющим его букета.
Следует внимательно проверить используемые для перемешивания приборы, чтобы выявить их недостатки. Лишь немногие прежние приборы для размешивания, употребляемые на практике, соответствуют своему назначению. Даже удивительно, что до настоящего времени еще применяются такие неэффективные приборы и способы, и еще удивительнее наивность авторов, изобретших такие «приборы».
Для размешивания и растворения в виноделии применяют метелку для размешивания или взбалтывания, ударный брус или било, перетяжку, т. е. переливание тонкой струей из кановки в кановку, шлягер в виде железной кочерги, серповидную мешалку, раздвигающуюся мешалку, цепи для размешивания, продувание углекислотой или сжатым воздухом, пропеллерную мешалку, перекачку насосом.
Достоинства и недостатки рассматриваемых приборов (рис. 119), практически применимых, часто еще не вполне уяснены. При наших испытаниях их действия в наполненных водой 1200- литровых бочках со стеклянным дном получены следующие результаты.
- Метелка для взбивания 1 из очищенных ивовых прутьев или подобного материала часто употребляется для взбивания осветляющих веществ перед их внесением. Ее действие сильно, так как охватывает большую поверхность. Против ее применения ничего нельзя возразить, если она содержится в чистоте. Но чистка ее затруднительна, и в большинстве случаев даже после очистки сохраняются высохшие остатки от оклейки и развивавшаяся на них плесень.
- Ударное било 2 бывает различных размеров и форм. Наиболее целесообразной оказалась форма, изображенная на рисунке, длиной 40 см с отверстиями, расположенными в двух направлениях па овальном стержне. Материалом служит вываренное дубовое дерево, акация или ясень, иногда бук и боярышник. Встречаются также била, покрытые маммутом. Ударное било действует подобно метелке, т. е. служит для приготовления теста и для распределения осветляющих средств в жидкости; им можно также обрабатывать поверхность вина в бочке (уничтожать пену).
Рис. 119, Приспособления для размешивания:
1—метелка (метелка для оклейки); 2— деревянное ударное било с отверстиями; 3—лопастная мешалка для размешивания клея в кановке; 4—шлягер; 5—складная мешалка Лебефа; 6— цепь с простой или двухколенчатой рукояткой; 7—пропеллерная ручная мешалка.
3. Перетяжка или переливка падающей струей из канавки в кановку применяется для перемешивания твердых осветляющих средств и их распределения в жидкости, а также для коллоидных оклеивающих средств (рыбьего клея, белка), но не для растворимых (желтой кровяной соли). Полезное значение перетяжки обычно переоценивается виноделами. Как уже было сказано выше, перетяжка неизбежна при оклейке, но не следует делать ее слишком длительно; для каждого хорошо приготовленного клеевого раствора достаточно перелить его из кановки в кановку 3—4 раза, так как полезное действие состоит не в образовании пены, а в распределении оклеивающего вещества и жидкости. Чем меньше будет проветриваться вино, тем для него лучше; к тому же при переливках вино сильно утомляется. Поэтому довольно полезной оказалась предложенная Зейтцем лопастная мешалка 3 для клея, насаживаемая на кановку.
Рис. 120. Подвижная пропеллерная мешалка в чане. Скоромешалка Экато Рерига.
4. Шлягер 4 в виде железной кочерги так же неуклюж, как и примитивен. Естественно, что в бочках емкостью до 1000 л при его помощи можно соскрести осадок дрожжей, а также и другие осадки. Единственное преимущество кочерги состоит в том, что размешивание происходит ощутимо и слышно. Однако применение железных приборов вообще недопустимо и подобного рода толкачи следовало бы сдать в музей.
5. Сконструированная Лебефом в 1883 г. мешалка 5 со складными серпообразными крыльями, снабженными отверстиями, также изготовляется из железа и почти всегда ржавеет, неудобна и неэффективна. Вследствие значительного» сопротивления жидкости в бочке затрата силы очень велика и не соответствует очень ограниченному действию мешалки. Поэтому ее употребление нерационально. При продолжительном вращении мешалки вино в бочке вместимостью 600 л также начинает вращаться.
Рис. 121. Схема струй при размешивании жидкостей в деревянной бочке мешалкой с пропеллером (ручной и с моторным приводом). Пример хорошего размешивания.
6. Цепи для размешивания 6 обычно из оцинкованного железа имеют различный вид. Сущность их работы состоит в том, что центробежной силой, развивающейся при вращении рукоятки, три цепи с помещенными на них грузами отбрасываются в стороны (что наблюдается на воздухе) и, проходя через вино, захватывают его и размешивают. В вине, даже если цепи и откидываются, то достигаемое при этом размешивание не соответствует затрачиваемой силе. Но, как правило, при вращении цепи свертываются и сдирают осадок на небольшом пространстве около дна бочки, не давая удовлетворительного размешивания. Цепи для размешивания также отжили свой век. Даже применение их в виде простых цепей для очистки пустых бочек ценности не представляет.
