Влияние размеров, формы и величины живого сечения дренирующих отверстий прессовой корзины (цилиндра) на скорость сокоотделения и качество получаемого сусла
Исследования по этой группе опытов сопряжены, как видно, с параметрами дренирующего контура прессовой корзины или цилиндра (тубуса) пресса. В практике при изготовлении образцов прессового оборудования эти параметры изменяются, как известно, в очень широких пределах. Например, в шнековых прессах фирмы «Колен-Кооператив» приняты круглые отверстия диаметром 3 мм на входе машины и 1,5 мм в цилиндре пресса; в шнековом прессе итальянской фирмы «Гаролла» (SPC-500) применен зеерный цилиндр с переменной величиной зазора между смежными планками зеера, равной 1,2 мм на входе в цилиндр и 0,8 мм на выходе; в горизонтальных корзиночных механо-гидравлических прессах фирмы «Мабиль» размер щели корзины колеблется в пределах 5—6 мм; в пневматических прессах «Вильмес» отверстия щелевидные размером 1,0X20 мм и т. д. Общая величина живого сечения дренирующих отверстий, приходящаяся на единицу поверхности дренирующего контура корзины, также весьма разнообразна и в различных образцах прессового оборудования изменяется от единиц до нескольких десятков процентов.
Очевидно, логические предпосылки к возможно более быстрому получению предельно чистого (с малым содержанием взвесей) сусла, связываемые обычно со стремлением применить малые размеры отверстий при максимально большой величине их общего живого сечения, должны быть оправданы практическими результатами процесса прессования. Тем более, что рабочие корзины прессового оборудования с такими параметрами более сложны и дороги в изготовлении. Забегая вперед, можно сказать, что в данном случае, как это видно из результатов проведенных исследований, изготовление прессовых корзин с такими параметрами не имеет под собой никаких оснований.
Исследование влияния размеров дренирующих отверстий прессовых корзин на скорость сокоотделения и качество получаемого сусла проводилось на стендовой установке, показанной на рис. 1. В опытах применялись цилиндрические прессовые корзины со сменными рабочими доньями, перфорация каждого съемного донышка корзины выполнялась соответственно круглыми отверстиями диаметром 1, 2, 3, 4, 5 и 6 мм. Боковая поверхность корзин не была перфорирована. Независимо от размеров общая величина живого сечения отверстий для всех съемных доньев была принята постоянной и равной 10,9%. Величина живого сечения зазора между прессующей плитой пуансона пресса и внутренним диаметром прессовой корзины составляла 2%. В качестве исходного сырья брали сульфитированную мезгу из смеси белых сортов винограда с преобладанием сорта Кокур, сульфитированную подброженную мезгу из смеси белых и красных сортов винограда, свежую мезгу из сортов винограда Каберне, Мускат белый и Семильон. Исследования производили для режимов постоянного и переменно-нарастающего давлений прессования с автоматической записью давлений прессования во времени на ленту прибора — динамографа (см. рис. 1). За счет воспроизведения всех режимов прессования в основных и повторных опытах по одному и тому же шаблону достигалась полная идентичность силовых воздействий на прессуемый продукт. Принятая в опытах методика обеспечивала предельную ошибку экспериментов, не превышающую 4%, что устанавливалось путем ряда отдельных прессований мезги при постоянном значении исследуемого параметра (например, 3 опытных прессования в корзине с отверстиями диаметром 6 мм).
Рис. 2. Влияние размеров круглых отверстий дренирующей поверхности корзины на относительную скорость сокоотделения а при прессовании мезги в режимах постоянного и переменного давлений прессования.
Влияние размеров отверстий прессовых корзин на относительную скорость сокоотделения а показано на графиках рис. 2.
График на рис. 2, а построен по средним значениям относительной скорости сокоотдачи на основании 18 опытов (6 опытов в 3-кратной повторности). Исходный продукт — сульфитированная мезга из смеси белых и красных сортов винограда, содержащая 11,9% сахаров, 2,26% спирта при титруемой кислотности 11,01 г/л (в мезге преобладал сорт Кокур).
На графике рис. 2, б приведены аналогичные данные, полученные при прессовании свежедробленой мезги из белых сортов винограда с преобладанием в смеси сорта Семильон. Кондиции исходного винограда: сахара — 19,53%, титруемая кислотность— 5,38 г/л. Опытные данные, представленные на графиках, получены при прессовании мезги, частично отделенной от самотека при постоянном давлении прессования, равном 2 кГ/см2. Режим давлений в этих опытах приведен на рис. 2, г.
