Способы охлаждения бродящего сусла – Контроль температуры в виноделии
Способы охлаждения бродящего сусла – Контроль температуры в виноделии
Способы охлаждения бродящего сусла – Контроль температуры в виноделии
Средства охлаждения бродящего сусла
Переливка с аэрацией применяется уже давно в винодельческой практике, но ее эффективность весьма незначительна, при этом могут быть заметные потери спирта на испарение. Этот метод можно применять в случае брожения по-красному, когда под шапкой развивается очень высокая температура. В результате отбора бродящего сусла из нижней части резервуара и подачи его в верхнюю часть достигается некоторое охлаждение “шапки”.
Однако, применяя этот метод, нужно учитывать влияние аэрации на брожение и особенно на размножение дрожжей, которое заметно усиливается.
Еще Пастер [250] показал большое значение аэрации для размножения дрожжей. Негр [247] констатировал, что барботированием воздуха можно удваивать количество дрожжей и, следовательно, ускорять брожение. Опытами Ж. Риберо-Гайона [266] установлено, что аэрация очень сильно влияет на размножение дрожжей до и в начале брожения и почти не влияет во второй половине брожения.
Однако практикой установлено, что переливка с аэрацией в конце брожения заметно оживляет деятельность дрожжей и помогает в большинстве случаев избавиться от недобродов.
В открытых чанах дрожжей всегда больше, чем в закрытых. Так, при брожении в закрытых резервуарах в 1 мл сусля содержится 50 млн. Дрожжевых клеток, а при брожении в открытых – 100 млн. клеток, т. е. в 2 раза больше. Следовательно, при помощи аэрации можно регулировать количество дрожжей и тем самым усиливать скорость брожения.
Охлаждение холодной водой. Этот метод обычно применяется в южных районах страны. Холодная вода (лучше всего из артезианского колодца) подается во внешнюю трубу трубчатого теплообменника из нержавеющей стали, где навстречу ей по внутренней трубе движется бродящее сусло, которое нужно охладить. При недостатке воды можно использовать одну и ту же воду, охлаждая ее по одному из способов, показанных на рис. 22.
Рис. 22. Способы охлаждения воды, используемой для регулирования температуры брожения: 1 – поплавок для регулирования уровня воды, 2 – приемник для охлажденной воды, 3 – теплообменник для охлаждения бродящего сусла холодной водой. 4 – насос для перекачки воды, 5 – охладитель воды, 6 – вентилятор
Иногда за рубежом строят железобетонные резервуары, выполненные в форме усеченного конуса, имеющего в своей верхней части канавку, наполненную водой, которая, переливаясь через край, стекает по стенке резервуара, усиливая теплообмен резервуара с воздухом.
Металлические цистерны, если они имеют двойные стенки, охлаждаются путем пропуска воды в зарубашечное пространство. При отсутствии рубашек охлаждение ведется путем орошения внешней поверхности цистерны тонкой пленкой воды.
Применение льда для охлаждения вина вызывает значительное разбавление его водой и потому не может быть рекомендовано. Для снижения температуры на 1°С в 100 л вина необходимо ввести 1 кг льда [135].
Можно избежать разбавления вина водой, если применяемый для охлаждения лед помещать на ванночки, плавающие на поверхности бродящей жидкости.
Твердая углекислота (сухой лед) не разбавляет охлаждаемое сусло, не придает ему никаких посторонних запахов, но ее применение еще очень дорого.
Для охлаждения 100 л сусла на 1° необходимо 0,75 кг твердой CO2.
Температуру брожения можно снижать путем центрифугирования бродящего сусла. При этом удаляется значительная часть дрожжей и брожение замедляется. По данным Ашвани [190], температура брожения в сосуде на 100 дал достигала 29°С, тогда как при центрифугировании сусла от 2 до 6 раз в процессе брожения температура не превышала 20СС и в основном колебалась между 14 и 16°С. В контроле максимальное количество дрожжевых клеток было 2,15×10 7 в 1 мл, а у сусла, дважды центрифугированного, 2,65×10 6 в 1 мл, т. е. количество дрожжевых клеток уменьшилось в 10 раз.
Перекачка бродящего сусла в другой резервуар может применяться для небольшого временного снижения температуры брожения. Перекачка бурно бродящего сусла в два-три резервуара с дополнением свежим суслом является более эффективным средством регулирования температуры.
Ведение брожения доливным методом является одним из эффективных способов регулирования температуры брожения.
Добавление сернистого ангидрида (SO2) может резко замедлить брожение, протекающее бурно, и приостановить дальнейший подъем температуры, но для этого необходимо ввести очень большие дозы его (200-300 мг/л, иногда даже больше). По данным Ж. Риберо-Гайона [266], SO2 оказывает ингибирующее действие только в первое время до начала брожения. А если брожение началось, то SO2 даже стимулирует его. Интересно отметить, что чем выше доза внесенного SO2, тем больше накапливается в вине альдегидов.