- Пропеллерная мешалка 7 в форме смесителя Лафита применяется с 1907 г. Но виноделы-практики не оценили и не поняли замечательного действия этого прибора. О нем много писалось уже в 1909 г., а в 1939 г. он был вновь испытан и установлено, что мешалка с пропеллером представляет собой один из наиболее универсальных и эффективных приборов для размешивания, известных в винодельческой технике. Для бочек емкостью до 600 л он приводится в движение вручную, а для крупной посуды непосредственно присоединенным к нему моторным приводом (рис. 122).
Рис. 122. Схема струй при размешивании жидкости моторной пропеллерной мешалкой при косой установке. Пример хорошего размешивания.
Большое преимущество пропеллерных мешалок для вина заключается в размешивании, щадящем вино и в то же время быстром и основательном. Так, например, при употреблении ручной мешалки, изображенной на рис. 119,7, полное размешивание содержимого осуществляется 8—10 оборотами в бочке на 600 л; 20 оборотами — в буте на 1200 л; 35 оборотами в буте на 2400 л. Для этого требуется очень мало времени — всего 15 сек. в первом случае и 1 минута для бута на 2400 л. Это дает значительную экономию времени по сравнению с перекачиванием вин насосами, особенно при оклейке, купажах и т. п. Для усиления действия вместо того чтобы длительно вращать прибор, до усталости, рекомендуется давать несколько толчков пропеллера один за другим (рис. 116, 118, 121 и 122).
Во всяком случае, действующая часть прибора — пропеллер — должна соответствовать требованиям винта, дающего возвратный удар (гребной винт). Он делается складным, чтобы можно было ввести его в деревянную бочку через шпунтовое отверстие диаметром 3 —4 см. Ось вообще не должна быть длиннее 60—80 см. Прибор действует и направлении оси прибора струей, образующейся при толчке пропеллера и достаточно сильной для того, чтобы, захватывая дрожжи, осадок осветляющих материалов и т. п., вынести их вдоль стенок посуды наверх. При этом во избежание всасывания воздуха не следует вращать ручной пропеллер более 10 оборотов подряд. Если пропеллер погружен глубже, чем на 30 см под поверхностью жидкости, подсасывание обычно не возникает. Если требуется аэрация, возможно допустить дополнительное всасывание воздуха (старение спиртных напитков, ликеров). Ручные приборы обычно устраиваются с передачей в отношении 1:6, т. е. при одном повороте рукоятки винт пропеллера делает 6 оборотов (рис. 121).
Моторные пропеллерные мешалки, так называемые скоромешалки, в зависимости от величины посуды развивают различную скорость. Для посуды на 1—10 гл мешалка обычно делает 1000—2000 об/мин., для посуды до 500 гл — около 500— 750 об/мин. Эти мешалки употребляют также при хранении вина в танках и в любом большом приемнике, если их можно ввести в верхнее входное отверстие (с горловиной 120—150 мм ширины с фланцев, как на рис. 122 и 177). Эти приборы устанавливают также в танках, выдерживающих внутреннее давление.
Медленно действующие мешалки применяют при охлаждении молодых вин в изоляционном танке с целью выделения винного камня, когда требуется в течение недели поддержать температуру—2°. Необходимое при этом движение вина лучше всего создается моторной мешалкой, делающей 600 об/мин.
Приборы с пропеллером лучше всего выполняют свою задачу, если они вставлены не центрально, а эксцентрически. Имеют значение также форма и свойства поверхности посуды (гладкая или шероховатая). При центральном положении мешалки в круглом, вертикально стоящем танке размешивание происходит лишь вначале, затем оно постепенно ослабевает так как вся масса жидкости начинает вращаться. При гладких стенах, которые не тормозят движение жидкости, эксцентрическое положение мешалки обязательно. При шероховатой поверхности стен и в горизонтальных танках оно не имеет значение. В четырехугольных цистернах размешивание часто затрудняется, так как здесь легко создаются мертвые углы, не поддающиеся размешиванию. В горизонтальных танках пропеллеры должны работать по направлению диагонали несколькими последовательными толчками (рис. 122). В соответствии с диаметром пропеллера, эти приборы действуют лучше насосов, определенно быстрее. Ширина струи пропеллера равна диаметру винта пропеллера, т. е. в зависимости от условий до 25— 30 см, в то время как подача насосом создает только тоненькую струйку 3—4 см, т. е. работает с меньшим действием обратного толчка.
Специальные скоромешалки (экатомешалки), работающие с двойными, часто вращающимися в противоположные стороны пропеллерами, особенно пригодны также для размешивания более вязких жидкостей (например ликеров) и для растворения сахара и т. п. В виде вставных мешалок с моторным приводом они работают интенсивно и быстро (рис. 120).
