Установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги

 

Использование для сбраживания виноградной мезги в виноделии. Сущность изобретения: установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги включает вертикальную цилиндроконическую бродильную емкость-экстрактор, снабженную с горловиной и загрузочным и выгрузочным устройством, и два соединенных между собой вертикальных цилиндроконических резервуара для предварительного сбраживания спиртованной мезги. В бродильной емкости-экстракторе установлены один под другим два цилиндрических суслосборника , диаметры которых составляют соответственно 0,3-0,4 и 0,2-0,3 диаметра бродильной емкости, и цилиндроконическую выгрузочную камеру. Вдоль оси бродильной емкости-экстрактора вертикально установлен вал, на котором смонтированы перемешивающее устройство и ворошители . В бродильной емкости-экстракторе между валом и суслосборниками с выгрузочной камерой установлена коаксиально им переточная труба для мезги, верхний конец которой снабжен воронкой в виде усеченного конуса и размещен на уровне горловины бродильной емкости-экстрактора, а нижний конец установлен чад ее днищем с зазором 0,10-0,15 ее высоты. Резервуары для предварительного сбраживания спиртованной мезги соединены в верхней части с бродильной емкостью-экстрактором посредством шнекового стекателя, выходной конец которого установлен над воронкой переточной трубы. 2 ил., 1 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 С 12 G 1/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН И """,С1 (л)

iQl 0с

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4860151/13 (22) 30.08.90 (46) 23.10,92, Бюл. N 39 (71) Отраслевой научно-технологический центр Научно-производственного объединения "Алмалы" Восточного отделения

ВАСХНИЛ и Институт микробиологии и вирусологии АН КазССР (72) А.А,Мартаков и В.И.Халина (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1622387, кл. С 12 G 1/02, 1988, (54) УСТАНОВКА ДЛЯ НЕПРЕРЫВНОГО

СБРАЖИВАНИЯ ВИНОГРАДНОЙ МЕЗГИ (57) Использование: для сбра>кивания виноградной мезги в виноделии. Сущность изобретения: установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги включает верти кал ьную цилиндрокон ичес кую бродильную емкость-экстрактор, снабженную с горловиной и загрузочным и выгрузочным устройством, и два соединенных между собой вертикальных цилиндроконических резервуара для предварительного сбраживания спиртованной мезги. В броИзобретение относится к пищевой промышленности, а именно к виноделию.

Цель изобретения — повышение выхода и улучшение качества готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги, включающая вертикальную цилиндроконическую бродильную емкость-экстрактор с горловиной с загрузочными и выгрузочными устройствами, установленными в ней один под другим два цилиндрических суслосборника. диаметры

„„. Ж„„1770356 А1 дильной емкости-экстракторе установлены один под другим два цилиндрических суслосборника, диаметры которых составляют соответственно 0,3 — 0,4 и 0,2 — 0,3 диаметра бродильной емкости, и цилиндроконическую выгрузочную камеру. Вдоль оси бродильной емкости-экстрактора вертикально установлен вал, на котором смонтированы перемешивающее устройство и ворошители, В бродильной емкости-экстракторе между валом и суслосборниками с выгрузочной камерой установлена коаксиально им переточная труба для мезги, верхний конец которой снабжен воронкой в виде усеченного конуса и размещен на уровне горловины бродильной емкости-экстрактора, а нижний конец установлен над ее днищем с зазором

0,10 — 0,15 ее высоты. Резервуары для предварительного сбраживания спиртованной мезги соединены в верхней части с бродильной емкостью-экстрактором посредством шнекового стекателя, выходной конец которого установлен над воронкой переточной трубы. 2 ил., 1 табл. которых составляют соответственно 0.3-0,4 и 0,2 — 0,3 диаметра бродильной емкости, и цилиндроконическую выгрузку камеру, смонтированные на вертикально установленном вдоль оси бродильной емкости-экстрактора валу перемешивающее устройство и ворошители. снаб>кена двумя соединенными между собой вертикальными цилиндроконическими резервуарами для предварительного сбраживания спиртованной мезги, в бродильной емкости-экстракторе между валом и суслосборниками с

17 70356 выгрузочной камерой установлена коаксиально им переточная труба для мезги, верхний конец которой снабжен воронкой, выполненной в виде усеченного конуса, и размещен на уровне горловины бродильной емкости-экстрактора, а нижний конец установлен над ее днищем с зазором 0,10 — 0,15 ее высоты, при этом резервуары для предварительного сбра>кивания спиртованнай мезги соединены в верхней части с бродильной емкостью-экстрактором посредством шнекового стекателя, выходной конец которого установлен над воронкой переточной трубы, На фиг, 1 схематично изобра>кена установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги; на фиг. 2 — то >ке, вид в плане.

