Разработка способа шампанизации вина в непрерывном потоке

Характеристика наполнителей бродильных аппаратов

Изучение влияния наполнителей на кинетику брожения показало, что в аппаратах с наполнителями сбраживание сахара в значительной степени ускорилось (рис. 13, 14).

Рис. 13. Содержание сахара в шампанизируемом вине на выходе из бродильных аппаратов (1, 2, 3, 4, 5, 6) после введения наполнителей в пятый и шестой аппараты и производительность установки (7)

Рис. 14. Изменение содержания сахара в шампанизируемом вине после введения наполнителей в пятый и шестой бродильные аппараты
Масса сброженного сахара при этом в пятом аппарате увеличилась с 0,24 до 0,61, а в шестом - с 0,13 до 0,25 г на 100 мл.
Таким образом, применение наполнителей позволило интенсифицировать бродильный процесс в последних аппаратах при относительно пониженных температурах.
Накопление биомассы дрожжей на наполнителях, создавая определенный резерв роста производительности процесса, обеспечивает также обогащение шампанизируемого вина продуктами их автолиза, что обусловливает улучшение ароматических, вкусовых и специфических свойств готового продукта. При этом из последнего бродильного аппарата шампанизированное вино выходит практически осветленным с незначительным содержанием дрожжевых клеток.
Длительный опыт эксплуатации бродильных аппаратов с наполнителями показал, что опасение закупорки их дрожжевой массой, накапливаемой в зоне наполнителей, не подтвердилось.
Для более эффективного использования дрожжей изучена возможность введения наполнителей во все бродильные аппараты. При этом было установлено, что распределение наполнителей по аппаратам в возрастающем количестве (рис. 15) наиболее рационально.

Рис. 15. Схема распределения наполнителей в бродильных аппаратах 1, 2, 3, 4, 5, 6. бродильные аппараты
На рис. 16 показана зависимость количества дрожжевых клеток, находящихся во взвешенном состоянии, от величины поверхности наполнителей.

Рис. 16. Зависимость содержания дрожжевых клеток в шампанизируемом вине от поверхности наполнителей в бродильных аппаратах
Применение наполнителей во всех бродильных аппаратах обусловливает постоянное накопление дрожжей на их поверхности. Количество дрожжевых клеток в шампанизируемом вине над зоной наполнителей постепенно снижается, а в последнем аппарате они практически не обнаруживаются.
Последовательная задержка дрожжей на наполнителях обусловила ведение процесса шампанизации при пониженной температуре (4-6°С) без снижения производительности установки и позволила получать практически осветленное шампанизированное вино [51].
Однако более поздние исследования, направленные на интенсификацию технологического процесса и повышение качества продукции, показали, что применение наполнителей наиболее эффективно при ускоренном биологическом обескислороживании купажа перед шампанизацией и обогащении шампанизированного вина биологически активными веществами на завершающей стадии вторичного брожения.
В бродильных аппаратах без наполнителей концентрация дрожжей в вине составляет 3-6 млн. клеток на 1 мл. В последних аппаратах в результате задержки их на наполнителях концентрация клеток в шампанизируемом вине (над наполнителями) уменьшается в 8-10 раз. Следовательно, скорость сбраживания сахара в вине, прошедшем слой наполнителей, значительно снижается. В зоне над наполнителями последнего аппарата шампанизируемое вино содержит, как правило, лишь 0,2-0,4 млн. дрожжевых клеток на 1 мл. В этих условиях процесс брожения практически прекращается.
Таким образом, наличие наполнителей в бродильных аппаратах, обеспечивая определенный технологический эффект, вместе с тем приводит к форсированию процесса в зоне наполнителей и фактическому сокращению продолжительности регламентированного срока вторичного брожения с 17 до 15-16 сут. В случае применения наполнителей во всех аппаратах продолжительность указанного процесса снижается ориентировочно до 13-14 сут.
Тем не менее при использовании бродильной смеси с сахаристостью 5-3 г на 100 мл, т. е. до перевода установок непрерывной шампанизации на выработку шампанского марки брют, наличие наполнителей, по крайней мере в последних аппаратах, как отмечалось, было необходимым.
Позднее в связи с представившейся возможностью использования бродильной смеси, содержащей сахара только 2,0-2,2 г на 100 мл, удалось обеспечить практически постоянную концентрацию дрожжей в шампанизируемом вине и нормализовать кинетику брожения путем удаления наполнителей из бродильных аппаратов.
При этом наполнители стали применять для загрузки специального резервуара, устанавливаемого после последнего бродильного аппарата и выполняющего функции биогенератора.
Современная схема шампанизации вина в непрерывном потоке предусматривает применение наполнителей также в аппаратах на других стадиях технологического процесса, в частности при ускоренном биологическом обескислороживании купажа и обработке шампанизированного вина холодом.
Основная цель применения наполнителей при обескислороживании и шампанизации состоит в интенсификации процессов, достигаемой значительным увеличением поверхности контакта фаз и обработки продукта в тонком слое в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей и непрерывно обновляемой среды. Эта концентрация определяется в основном величиной сил адгезии дрожжевых клеток к поверхности наполнителей.
С увеличением возраста культуры происходит уменьшение сил адгезии и числа клеток, адсорбированных на их поверхности. Указанное явление, очевидно, объясняет установленное практикой отсутствие закупорки дрожжевыми клетками зон наполнителей при их длительной эксплуатации.
Применяемые в производстве шампанского наполнители должны удовлетворять следующим основным требованиям: быть изготовленными из материалов, обладающих повышенной стойкостью к среде; не сообщать вину посторонних запахов, привкусов, а также не изменять его окраску и прозрачность; не взаимодействовать с вином и не разрушаться под воздействием моющих и дезинфицирующих средств.
В качестве таких материалов используют фарфор, керамику, полиэтилен высокого давления и другие, допущенные учреждениями здравоохранения для применения в винодельческой промышленности. Для более эффективного осуществления процесса в зоне наполнителей необходимо, чтобы единица объема их имела возможно большую поверхность.
Наиболее распространенный вид наполнителей - полиэтиленовые трубки, получаемые из экспедиционных или тиражных пробок, используемых в шампанском производстве. Допускается также применение в качестве наполнителей экспедиционных пробок без удаления головок после предварительного создания центрального сквозного отверстия.
Наполнителями выбранного типа беспорядочно заполняют объем аппарата. Наполнители из керамики и фарфора имеют повышенную химическую стойкость, однако обладают большой массой и по сравнению с полиэтиленовыми вызывают более заметное сокращение полезного объема аппарата (табл. 12).
Таблица 12