Непрерывные методы шампанизации в резервуарах

Агабальянцем и Мержанианом еще в 1940 г. было предложено проводить непрерывное сбраживание при резервуарном методе шампанизации.

По Агабальянцу (1952, 1958, 1962), непрерывный метод шампанизации по сравнению с резервуарным периодическим способом имеет следующие технологические особенности:

1) размножение дрожжей производится независимо от основного вторичного брожения; оно проводится в условиях, наиболее благоприятствующих их размножению (введение воздуха, размешивание);

2) процесс шампанизации можно начинать при Eh ниже 250 мв, он проходит при пониженных его величинах;

3) количество дрожжевых клеток может быть 2-3, а не 25-30 млн. в 1 мл, как при периодическом резервуарном методе. Дрожжи находятся во взвешенном состоянии, а не в осадке;

4) процесс вторичного брожения протекает при более высоком давлении углекислоты (5 ат), чем в одиночном резервуаре; содержание связанных форм углекислоты выше;

5) в последних двух резервуарах находятся полиэтиленовые, фарфоровые или керамические кольца, на которых накапливаются дрожжи, подвергающиеся со временем автолизу.

Производительность оборудования при данном методе выше на 40%, чем при периодической шампанизации, при сохранении общей быстроты брожения. Себестоимость снижается на 20%.

В 1962 г. была принята технологическая инструкция по производству Советского шампанского в непрерывном потоке, основанная на опыте Московского и Горьковского шампанских заводов.

При аппаратурной схеме, предложенной Брусиловским (1960, 1960а, 1962) совместно с Агабальянцем и Мержанианом технологический процесс ведется в соответствии с инструкцией 1965 г. следующим образом.

Перед пуском установка должна быть тщательно подготовлена: все резервуары, трубопроводы и теплообменники промываются раствором соды (1,5-2%-ным), горячей и холодной водой, проверяются на герметичность (7-7,5 ат) и стерилизуются 0,2%-ным раствором сернистой кислоты не менее чем за 1 ч. Для удаления сернистой кислоты проводится промывка холодной водой, которая затем вытесняется углекислотой.

При пуске установки первая загрузка каждого резервуара бродильной системы проводится, как при периодическом резервуарном методе. Порядок загружения резервуаров - от последнего к первому, причем каждый последующий резервуар загружается после сбраживания 3-4 г/л сахаров в предыдущем резервуаре. Пуск потока выполняют, когда начинается забраживание в первом резервуаре, а в последнем будут требуемые кондиции как по давлению углекислоты, так и по содержанию сахаров.

Вслед за этим включают напорные резервуары с фильтрованной бродильной смесью. Избыточное давление перед пуском поднимают в газовых камерах напорного, ликерного и приемного резервуаров выше, чем в последних бродильных резервуарах, на 0,2-0,3 ат с помощью баллонной углекислоты. Затем последовательно соединяют бродильные резервуары, удаляя газ в атмосферу и открывают вентиль перед приемным резервуаром. Включают одновременно дозирующие устройства для дрожжевой разводки и экспедиционного ликера. Дозирование дрожжевой разводки в сутки: 2-3 млн. дрожжевых клеток на 1 мл бродильной смеси. Минимальная длительность брожения 17 суток. Сбраживается не менее 18 г/л сахаров.

Игристое вино из каждой батареи резервуаров охлаждается до температуры -4,5÷-5,0°С. Затем следует дозирование ликера в потоке с выдержкой в термос-резервуаре не менее 2 ч. При фильтровании в потоке следует использовать одноступенчатое охлаждение и вводить ликер перед фильтром. На рис. 11 дана схема производства в потоке.

Рис. 11. Схема установки для непрерывной шампанизации

Особенностью изготовления Советского шампанского этим методом является также введение аскорбиновой кислоты с таким расчетом, чтобы ее содержание в готовом продукте было около 75 мг/л.