Установка состоит из двух соединенных между собой вертикальных цилиндроконических резервуаров 1 для предварительного сбра>кивания спиртованной мезги с трубопроводами 2. Над их днищами установлены цилиндрические суслосборники 3 с отводными трубопроводами 4, 5, причем последние через 3-ходовые краны 5 соединены с гидрозатворами, В суслосборниках 3 расположены распределители сусла 6 с отверстиями, направленными к их перфорированным стенкам, Распределители сусла 6 через штуцеры 7 соединены с трубопроводами 8.

В верхней части цилиндроконических резервуаров 1 установлены дополнительныс суслосборники 9, снаб>кенные отводными трубопроводами 10. 11. Верхние части суслосборников 9 выполнены в виде цельных обечаек и выведены через горловины резервуаров с образованием кольцевых зазоров.

По осевым линиям цилиндроконических резервуаров 1 с возмо>кностью вращения установлены валы 12 с закрепленными на них разгрузочными и перемешивающими устройствами 13, 14, снабженными лопатками 15.

В горловины цилиндроконических резервуаров вмонтированы желоба, отводные концы которых подсоединены с наклоном вниз к тыльной части шнекового стекателя

16, Резервуары 1 соединены с вертикальной цилиндроконической бродильной емкостью-экстрактором в верхней части через шнековый стекатель 16, а в нижней части— через трубопроводы 17, снабженные шнеками 18, сливными трубками с 3-ходовыми кранами 19 и задви>кками 20.

Вертикальная цилиндроконическая бродильная емкость 21 установлена по вы5

55 соте на 800 — 1000 м ниже цилиндроконических резервуаров 1 с расчетом поступления в нее обедненной суслом спиртованной мезги сверху от шнекового стекателя 16.

В бродильной емкости 21 установлены один под другим два цилиндрических суслосборника 3, 9, диаметры которых составляют соответственно 0,3 — 0,4 и 0,2 — 0,3 диаметра бродильной емкости, Вдоль осевой линии емкости 21 с возможностью вращения установлен вал 22, Между валом и суслосборниками 3, 9 установлена коаксиально им переточная труба 23, верхний конец которой снабжен воронкой в виде усеченного конуса, размещенного на уровне горловины емкости, а нижний конец расположен над ее днищем с зазором 0,10—

0,15 ее высоте. Выходной конец шнекового стекателя 16 установлен над воронкой переточ ной труб ы 23.

На валу 22 против входного и выходного участков переточной трубы 23 закреплены в

2 — 3 витка шнеки с расчетом перемещения мезги сверху вниз и дополнительного при этом перемешивания ее.

Над суслосборником 9 установлена цилиндроконическая выгрузочная камера 24, а в днище ее снизу вмонтирована труба 25 со шнеком 26.

Отводной лоток 27 шнекового стекателя

16 и отводной конец трубопровода 28 для подачи свежей мезги установлены над воронкой переточной трубы 23.

Бродильная емкость 21 снаб>кена распределителем сусла 29, закрепленным на валу 22. Над распределителем установлен трубопровод 30 для подачи сусла-экстрагента, К нижней части распределителя сусла 29 подсоединен отводной патрубок 31.

Выгрузочная камера 24 снабжена закрепленными на валу 22 ворошителями мезги 32, ЗЗ, расположенными внутри камеры и в кольцевой зоне между стенками камеры и бродильной емкости. В нижней части суслосборников 3, 9 имеются полукольцевые патрубки 34, 35 для отвода сусла вместе с оседающими твердыми частицами мякоти и кожицы.

Для отвода на прессование сброженной мезги из бродильной емкости 21 предназначен трубопровод 36, а для отвода остатков мезги и семян служат трубопроводы 17 с размещенными в них шнеками.