Введение мешалок с пропеллером при изготовлении игристых вин до сих пор представляет собой проблему. Созданные до настоящего времени системы с герметическими сальниками пропускают при давлении выше 4, 5 ати. При включении мотора под обратным давлением следует учесть препятствия, создаваемые образованием конденсационной воды. До настоящего времени известны лишь немногие применимые герметические системы.
Для танков, выдерживающих давление (при сбраживании больших объемов), применение хорошо вделанного пропеллера целесообразнее, чем рыхление при помощи насоса углекислотой.
- Использование для размешивания сжатого воздуха или углекислоты также было испробовано на практике. В простейшем случае пытались без особого успеха распределить осветляющие вещества и др. действием поднимающихся пузырьков воздуха или углекислоты через глубоко опущенный шланг. Однако наблюдения в смотровой бочке показали, что действие производимого движения, например, воздушным насосом Престо или введением углекислоты при помощи распределителя Либериха или Зибенера и т. п., довольно ограничено: не создаются струи. При этом важно отметить, что вино подвергается слишком сильному действию воздуха, а углекислый газ также не остается без влияния, так как газы частично растворяются в вине. Если растворение углекислого газа желательно, то для этого надо пользоваться более подходящими приборами.
Размешивание нечувствительных к кислороду вин, например вермутов, сладких вин, можно производить также в соответствующей посуде при помощи сжатого воздуха (используя компрессор). При этом аэрацией достигается даже некоторое старение. Но и в этом случае сжатый воздух должен быть достаточно очищен. Для восприимчивых вин, т. е. для всех германских вин, сжатый воздух может быть применен только как спокойно давящая подушка.
Круговое перекачивание жидкости насосом представляет собой более распространенный способ размешивания в крупной посуде. Считается, что будет достигнуто достаточное размешивание, если весь объем жидкости один раз пройдет через насос. Затрата времени необходима для этого и зависит от производительности насоса. Для крупной посуды наряду с производительными поршневыми насосами оказались также очень подходящими многоступенчатые циркуляционные насосы и другие центробежные насосы.
Рис. 123. Центробежный насос Велокс для вина (Гэни) с аппаратом для. перемешивания оклеивающих средств и с приспособлением для отмеривания в виде измерительной шкалы. Производительность 6000— 24000 л/час.
При помощи циркуляционных и центробежных насосов и соответствующих дополнительных приборов (инжектора) осуществимо постепенное примешивание в определенных количествах жидкостей: осветляющих (кроме желтой кровяной соли) вин, входящих в купажи, в соответствующих объемах и т. д. Например, из посуды А в посуду Б. Для этого либо насосы должны быть снабжены боковым краном для притока, через который определенные количества могут быть введены впереди рабочего насоса или позади его (в зависимости от переключения), либо присоединяют дополнительно шланг, проводящий осветляющее вещество из посуды, содержащей вносимое осветляющее вещество (приемник В). Обычно струя насоса движется с такой силой, что осветляющее вещество в боковом потоке всасывается вином, с которым должно быть размешано (в посуде Б), и основательно размешивается рабочим колесом насоса. В случае надобности можно несколько ослабить выходной края в посуде А, чтобы создать эту тягу.
Проще и надежнее происходит внесение осветляющего средства в крупную посуду, если его вносят сначала пропорционально в крупную бочку, в бут или малую бочку и в этих промежуточных бочках размешивают. Затем при помощи насоса последовательно переводят содержимое их в крупную посуду до ее наполнения. Таким способом достигают более интенсивного размешивания, чем непосредственно в большом приемнике.
Предварительное перемешивание вина или приведение его в движение перед осветлением предпочтительнее в крупной посуде Вращающееся вино разносит поступающее в него осветляющее вещество быстрее, чем находящееся в спокойном состоянии.
При круговом перекачивании вина в длинных горизонтальных цилиндрических танках надо наблюдать, чтобы приток и вытекание струй проходили через весь приемник в направлении, по возможности близком к его диагонали; в деревянной бочке — через шпунтовое отверстие к чиповому. Если, как в некоторых конических танках, оба отверстия лежат на одной лицевой стороне, размешивание при помощи насосов будет частичным и недостаточным. Такая посуда не вполне пригодна для этой цели.
Пропеллерными мешалками, которые вводят через патрубок в верхней части, можно осуществить хорошее размешивание и в этом случае.
Очень спорным является вопрос о результатах размешивания в цементной посуде емкостью от 200 гл и выше. Форма цементных резервуаров, их величина и главным образом устройство входных и выходных отверстий почти исключают возможность перемешивания (рис. 124). Поэтому в последнее время бетонные резервуары часто снабжают дополнительно помещенными в них диагонально расположенными патрубками. До сих пор единственным способом, обеспечивающим достаточное размешивание в крупной цементной посуде, служит перекачивание насосом из одного резервуара в другой. Перемешивание путем кругового накачивания часто не достигает цели.
