Очистка вин центрифугированием

Большой интерес для винодельческой промышленности представляет очистка виноградных вин от тонких суспензий методом центрифугирования.

С 1862 г. специалистами различных стран безуспешно .производились попытки использовать центробежную силу для очистки вина. Неудачи в этом деле были связаны главным образом с недостаточным по величине центробежным полем у существовавших в то время промышленных центрифуг из-за низкого числа оборотов барабана. Серьезным препятствием был и несовершенный способ отвода обработанной жидкости из центрифуги, при котором вино сильно вспенивалось и насыщалось воздухом.

Лишь в 1933-1934 гг. были достигнуты удовлетворительные результаты по созданию приспособления для отвода обработанной жидкости без образования пены. К этому времени уже были созданы конструкции промышленных центрифуг с таким числом оборотов барабана, которое развивает центробежную силу, необходимую для разделения таких тонких суспензий, как вино. Так, например, центрифуга диаметром 250 мм при 7000 об/мин. дает центробежное ускорение, превышающее ускорение земного притяжения примерно в 7000 раз. Промышленные центрифуги, у которых центробежное ускорение превышает ускорение земного тяготения более чем в 3000 раз, стали называть сверхцентрифугами.

В настоящее время в Советском Союзе заводы строят весьма совершенные оверхцентрифуги - сепараторы различных типов. Эти аппараты обладают надежным приводом, дают высокую производительность и широко применяются в различных отраслях промышленности для очистки разнообразных жидкостей от загрязнений, находящихся в них во взвешенном состоянии.

Основной частью центрифуги является барабан, вращающийся с большой скоростью на вертикальном или горизонтальном валу.

Сущность очистки вина центрифугированием состоит в том. что мутное вино направляют в быстро вращающийся барабан, снабженный внутри цилиндрическими или коническими вставками. Здесь взвешенные частички, имеющие несколько больший удельный вес, чем осветляемая жидкость, движутся под действием центробежных сил по направлению к стенке барабана и скапливаются там в виде густого осадка. Осветленная же жидкость, пройдя внутренние лабиринты барабана между тарелками или между стенками цилиндров, отводится через специальное приспособление и выходит из центрифуги. Осадок удаляется из барабана при периодической разборке его и чистке или путем непрерывного спуска через регулируемые по величине отверстия.

Если какое-либо тело вращается вокруг оси, то на него будет действовать центробежная сила, т. е. сила инерции С, возникающая за счет изменения направления движения. Обозначим:

G - вес вращающегося тела в кг;

ω - окружная скорость вращения в м/сек;

r - радиус вращения в м;

g - ускорение силы тяжести (9,81 м/сек);

n - число оборотов в минуту;

m - масса тела.

Тогда действующая на вращение тела центробежная сила выразится

Подставляя в это выражение значение окружной скорости

получаем другое выражение центробежной силы

Приняв приближенно величину π² = 9,86 получаем

Из последней формулы видно, что центробежную силу легче увеличить повышением числа оборотов, чем увеличением диаметра барабана. Поэтому барабан с небольшим диаметром, но с большим числом оборотов, позволяет развить большую центробежную силу, чем барабаны большего диаметра, но с небольшим числом оборотов.

Для разделения эмульсий и тонких суспензий с низкой концентрацией твердой фазы, к которым надо отнести виноградное сусло и вино, применяют сепарирующие центрифуги с очень большим числом оборотов (12-17 тыс. об/мин.). Они дают ускорение центробежной силы, превышающее силу тяжести в 13200 и более раз.

На рис. 109 изображен схематический разрез специальной сверхцентрифуги - сепаратора для вина. Мутное вино через сетчатый бак 1 стекает в сборник 2, откуда по трубке 3 и распределителю 4 поступает в нижнюю часть вращающегося барабана, после чего тонкими слоями распространяется по тарелке 5. Под действием центробежной силы взвешенные частицы (дрожжевые клетки, бактерии и т. п.), как более тяжелые, отбрасываются ж периферии барабана, т. е. к нижней части тарелок. Здесь они скапливаются в пространстве 6, стекают из барабана по каналу 7 через насадку 8 в сборник 9 и выходят наружу. Одновременно отделенное от взвешенных частиц вино, как более легкое, поднимается по тарелкам к центру и выходит через отверстие 10 в сборник для осветленного вина 11.

Рис. 109. Схематический разрез сверхцентрифуги - сепаратора для вина

Повторное центрифугирование вина с добавлением небольшого количества (несколько граммов на 1 гл) диатомита не только очищает его, но и стерилизует. Опыты показывают, что центрифугирование вин уже достаточно прозрачных (после второй переливки) полностью удаляет из вина бактерии, вызывающие различные заболевания вин.

Таким образом, центрифугирование с успехом может быть использовано как один из методов лечения вин.

В последние годы центрифуги-сепараторы стали широко применяться за рубежом для осветления сусел и вин. Практика показала, что осветление сусел и вин на сепараторах не ухудшает вкуса и букета, а напротив, благоприятно действует на их развитие.

Сепараторы применяются для осветления сусла, чтобы исключить влияние посторонних примесей на процесс брожения; для осветления мутных молодых вин с большим количеством, дрожжей; для отделения оклеивающих и других веществ, не дожидаясь их оседания; для отделения вина от дрожжевого осадка. Вина, полученные из осветленного сусла, значительно легче осветляются фильтрацией. С большим успехом сепараторы применяются также при первой переливке молодых вин при наличии больших осадков. Необходимо учитывать, что сепараторы не заменяют фильтрацию, а только облегчают ее. Полного осветления вин до прозрачности с блеском сепараторы не дают. Основное значение применения сепараторов в винодельческом производстве заключается в том, что они дают возможность сократить срок осветления вин. Так, например, операция оклейки вина, требующая обычно для полного завершения процесса оседания 12-14 дней, при применении сепаратора сокращается до 2-3 дней.