Установка в режиме непрерывного сбраживания спиртованной мезги и экстракции из нее этанола свежей мезгой или суслом работает следующим образом.

Свежая мезга при производстве преимушественно марочных белых или красных вин спиртуется и вместе с разводкой вин1770356 ных дрожжей подается для предварительного сбраживания в бродильные резервуары 1 снизу поочередно или одновременно в два потока через трубопроводы 2.

По мере сбраживания сусла мезга под действием диоксида углерода формируется в "шапку", которая перемещается вверх, а в зоне действия верхних цилиндрических суслосборников 9 проходит через кольцевой зазор и частично подпрессовывается скоLUåнныMè стенками резервуаров, что способствует более полному и быстрому отделению спиртованного сусла-самотека через суслосборники, Спиртованное суслосамотек отводят к накопительную емкость (не показана) через верхние трубопроводы

11, что обеспечивает постоянное заполнение суслом суслосборников 9 и частичное отделение при этом взвешенных частиц.

Обедненная спиртованныM суслом мезга под действием лопаток 15 и выгрузочного устройства 13 выгружается в шнековый стекатель 16, где подпрессовывается и после отделения на этом этапе основной массы спиртованного сусла+самотека переводится на вторую стадию брожения и экстракцию в следующую по ходу технологического процесса бродильную емкость-экстрактор 21. Отделение спиртованного сусла-самотека в два приема сначала через суслосборники 9 бродильных резервуаров 1, а затем через шнековый стекатель 16 обеспечивает эффективную сокоотдачу и перевод осушенной массы мезги в бродильную емкость-экстрактор 21 сверху без применения дополнительного перемешивающего устройства и мезгонасоса.

При подаче обедненной суслом мезги в бродильную емкость 21 s работу включают вал 22, перемешивающее и выгрузочное устройства, а на мезгу сверху через лоток 27 по трубопроводу 28 подают свежую мезгу.

Смешанная масса спиртованной и свежей мезги самотеком через переточную трубу 23 поступает в нижнюю часть емкости и дополнительно при этом перемешивается в переточном трубопроводе 23, а на выходе из нее попадает под действие перемешивающего устройства 14.

Смешанная масса спиртованной и свежей мезги сбраживается, формируется в

"шапку" и перемещается снизу вверх по кольцевому зазору между стенками бродильной емкости и цилиндрических суслосборников 3 и 9. В результате массообмена основная доля этанола из спиртованной мезги переходит в бродящее сусло. которое через трубопровод 5 ни>кнего суслосборника 3 отводится в накопительную емкость.

Мезговая шапка поднимается вверх и, достигнув зоны действия выгрузочной камеры 24, ворошителями 33 и 32, а затем шнеком 26 по трубопроводам 25 и 36 подается на прессование. В противоток бродящей массы на мезговую шапку сверху через распределитель 29 и патрубок 31 по трубопроводу 30 подается бродя щее сусло — экстрагент, а обогащенная масса его отводится в накопительную емкость (не показана) через суслосборник 9 по трубопроводу 11.

В процессе непрерывного сбраживания спиртованной мезги в две стадии на днище бродильных резервуаров накапливаются семена и дрожжевая биомасса, которые периодически отводятся на прессование, С этой целью на трубопроводах 17 открывают задвижки 20 и 37 и включают в работу шнеки

18. Полноту отвода семян оценивают путем отбора проб мезги через 3-ходовые краны

19. Из суслосборников сусло отводится через верхние трубопроводы, что обеспечивает постоянное их заполнение суслом и лучшую в результате этого самоочистку перфорированных стенок движущейся снизу вверх мезгой. Кроме того, в случае необходимости с суслосборники снизу насосом подают ранее отведенное из них сусло. а избыток его отводят через верхние отводные трубопроводы. В результате этой операции сусло поступает в емкости через перфорированные стенки суслосборников, что способствует очистке их.от мезги.

Для очистки нижних суслосборников бродильных резервуаров 1 используют распределители 6. а сусло в них.подают через трубопроводы 8. Эффект очистки перфорированных стенок суслосборников усиливается в этом варианте в результате направленного выхода сусла и вращения распределителей 6.

