Максим Фокин, заместитель директора ООО «ЭКОМАШ»
Одними из основных факторов в обеспечении высокого качества вин и виноматериалов являются их стерильность и стабильность к помутнениям. При этом важно не только получить стерильный и стабильный продукт, но и максимально сохранить содержащиеся в продукте исходные компоненты, влияющие на его вкусовые качества. Традиционный метод тепловой обработки при относительно высокой температуре и в течение продолжительного времени и обработка вин холодом обеспечивают стерильность и профилактику помутнений продукта, но вместе с тем приводят к разрушению экстрактивных, ароматических соединений и витаминов, что в значительной степени влияет на качество. К тому же обработка холодом не всегда гарантирует стойкость продукта при розливе
Электрические пастеризационно-охладительные установки с инфракрасным нагревом
Из научной литературы известны технологии обработки вина и виноматериалов инфракрасным (ИК) излучением, дающие более эффективные результаты. Смысл данных технологий заключается в том, что каждая составляющая продукта имеет свой, присущий только ей спектр поглощения. Следовательно, учитывая разрушающее действие ИК-излучения, можно проводить целенаправленную обработку продукта селективно, воздействуя на определенные составляющие.
Однако использование данных технологий сдерживалось сложностью изготовления инфракрасных излучателей с заданной длиной волны излучения. Развитие нанотехнологий и применение новейших материалов позволили изготавливать ИК-излучатели с заданными шириной спектра и мощностью излучения.
Предприятием ЭКОМАШ разработаны и успешно внедрены в производство автоматизированные проточные пастеризаторы с инфракрасным нагревом.
![](/images/pub/past-vin/pastpdf_1.jpg)
Рис. 1. Пастеризационно-охладительная установка с инфракрасным нагревом серии ОПЭ
Отличительная особенность этих пастеризаторов (рис. 1) заключается в том, что блоком пастеризации, ориентированным на конкретные задачи, в установках А1-ОПЭ является секция ИК-нагрева, состоящая из кварцевых труб с инфракрасными нагревательными элементами, ориентированными на конкретные задачи.
Например, оптимальная длина волны при пастеризации составляет от 2500 до 3500 нм, а при профилактике от помутнений – 5300 и 10 600 нм.
Модельный ряд установок включает в себя пастеризаторы производительностью от 1000 до 3000 л/ч.
Все элементы электрических нагревателей защищены термоизоляционными материалами и выделены в отдельный блок, защищенный от механических повреждений.
При пастеризации более сильное бактерицидное действие ИК-излучения по сравнению с традиционной тепловой обработкой объясняется тем, что при использовании ИК-нагрева тепло не только извне подводится к микроорганизмам, но и за счет поглощения генерируется внутри самих микроорганизмов, вызывая поляризацию их структуры. Под воздействием этих двух факторов (развития «внутреннего тепла» и поляризации) микроорганизмы погибают гораздо быстрее. Процесс пастеризации в секции ИК-нагрева проходит в течение 2–5 с при заданной температуре. При этом экстрактивные, фенольные и ароматические соединения и витамины разрушаются гораздо в меньшей степени. Еще одним преимуществом ИК-нагрева является то, что воздействие на продукт происходит равномерно, так как излучение проникает вглубь одновременно по всему объему. Благодаря мгновенному воздействию излучения с высокой плотностью потока энергии, создаются необходимые условия для ликвидации токсичной и балластной микрофлоры, что обеспечивает повышенную по сравнению с другими методами сохранность продукта. При этом предохраняются от разрушения полезные биологические структуры.
![](/images/pub/past-vin/pastpdf_3.jpg)
Рис. 2. Пастеризационно-охладительная установка для «холодного» розлива
Основной причиной помутнения является образование кристаллических осадков виннокислых солей калия (К+) и кальция (Са2+). При обработке виноматериалов ИК-излучением определенной длины волны происходит интенсивное поглощение излучения ионами К+ и Са2+. Обладая высоким химическим потенциалом, они вступают в реакцию с анионами кислот, образуя кристаллические соединения. Селективное воздействие на ионы К+ и Са2+ в сравнении с обработкой холодом увеличивает осаждение не только винных солей этих металлов, но и солей магния и железа. При этом в сравнении с обработкой холодом значительно сокращается время кристаллизации.