Часть введенного SO2 выносится при брожении с углекислотой. Но все же содержание SO2 в полученных винах будет очень высокое. Этот прием может применяться в виде исключения, когда отсутствуют другие способы регулирования температуры брожения.
Охлаждение бродящего сусла с помощью искусственного холода, вырабатываемого компрессорной холодильной установкой, является самым эффективным средством регулирования температуры брожения. Но на сооружение и эксплуатацию компрессорной установки, рассольных коммуникаций и теплообменников требуются большие затраты.
В зависимости от принимаемой для брожения температуры устанавливается расход холода, который обусловливает стоимость охлаждения. Применение холода только для выбраживания вин (т. е. 1-2 месяца в году) неэкономично. Холодильные установки должны строиться в расчете на их использование не только для охлаждения бродящего сусла, но и для обработки вин в течение года с целью предохранения от помутнений.
Для охлаждения бродящего сусла некоторые заводы первичного виноделия снабжены аммиачными компрессорами с различной хладопроизводительностыо.
Для передачи холода необходим теплообменник. Наиболее целесообразно применять теплообменник типа “труба в трубе” ВХБ производительностью 500 дал/ч или другой системы из нержавеющей стали.
Трубчатый передвижной теплообменник ВХБ Батумского машиностроительного завода с поверхностью теплообмена 6 м 2 предназначен для охлаждения сусла при отстаивании и брожении в крупных резервуарах (рис. 23). Каждая секция теплообменника состоит из двух труб различных диаметров, находящихся одна внутри другой. Сусло течет по внутренней трубе, омываемой хладагентом (рассолом или водой), протекающим по наружной трубе. Производительность насоса должна на 20-25% превышать паспортную производительность теплообменника.
Рис. 23. Теплообменник типа ‘труба в трубе’ ВХБ
Применение машинного холода не всегда рентабельно, поэтому если на заводе достаточно воды и особенно если артезианская вода имеет температуру около 10°С, ее использование для охлаждения бродящего сусла весьма рационально. Можно применять также и комбинированный способ охлаждения. Так, например, теплообменник ВОБ имеет секции водяного и рассольного охлаждения. При наличии холодной воды сусло предварительно охлаждается в секции водяного охлаждения, что значительно снижает затраты.
Иногда для охлаждения бродящего сусла в железобетонных резервуарах устраивают змеевики, по которым пропускается рассол. В этом случае опасность окисления сусла отсутствует, но возможно попадание рассола з бродящую среду в случае нарушения герметичности змеевика.
Техническая характеристика теплообменника ВХБ
По данным Марша [239], на каждые 40 дал полезной емкости резервуара должен приходиться 1 м змеевика.
Способы охлаждения бродящего сусла – Контроль температуры в виноделии
Применение холода в виноделии
Обработка холодом сусла и вина составляет неотъемлемую часть технологии винодельческого производства.
Для получения высококачественного стабильного вина рекомендуется проводить брожение сусла при низкой температуре. Охлаждение нужно вести непрерывно во всех стадиях брожения.
Применение холода при осветлении сусла
Для предохранения сусла от забраживания при осветлении процесс проводят при низких температурах. Отстаивание сусла при пониженных температурах не только ускоряет процесс осветления сусла, но и дает возможность уменьшить дозы сернистого ангидрида.
При осветлении применяется искусственный или естественный холод. В производстве, где используется артезианская вода, устанавливаются оросительные (трубчатые) охладители. Работа аппарата тем эффективнее, чем ниже температура воды.
Если нельзя использовать дешевую холодную воду, то необходимо применение холодильных установок.
Отстаивание сусла при пониженных температурах производится в резервуарах с охлаждаемым змеевиком, через который пропускают холодную воду. Трубчатый змеевик необходим только для поддержания температуры, предварительное же охлаждение сусла производится в трубчатых теплообменниках.
Применение холода при брожении сусла
Низкие температуры бродящего сусла оказывают положительное влияние на вина. Поэтому для получения вин высокого качества в процессе брожения сусла или мезги необходимо поддерживать определенную температуру, не допуская ее повышения.
Для красного столового вина температура бродящей мезги должна быть 27-30°С. По последним данным рекомендуются следующие температуры брожения: для ординарных белых столовых не выше 28°С; для марочных белых столовых вин и шампанских виноматериалов 14-18°С.
Количество холода (в ккал) для охлаждения сусла при сбраживании рассчитывается по формуле
где V – объем охлаждаемого сусла, л;
ρ – плотность сусла;
с – удельная теплоемкость сусла (для практических расчетов ее принимают равной единице), ккал/(кг·°С);
tН – tК – разность температур сусла до и после охлаждения, °С.