Суслосборники 3 бродильных резервуаров 1 включают в работу при ступенчатом спиртовании мезги и на заключительной стадии работы установки при полном сливе сусла, После окончания сезона переработки винограда бродильные резервуары 1 и емкость 21 освобождают от мезги путем подачи снизу необходимой массы дображиваемого сусла, а после выгрузки мезги сусло сливают. Остатки мезги выгружают на прессование снизу при перемешивании ее по вышеописанной схеме отделения избыточной массы семян.

Пример 1. Установка для непрерывного сбра>кивания спиртованной мезги выполнена из двух вертикальных цилиндроконических бродильных резервуа1770356 рав, соединенных сверху через шнековый стекатель с бродильной емкостью-экстрактором по схеме на флг. 1. ! !а пОеДлзГземай уcTHHGBKP. сбазживакгт мезгу с0р1 Ркацители" для получения десертнаг0 виноматериала. Исходное содер>!<ание сахара 22,4 г/100 см, кислот 6.1 з г/дм".

В свежую мезгу по ходу загрузки вводят спирт-ректификат из расчета содержания спирта 12 00.% и разводку винных дрожжей, Спиртованную мезгу сбражлвают в непрерывном протоке, а по ходу ферментации из

Нее отводят сплртованное сусло в два .этапа сначала лз бродильных резервуаров 1 через верхние суслосборнлки 9, а затем через шнековый стекатель 16.

I (ОСЛЕ ОТООРЗ CI1IIPT083! lHOi"0 СУСЛЗ СЗ матекз оаедненную с /слОм мезгу с пО мощь!а некового стекателя подают на вторую сгадию брожения в бродильную ьмкость 21 снизу через переточную трубу: 3, На спиртованную мезгу сверху пода от све>кук> мезгу в соотношении 1;4. По ходу процесса спиртованнзя и све>кая мезга перемегциваются сначала в переточнай трубе 23, а затем под действием устройства 14 — в нижней части емкастл 21 и перемещаются в ней снизу вверх. Част но сброженное сусло отводят ггF преиг»угцестве!чн0 из нижних суслосоорников, з сброженную мезгу в виде ез овай

ua;I!<:, Отводя1 нз прессовзние .!ерез выгрузачные устройства 24. 25 и трубу 36.

При непрерь!ЗHам cápàæивании спиртовонной !л свежеи мезги Iia предлагаемой устзнов<е общий PL!õîä сусла увеличивается HG дал / т и дасти Гает 82 дз!1 / т, а выхОд спирт<1взннОГО i ус!1з-самотека из пад с Гзционзрных суслосборников и шнековога текатгл-",.;00T.iãàåT 69 дзл, т, что на 6 дзл выше, чем в прототлпе при использовании только шггекового стекателя.

Технологи !еские процессы сбра>кивзФ ния и экстракции cпиртованной и све>кей мезгл Осуществляются в непрерывном поТ0! е ее через систему брадL1/!bi! lx PviK0 стей, П роизводительность усгановки увеличлвается на 20 /,, Существенно уменьшаются потери этанола. Пс ср"âíåíèþ с,"прототипом общие потери этанола при cïèðòîpàH ëè глезги снижаются с 8 до 6, т.е. на 2%. з возвратные потери уг еньшзю!ся с 3 ДО 2 j<. чта Обусловлена г!1убок!!гл извлече:!ием эт-."..Iî/Ià иэ

СПИД ГОВЗННОй МЕЗГИ В Г!РОЦЕССЕ НЕПРЕРЫВ ной экстракции, Пример 2 Из винОГрзда с001з Ркзцители" получают десертный виномзтериал: спирт 16 об.%, сахар 14 г/,00 см .

,3 кислотность 4 — б Г/Дм

Мезгу пода!от в бродильную резервуары 1 снизу при непрерывной работе перемешивающих устройств, а по ходу загрузки з мезгу сульфитируют из расчета 50 мг/дм

5 общего содержания диоксида серы и спиртуют ее до содержания 10 06.% этилового спирта, после чего вводят разводку винных дрожжей.

При установившемся режиме брожения

10 в качестве дрожжевой разводки используют сусло-самотек из-под суслосборников 3.