Таблица 1
На графике рис. 2, в приведены данные, полученные при прессовании сульфитированной подброженной мезги из смеси красных и белых сортов, содержащей 4,83% сахаров, 7,63% спирта при титруемой кислотности 9,79 г/л. Опыты проведены в аналогичных условиях, но в режиме переменно-нарастающего давления прессования (рис. 2, д).
Продолжительность прессования в опытах с постоянным давлением 2 кГ/см2 принималась равной 30 мин, в опытах с переменно-нарастающим давлением примерно 10,5 мин, опыты заканчивались после доведения давления до 10 кГ/см2.
Во всех случаях относительная скорость сокоотделения исчислена по скорости сокоотделения, полученной при прессовании мезги в корзинах с отверстиями размером 6 мм.
Содержание взвесей в прессовом сусле соответственно для сульфитированной, свежей и подброженной мезги приведено в табл. 1.
Из приведенных на рис. 2, а, б, в графиков, а также данных по содержанию взвесей в прессовом сусле (табл. 1), в частности, следует, что изменение размеров дренирующих отверстий прессовых корзин в широких пределах дает практически аналогичные результаты. Наблюдаемая тенденция к некоторому снижению относительной скорости сокоотделения для отверстий диаметром в 1 мм лежит в основном в пределах ошибки опытов. Влияние формы дренирующих отверстий прессовой корзины исследовалось в следующих модификациях: 1) по величине живого сечения отверстия и 2) по ширине отверстия. В первом случае отверстия различной формы имели одну и ту же площадь поперечного сечения, во втором — одинаковую ширину (для круглых отверстий — диаметр). Необходимо, однако, отметить, что во всех опытах при размере отверстий более 3 мм наблюдается выдавливание через них виноградных семян независимо от величины удельных давлений прессования.
Прессования проводились в цилиндрических корзинах со съемными доньями, перфорированными отверстиями разной формы. Боковая содержащей 4,83% сахаров, 7,63% спирта при титруемой кислотности 9,79 г/л. В опытах второй серии скорость сокоотделения исчислялась по отношению к результатам, полученным при круглых отверстиях диаметром 3 мм.
В опытах первой серии за единицу приняты соответственно скорость сокоотдачи для круглых отверстий диаметром 6 мм (при постоянном давлении) и для квадратных отверстий 5,3X5,3 мм (при переменном давлении).
Данные о содержании взвесей в пределах каждой группы сопоставимых опытов приведены в табл. 2 и 3.
При анализе данных табл. 2 и 3 не следует считать, что прессование при переменном давлении сопровождается меньшим выносом в сусло взвесей, чем прессование при постоянном давлении.
На рис. 3, a, вприведены графики для постоянного давления прессования, на рис. 3, б, г — для переменно-нарастающего давления (максимальное давление прессования — 10 кГ/см2). Режимы давления в опытах аналогичны соответствующим режимам, приведенным на рис. 2, г, д.
В опытах по исследованию влияния формы, проведенных при постоянном давлении прессования (рис. 3, а, в), была взята свежедробленая, частично отделенная от сусла мезга из белых и красных сортов винограда с преобладанием сортов Каберне и Мускат белый, содержащая 20,73% сахаров при титруемой кислотности 5,9 г/л. Опыты в режиме переменного давления (рис 3, б, г) проведены с подброшенной сульфитированной мезгой из смеси белых и красных сортов, поверхность корзин не перфорировалась. В опытах первой серии были приняты отверстия круглой формы диаметром 6 мм, квадратные со стороной квадрата 5,3 мм и щелевидные размером 18,8X1,5 мм. В опытах второй серии были взяты круглые отверстия диаметром 3 мм, квадратные — 3X3 мм и щелевидные—10X3 мм. Во всех случаях общая величина живого сечения для отверстий любой формы принималась постоянной и равной 10,9%, величина живого сечения кольцевого зазора между прессующей плитой пуансона и внутренним диаметром корзины — равной 2%.
Данные опытных прессований по влиянию формы отверстий на относительную скорость сокоотделения приведены на рис. 3, а-г.
Графики на рис. 3, а, б характеризуют влияние формы (по ширине отверстия), а на рис. 3, в, г — влияние формы (по величине живого сечения отверстий) на относительную скорость сокоотделения.
Таблица 2
Из табл. 2 и 3 следует, что в пределах каждой группы сопоставимых опытов, для которых в ходе экспериментов выдержана максимальная идентичность исходных навесок, содержание взвесей в полученном сусле практически сохраняется постоянным независимо от формы отверстий.
Из графиков на рис. 3 видно, что форма отверстии также не влияет на скорость сокоотделения. Во всех же случаях независимо от давлений прессования при круглых отверстиях диаметром 6 мм и квадратных отверстиях размером 5,3x5,3 мм наблюдается выдавливание в сусло виноградных семян.