На Киевском шампанском заводе был в последние годы существенно изменен процесс непрерывной шампанизации (Квасников, Саришвили, Семенов, 1964; Саришвили, 1965). В числе изменений: проведение брожения с использованием селекционированных дрожжей расы "КР", культивировавшейся в замкнутом цикле; брожение в резервуарах при температуре 6-4°С (без снижения производительности); использование для заполнения всех резервуаров батарей взамен полиэтиленовых трубок фарфоровых колец Рашига в возрастающем количестве от первого резервуара к последнему, исключение пастеризации бродильной смеси и обработки кулажей холодом; возможное исключение фильтрации шампанизированного вина.

Следует отметить, что испытания розлива без фильтрации в условиях перечисленных улучшений показали содержание только 1-2 клеток дрожжей в 1 мл, т. е. такое их число, которое содержится и после фильтрования. Стойкость вина была нормальной при выдержке в термостате при 25-27°С в течение 10 суток.

Было также показано, что введение в акратофорную смесь некоторых аминокислот (фенилаланина и тирозина) в количестве 50 мг/л повышает качество на 0,6-0,9 балла.

Комплекс указанных приемов, примененных на Киевском шампанском заводе, обеспечил существенное повышение качества Советского шампанского, в особенности его игристых и пенистых свойств.

В технологической схеме непрерывной шампанизации на Одесском шампанском заводе имеются некоторые особенности (Филиппов, 1963а). Ликер с купажом при изготовлении бродильной смеси смешивается во всасывающей части центробежного насоса; введение в поток бродильной смеси, дрожжей и экспедиционного ликера производится самотеком, выдержка на холоде в течение 24 ч выполняется в потоке. Температурный режим в акратофорах, обескислороживание, термообработки и ряд других операций регулируются также автоматически.

На Горьковском шампанском заводе (Горло, 1961, 1962) используется строенная установка для проведения брожения в потоке. Загрузочная часть состоит из четырех вертикальных резервуаров в 250 дал; имеется восемь дрожжанок по 80 дал; каждая бродильная батарея состоит из шести резервуаров по 475 дал. В последних двух резервуарах батареи имеется 60-70-сантиметровый слой наполнителей (кольца из полиэтилена, которые закрепляются капроновыми сетками). Размножение дрожжей проводится при 11-13°С. Количество дрожжевых клеток в бродильных резервуарах поддерживается на уровне 5-4 млн. в 1 мл в первых четырех и 3-1 млн. в 1 мл в пятом и шестом; причем число почкующихся клеток снижается (от 40 до 0%), а число угнетенных повышается к шестому резервуару (от 4 до 50%).

Экспедиционный ликер вводится в распыленном виде. Аскорбиновая и сернистая кислоты вводятся ступенчато, в два приема: при изготовлении экспедиционного ликера перед его выдержкой и в готовый ликер - перед дозировкой.

Для охлаждения готового вина до -5°С используют 4 теплообменника системы "труба в трубе" общей поверхностью охлаждения 11,5 м². После охлаждения выдержка при температуре -5°С длится не менее 24 ч. Подача вина, дрожжей и ликера производится по стационарным трубопроводам. На Горьковском заводе имеется автоматическая углекислотная станция, поддерживающая необходимое давление во всех системах. Освобождающаяся углекислота используется повторно.

Непрерывный метод брожения в резервуарах делает необходимой и возможной автоматизацию основных технологических процессов и их контроля. Последняя инструкция (1965) требует обязательного использования систем автоматических контрольно-измерительных и регулирующих приборов, особенно для поддержания давления и производительности линии непрерывной шампанизации.

На заводах, применяющих этот метод, проводятся большие работы для максимальной автоматизации процессов. На Московском шампанском заводе уже давно (Брусиловский, 1959, 1960) были автоматизированы: регулирование углекислотного давления в газовой системе установки; регулирование скорости потока в бродильных резервуарах; контроль температур вина при всех процессах и регулирование охлаждения как в потоке, так и в термос-резервуарах.

Если возможности автоматизации при периодической резервуарной шампанизации были ограниченными, а комплексная автоматизация громоздка и не окупала затрат, то непрерывный поток при шампанизации, по мнению Глухова (1961), делает комплексную автоматизацию технологических процессов реальной.