Сусло-самотек при этом отбирают из верхней части суслосборников 3, а подают в ток спиртованной мезги, Вновь поступающая 15 спиртованная мезга и дрожжевая разводка перемешиваются в результаты работы устройств 14, что ускоряет процессы сбраживания и экстракции на 10 — 15%;

Бродящая мезга пад действием выделя20:ощегося диокслда углерода поднимается снизу вверх, формируется в мезговую шапку, проходит кольцевой зазор между стенками верхних суслосборников 9 и скошенными стенками бродильных резер25 вуаров 1 подпрессовывается, что ускоряет проц ссы отделения сусла и перетока его в суслосборники 9.

Мягкое подпрессовывание мозги в верхней части бродильных резервуаров обес30 печи вает получение осветленного спиртованного сусла и увеличение общего ьыхада его. В результате последовательно, 0 отделения спиртован ного сусла в два этапа сначала через стационарные

35 суслосборники 9, а затем через шнековый стекатель 16 выход его достигает 65 дал/т, что на б дал/т больше, чем при отделении только на шнековом стекателе.

Бродящее сусло-самотек спиртуют за40 тем до 16,5 об% !л используют e,öàëüíåéøåM для получения марочного вина.

Спиртованную, обедненную суслом мезгу подают в бродильную емкость-экстрактор 21 пор вышеописанной схеме для

45 последующего сбраживаггия и экстракции, Пример 3, Крепкий виномгтериал получают при переработке сорта "Баян ширей". Кондиции: спирт 16 об.%., сахар 5 г/100 см, кислотность 4 — б г/дм . Мезгу з з

50 спиртуют до 10 об. и сбраживают в два этапа по вышеописанной схеме. Общий выход сусла при переработке винограда "Баян ширей составляет 83 дал/т. что на 2 дал больше, чем в прототипе. Выходспиртован55 ного сусла после последовательного отделения его в два этапа через стационарный суслосборник и шнековый стекатель составляет 68 дал/т. что на 7 дал выше, чем в пратагипе при отделении спиртованной мезги на шнековом стекателе. Непрерыв10

1 г /0356 ж

Исходное сусло с сло-самотек экст акто а ги

П име 1 — сб аживание мезги на десе тный виномате иал

2120. 1350 азность

П име 3 — сбражива и виномате иал

+150

450

Прототип аемый

+130 сть ный способ сбраживания мезги на предлагаемой установке обеспечивает ускорение процесса брожения на 10%.

В таблице 1 приведены данные о содержании фенольных веществ.

Из данных таблицы следует, что предлагаемая установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги обеспечивает дополнительное извлечение фенольных веществ, а содержание их увеличивается в спиртованном сусле-самотеке на 110 — 310 мг/дм (5,6 — 14,3%). После завершения второй стадии брожения и экстракции содержание фенольных веществ увеличивается на 150 — 320 мг/дм (22,0 — 23,7%).

Формула изобретения

Установка для непрерывного сбра>кивания виноградной мезги, включающая вертикальную цилиндроконическую бродильную емкость-экстрактор с горловиной с загрузочным и выгрузочным устройствами, установленными в ней один под другим два цилиндрических суслосборника, диаметры которых составляют соответственно 0,3 — 0,4 и 0,2 — 0,3 диаметра бродильной емкости, и цилиндроконическую выгрузочную камеру, смонтированные на вертикально установленном вдоль оси бродильной емкости-экстрактора валу перемешивающее устройство

5 и ворошители. отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода и улучшения качества готового продукта, она снабжена двумя соединенными между собой вертикальными цилиндроконическими ререзвуа10 рами для предварительного сбраживания спиртованной мезги, в бродильной емкости-экстракторе между валом и суслосборниками с выгрузочной камерой установлена коаксиально им переточная

15 труба для мезги, верхний конец которой снабжен воронкой, выполненной в виде усеченного конуса, и размещен на уровне горловины бродильной емкости-экстрактора, а нижний конец установлен над ее

20 днищем с зазором 0.10-0,15 ее высоты. при этом резервуары для предварительного сбраживания спиртованной мезги соединены в верхней части с бродильной емкостью-экстрактором посредством шне25 кового стекателя, выходной конец которого установлен над воронкой переточной тру бьi.

1770356

4>иг, у г

Фиг. 2

Составитель А.Мартаков

Техред М.Моргентал Корректор М.Керецман

Редактор Г.Бельская

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 3713 Тира>к Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035., Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5