Разработка способа шампанизации вина в непрерывном потоке

Режим работы дрожжевого аппарата

Применительно к условиям эксплуатации спаренной установки при общем расходе дрожжевой разводки 40 дал/сут каждый дрожжевой аппарат подключали к установке только на 12 ч через 2,5 сут, в течение которых происходило воспроизводство дрожжей.
Исследования показали, что наиболее энергичное размножение дрожжей происходит при температуре 14-16°С, непрерывном барботировании среды воздухом с расходом его 0,8-1,2 м³/ч при атмосферном давлении и непрерывном перемешивании. Соблюдение указанных условий обеспечивало накопление 30-40 млн. дрожжевых клеток в 1 мл.
Как видно из данных табл. 10, через 15 мин после отключения от установки одного из дрожжевых аппаратов и дополнения его питательной средой в разводке содержалось дрожжевых клеток только 6,8 млн./мл. Через сутки концентрация их увеличилась до 14 млн./мл, через 2 сут - до 28,5млн./мл, а через 2,5 сут (непосредственно перед подключением аппарата к установке) в дрожжевой разводке содержалось 37,7 млн. клеток на 1 мл. Общий расход сахара для получения биомассы дрожжей от 6,8 до 39,0 млн. клеток на 1 мл составил 2 г на 100 мл, в том числе в период аэрации в течение 2,5 сут - 1,3 г на 100 мл.
При необходимости для повышения энергии размножения дрожжей в питательную среду вводили аммиак из расчета 50-60 мг/л.
Результаты исследований процесса шампанизации вина в непрерывном потоке после внедрения в эксплуатацию указанной дрожжевой установки показаны на рис. 9, 10, 11.

Рис. 9. Распределение дрожжевых клеток и их физиологическое состояние в бродильных аппаратах линии шампанизации: 1 - содержание клеток; 2 - почкующиеся клетки; 3 - угнетенные клетки

Рис. 10. Содержание сахара в шампанизируемом вине на выходе из бродильных аппаратов (1, 2, 3, 4, 5, 6) и производительность установки (7)

Рис. 11. Изменение содержания сахара в шампанизируемом вине по бродильным аппаратам
Эти данные свидетельствуют о том, что при непрерывной шампанизации увеличения общего количества дрожжевых клеток от первого бродильного аппарата к последнему не происходит и концентрация их в шампанизируемом вине на выходе из каждого аппарата практически постоянна. Число почкующихся и угнетенных клеток изменяется незначительно.
Следует отметить, что данные о количестве почкующихся клеток не отражают фактического процесса размножения дрожжей в бродильных аппаратах, а лишь показывают, какая часть клеток, поступающих из дрожжевого аппарата в первый бродильный аппарат, находилась в стадии почкования. Попадая в среду, полностью лишенную кислорода, под давлением 0,5 МПа, они как бы фиксируются, и лишь небольшая часть их за время прохождения через бродильные аппараты отделяет наиболее развитые дочерние клетки.
Следовательно, нарастания биомассы дрожжей в среде в процессе вторичного брожения не происходит, и достаточно равномерное выбраживание сахара обеспечивается первоначальной концентрацией дрожжевых клеток, дозируемых непрерывно в первый бродильный аппарат.
В отличие от условий шампанизации периодическим способом при непрерывной шампанизации дрожжи подвергаются длительному и постоянному по своему характеру воздействию целого ряда факторов (постоянный состав шампанизируемой среды с относительно высокой концентрацией спирта в каждом бродильном аппарате, постоянное высокое давление углекислого газа и др.). Поэтому между сахаристостью вина в отдельных бродильных аппаратах устанавливалось определенное соотношение - большее количество сахара выбраживало в первом аппарате, а в остальных происходило практически равномерное и достаточно интенсивное брожение, замедляющееся лишь в последних аппаратах. Так, при исходном содержании сахара в бродильной смеси 5 г на 100 мл в каждом бродильном аппарате соответственно сброжено 0,64; 0,20; 0,29; 0,16; 0,20; 0,13 г на 100 мл. В связи с этим дальнейшие исследования были направлены на изыскание способов ускорения вторичного брожения в этих аппаратах.
Как было установлено, обеспечение заданной кинетики брожения и сохранение стабильной сахаристости вина на выходе из каждого бродильного аппарата при постоянной производительности установки определяются главным образом концентрацией и физиологическим состоянием дрожжей и температурой среды.
При непрерывной шампанизации, проводимой при давлении, несколько превышающем давление, которое равновесно максимально возможному содержанию углекислого газа в вине, выделение CO₂ из среды в виде пузырьков и удаление их с поверхности дрожжевой клетки в отличие от периодической шампанизации практически исключено.
Таким образом, в результате непрерывного изменения физико-химического состава шампанизируемого вина, связанного, в частности, с нарастанием концентрации CO₂, спирта и других продуктов жизнедеятельности дрожжей, а также соответствующего уменьшения содержания сахара наблюдается постепенное ослабление бродильной функции дрожжей, особенно в последних аппаратах.
Для повышения бродильной энергии дрожжей в двух последних аппаратах была предпринята попытка повышения температуры вина в них до 14-15°С. Однако несмотря на это в последнем аппарате выбраживало сахара лишь 0,13-0,16 г на 100 мл при норме 0,25- 0,30 г на 100 мл. Вместе с тем повышение температуры вина на последней стадии процесса шампанизации нежелательно с точки зрения формирования игристых и пенистых свойств шампанского. Следовательно, необходимо было найти иной, более приемлемый способ повышения энергии брожения.
В 1958 г. в два последних аппарата одной из бродильных батарей были введены наполнители из полиэтиленовых трубок. Наполнители высотой слоя 600 и 1100 мм закрепили у нижнего днища соответственно предпоследнего и последнего аппаратов (рис. 12).

Рис. 12. Схема расположения и крепления наполнителей в бродильном аппарате: 1 - зона наполнителей; 2 - сетка; 3 - кольцо для крепления сетки
Основные данные о наполнителях приведены в табл. 11.
Таблица 11