Потребность в холоде для бродящего сусла вычисляют, исходя из того, что при брожении одной грамм-молекулы сахара, равной 180 г, выделяется 23,4 ккал тепла.
Если, например, в резервуаре с мезгой содержится 300 дал сусла сахаристостью 19%, то при полном выбраживании (без учета потерь) выделится следующее количество тепла:
Такое количество тепла может повысить температуру бродящей мезги на
Обработка вин холодом
Обработка вин холодом ускоряет их созревание, способствуя развитию вкусовых свойств в более короткие сроки, благоприятствует осветлению вин и повышению их устойчивости к заболеванию и помутнениям.
Обработка вин холодом проводится по следующей схеме:
1) охлаждение до определенной температуры;
2) отстаивание охлажденного вина (выдержка) при температуре охлаждения;
3) фильтрация в холодном состоянии.
Вино рекомендуется охлаждать быстро. В вине, медленно охлажденном и профильтрованном, при повторном охлаждении может образоваться осадок.
В процессе охлаждения вина до точки замерзания из него выпадает небольшое количество малоустойчивых составных веществ и в первую очередь виннокислых солей. Подмораживать вина не рекомендуется, так как в них появляется нежелательный привкус.
Вина следует охлаждать до температуры на 0,5°С выше точки их замерзания.
При фильтрации температура не должна повышаться более чем на 0,5-1°С.
Схема охлаждения вин показана на рис. 45.
Рис. 45. Схема обработки вина холодом: 1 и 6 – резервуары; 2 – насос; 3 – фильтр; 4 и 5 – теплообменники
Расчет холода на охлаждение вина производится так же, как и на охлаждение сусла.
В винодельческой промышленности применяются три способа охлаждения сусла и вина:
1) с помощью теплообменных аппаратов;
2) в резервуарах, снабженных змеевиками;
3) в резервуарах, установленных в холодной камере. Теплообменники используются трубчатые и пластинчатые.
Белые вина
Красные вина
Охлаждение шампанских виноматериалов
Виноматериалы охлаждают и фильтруют после их оклеивания с целью удаления неустойчивых веществ. Для этого купажированные вина охлаждают до температуры, близкой к замораживанию (на 0,5°С выше точки замерзания), и выдерживают в резервуарах при этой температуре от 48 ч до 5 суток. Охлажденные купажи затем фильтруют и направляют для дальнейшей выдержки.
Фильтрацию ведут быстро, не допуская повышения температуры купажей.
При тиражной выдержке в подвалах поддерживают равномерную температуру не выше 15°С, для чего рекомендуется устанавливать воздухоохладители, обычно применяемые для охлаждения винных подвалов.
Охлаждение перед ремюажем. На втором или третьем году выдержки шампанское (кюве) подвергают обработке холодом для придания ему большей стойкости, улучшения вкуса и получения крупнозернистого и легкоподвижного осадка.
Шампанское охлаждают до -5, -6°С, при наличии на стенках бутылок несмываемых масок до -6, -7°С, т. е. до появления кристаллов льда.
Кюве охлаждают в камерах с температурой от -8 до -10°С, либо в ваннах с циркулирующим рассолом температурой от -10 до -12°С.
Замораживание осадков перед дегоржажем. Для облегчения дегоржажа и уменьшения потерь шампанского сведенный на пробку осадок замораживают в рассольных ваннах.
Температура в ваннах поддерживается от -15 до -18°С, осадок при этой температуре замерзает в горлышке через 7-8 мин.
Таблица 193. Температура замерзания вин в °С
Таблица 194. Поправки к таблице замерзания вин (табл. 193)
Применение холода при шампанизации резервуарным методом. При производстве шампанского резервуарным способом холод применяется для обработки шампанских виноматериалов, охлаждения смеси (купажа и ликера) после ее нагревания, регулирования температуры в процессе брожения, охлаждения при отстаивании шампанского, поддержания давления при розливе шампанского в бутылки.
Шампанские виноматериалы обрабатываются холодом после их оклейки так же, как и при бутылочном способе производства.
Смесь (купаж и ликер) после тепловой обработки охлаждают до 15-18°С.
Охлаждение и отстаивание необходимы для предотвращения потери газа и вспенивания во время розлива, а также для придания шампанскому большей прочности.
Для расчетов принимают содержание воды в шампанском 87% и теплоемкость 0,93 ккал/(кг·°С).
Простой способ охлаждения бродящего домашнего вина в сильную жару
Приветствую всех самодельщиков, а также тех, кто увлекается домашним виноделием или только хочет заняться этим.
Я сам уже много лет делаю домашнее вино. Кстати технологию приготовления домашнего вина, а также некоторые рецепты, я описал в нескольких своих прошлых статьях. Например, смотри мою статью: «Домашнее вино из крыжовника и смородины».
