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.
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.
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.
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.
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