Обработку виноматериалов ИК-излучением лучше всего проводить перед обработкой сорбентами, что позволяет сократить расход материалов (желатина в три раза, бентонита в два раза) в сравнении с традиционной технологией. При этом улучшается структура гущевых осадков, повышается скорость и качество фильтрации.
Виноматериалы и вина после обработки ИК-излучением в большей степени обогащены почти всеми витаминами группы В. ИК-излучение влияет и на кислотный состав: количество винной и фумаровой кислот оказывается меньшим, а количество янтарной кислоты большим, чем при обычных методах обработки, что придает продукту более темную и глубокую окраску. Кроме того, снижается содержание высших спиртов и эфиров. Все это благотворно влияет на органолептические свойства виноматериалов и вина.
Паровые пластинчатые пастеризационно-охладительные установки
Эти установки монтируются непосредственно перед линией розлива и имеют свои особенности.
При производстве вин с «холодным» розливом применяется пастеризационно-охладительные установки базового исполнения (рис. 2), включающие в свой состав один трехсекционный теплообменный аппарат и один блок парового нагрева.
![](/images/pub/past-vin/pastpdf_2.jpg)
При необходимости совмещения режимов «холодного» и «горячего розлива» применяется универсальная пастеризационно-охладительная установка (рис. 3). В состав такой установки входят следующие основные модули:
- трехсекционный теплообменный аппарат;
- односекционный теплообменный аппарат;
- два контура парового нагрева воды;
- выдерживатель;
- насос продукта и два насоса подачи горячей воды;
- уравнительный бак (для приема продукта);
- комплект запорной и соединительной арматуры;
- система управления.
Оба типа паровых пастеризационно-охладительных установок изготавливаются в различных модификациях, в зависимости от конкретных требований заказчика. При этом учитываются такие основные критерии, как производительность по продукту, требуемые технологией температурные режимы обработки, временные параметры выдержки продукта, состав и функциональные возможности электроавтоматики.
Теплообменные аппараты исполнены на базе пластин производства Германии. Пластины изготовлены из нержавеющей стали марки AISI 316 (06Х17Н13М2) с учетом требований по коррозионной стойкости, сроку эксплуатации, устойчивости к давлению и возможности очистки. Коэффициент теплопередачи в таких аппаратах в 3–4 раза больше, чем в теплообменниках на базе отечественных пластин. Это позволяет уменьшить поверхность теплообмена и, как следствие, снизить вес и габаритные размеры аппарата и соответственно его стоимость.
Эффективный теплообмен обеспечивается благодаря специальному гофрированному профилю проточной части пластины, который образует трехмерные турбулентные потоки. При этом минимизируется вероятность отложения загрязнений на поверхности пластин.
![](/images/pub/past-vin/pastpdf_4.jpg)
Рис. 3. Универсальная пастеризационно-охладительная установка для «холодного» и «горячего» розлива
В целях безопасности уплотнение имеет кант утечки, и в случае разгерметизации одного из уплотнений среда будет вытекать наружу, не смешиваясь с другой средой.
В качестве материалов уплотнений, в соответствии с требованиями по вину, применяется уплотнение EPDM (этилен – пропилен – каучук). Специальная геометрическая форма уплотнений, кроме функции разделения сред, центрируют пакет пластин. Уплотнения фиксируются специальными клипсами только в одном направлении, что значительно облегчает сборку пластин.
Пастеризаторы работают под управлением пульта как в ручном, так и в автоматическом режиме.
Пульт управления обеспечивает:
- задание параметров технологического процесса;
- поддержание в автоматическом режиме и индикацию параметров технологического процесса, режима работы установки и состояния исполнительных механизмов;
- возврат продукта в автоматическом режиме в уравнительный бак в случае нарушения технологического процесса, возврат продукта с охлаждением в автоматическом режиме в напорный чан или в уравнительный бак в случае остановки линии розлива;
- автоматическое поддержание уровня продукта в уравнительном баке;
- поддержание температуры горячей воды в автоматическом режиме;
- ручное управление производительностью установки для ее синхронизации с производительностью линии розлива, ручное управление клапанами и насосами;
- мойку установки с возможностью ручного управления клапаном розлива и возврата.
Возможно подключение системы управления к персональному компьютеру, что позволит осуществлять дистанционный контроль над процессом пастеризации, а также регистрировать и архивировать текущие параметры технологического процесса, формировать в автоматическом режиме отчетные и нормативные документы