Однако нужно сказать, что в последние годы, часто возникает проблема, которая сильно влияет на приготовление домашнего вина. Эта проблема заключается в аномально жаркой погоде, которая периодически устанавливается у нас летом. Причем еще буквально 15-20 лет назад, такой жаркой погоды у нас в Подмосковье не было и в помине. Теперь же часто бывает так, что столбик термометра поднимается до отметки в 30 градусов, а то и выше. И такая погода может держаться по нескольку дней.
Естественно, что суслу домашнего вина, поставленного на брожение, такая жара может очень сильно навредить.
Дело в том, что для бродящего винного сусла (то есть смеси фруктового или ягодного сока, а также воды, сахара и дрожжевой закваски), оптимальной считается температура от 18 до 25 градусов по Цельсию. При этом, температура окружающего воздуха, должна быть в пределах 18-24 градусов. Температура же самого сусла, особенно в период бурного брожения, может подниматься на 2-3 градуса выше температуры окружающего воздуха.
Поэтому если во время сильной жары, температура в помещении, где стоит емкость с бродящим суслом, сильно повышается и становится выше 25-26 градусов, то это может очень негативно отразиться на качестве сусла, а в последующем и на качестве приготовленного из него вина. Не говоря уже о том, что сусло может попросту скиснуть и, таким образом, непоправимо испортиться.
Именно поэтому в таких случаях, бродящее сусло нужно обязательно охлаждать. Конечно, можно попробовать охладить все помещение, где стоит сусло, но если это сделать сложно, то можно воспользоваться достаточно простым, старинным способом охлаждения самой емкости с суслом.
Мне кстати, буквально на днях, самому пришлось воспользовался этим способом для охлаждения винного сусла из смеси соков черной, красной и белой смородины.
Для этого способа, нам потребуются два необходимых предмета:
Во-первых, это емкость в виде тазика, кастрюли или миски, достаточно широкой, чтобы в нее можно было поставить нашу емкость с бродящим суслом. Я для этой цели применил старую широкую сковороду.
И, во-вторых, это кусок ткани такого размера, чтобы им можно было полностью обернуть емкость с суслом. Очень желательно, чтобы эта ткань была из натурального материала и главное, хорошо впитывала воду.
Изготовление
Итак, для того, чтобы сделать простейшую систему охлаждения сусла, сначала ставим бутыль с суслом в подобранную емкость.
Затем обильно смачиваем водой кусок ткани (не отжимая его) и оборачиваем им бутыль с суслом.
При этом ткань должна плотно облегать стенки бутыли, а нижние ее концы должны обязательно доходить до дна емкости, в которую мы установили бутыль.
Естественно, что эта ткань не должна закрывать горлышко бутыли с марлевой крышкой. Кстати, чтобы ткань хорошо держалась на бутыли, можно сверху, у основания горлышка, каким либо образом закрепить ее, например, стянуть канцелярской резинкой.
Ну, и теперь нам осталось только налить грамм 300-500 воды в нижнюю емкость.
И наша простейшая система охлаждения бродящего винного сусла готова!
Тут, я должен пояснить, что поскольку мне в данный момент нет реальной необходимости охлаждать сусло, то на фото выше, я не стал смачивать ткань и наливать воду в емкость, а просто сымитировал эти действия.
Принцип работы получившейся у нас системы охлаждения, заключается в том, что мокрая ткань, которой обернута бутыль с суслом, будет испарять воду, отбирая тепло у сусла и, таким образом, охлаждать его.
Ну, а поскольку нижние концы ткани у нас опущены в емкость с водой, то эта вода будет постоянно впитываться в ткань и процесс испарения, а соответственно и охлаждения бутыли с суслом, будет идти до тех пор, пока в нижней емкости не закончится вода.
Кстати, именно поэтому, нужно не забывать периодически (один, два раза в сутки), подливать воду в нижнюю емкость. Особенно важно следить за этим, если сусло придется охлаждать таким способом несколько дней подряд.
Надо сказать, что при помощи такого способа можно легко охладить бродящее сусло на 3-4 градуса. Этого в большинстве случаев, вполне достаточно.
Тем не менее, если нужно применить более интенсивное охлаждение (особенно днем, когда самый пик жары), можно, например, рядом с бутылью с суслом, дополнительно установить какой-либо вентилятор, который будет обдувать бутыль, накрытую мокрой тканью, и в результате, испарение воды, а значит и охлаждение сусла, будет идти более интенсивно.
Ну и на этом у меня все! Всем пока и удачи в домашнем виноделии!
Источники:
http://wine.historic.ru/books/item/f00/s00/z0000013/st023.shtml
http://wine.historic.ru/books/item/f00/s00/z0000025/st066.shtml
http://www.freeseller.ru/6989-prostoy-sposob-ohlazhdeniya-brodyaschego-domashnego-vina-v-silnuyu-zharu.html