НИИавтоматпром (г. Гори) осуществляет автоматизацию регулирования основных технологических параметров, их контроль и аварийную сигнализацию на опытно-производственной линии Тбилисского шампанского завода, состоящей из резервуаров по 1100 дал.

В настоящее время метод непрерывной шампанизации внедряется на всех заводах резервуарной шампанизации в Советском Союзе. Интерес проявляется к этому методу и за рубежом, особенно в США. Он запатентован в ряде стран.

Для дальнейшего повышения качества Советского шампанского, ускорения процессов изготовления при резервуарно-непрерывном методе необходима углубленная научно-исследовательская работа. Наиболее важным направлением этой работы, по нашему мнению, является изучение и усиление влияния образующейся дрожжевой биомассы.

Выяснение различий в образовании отдельных высших спиртов, эфиров, альдегидов в разнообразных условиях проведения вторичного брожения при сопоставлении их образования с аминокислотным составом используемого вина и квалифицированным определением качества получаемого продукта также является важным.

Такие исследования покажут разницу между Советским шампанским, изготовленным различными методами, и игристыми винами Шампани.

Первые работы такого рода уже проводятся.

По данным Родопуло (1962), при шампанизации в потоке на Московском шампанском заводе Eh вина претерпевает следующие изменения (в мв): в купаже до перекачивания 381,6; после перекачивания 458,8; в акрато-форной смеси 409,8; после забраживания 340,8, а после фильтрации 378,7 (два последних процесса - биологическое обескислороживание); акратофор № 1 - 385,5; № 2 - 355,5; № 6 - 335,0; отстойный № 8 - 347,8; готовое шампанское после фильтрации - 365,8.

Первые работы по изучению аминокислот - важных источников образования как ценных, так и вредных летучих продуктов при непрерывном методе шампанизации, выполнены Родопуло (1962). Они показали обогащение при этом методе шампанского аминокислотами.

Проведенные на Московском шампанском заводе последние исследовательские работы при использовании принятой технологической схемы определили динамику ферментов, азотистых веществ, органических кислот и окислительно-восстановительного потенциала при непрерывной шампанизации.

Герасимов и Смирнова (1965) показали динамику активности протеолитических ферментов и β-фруктофуранозидазы (инвертазы) в течение непрерывной резервуарной шампанизации. Протеолитическая активность увеличивается после термообработок с 5,6 до 11,2 мг аминного азота на 100 мл вина. Далее, в различных резервуарах потока, ее активность колеблется мало. β-фруктофуранозидаза имеет высокую активность после подбраживания и введения дрожжевой разводки и достигает 1246-1570 мг инвертного сахара на 100 мл вина. После термообработки активность ее значительно снижается. В резервуарах при шампанизации происходит значительное снижение активности этого фермента (до 488-940 мг/100 мл). В бродильном резервуаре с наполнителями она повышается до 998-1246 мг/100 мл. Полученные Герасимовым и Смирновой данные показывают, что при непрерывной шампанизации имеются условия, благоприятствующие активности изучавшихся ферментов.

Кишковский, Сахарова и Коссобудская (1965) изучали в течение года динамику азотистых веществ при шампанизации в непрерывном потоке. Ими установлено, что при подготовке к шампанизации после подбраживания и термообработок происходит уменьшение общего содержания аминного, белкового и аммиачного азота. Например, в купаже общего азота 299,6 мг/л, после термообработки 221,0 мг/л. Увеличивается только содержание азота меланоидинов.

В процессе вторичного брожения закономерные изменения не были отмечены; накопления аминного азота во всех резервуарах, включая резервуар с наполнителями, не было. Содержание общего азота колебалось от 203,0 до 288,0 при его содержании в купаже 323,1 мг/л, а аминного от 24,6 до 54,9 при содержании в купаже 54,9 мг/л. В связи с благоприятными условиями для жизнедеятельности дрожжей автолизированные клетки не обнаруживались. Авторы пришли к выводу, что в процессе непрерывной шампанизации обогащения шампанского азотистыми веществами не происходит.

Агабальянц и Авакянц (1966) приводят данные о том, что активность ферментов, содержание азотистых и поверхностно-активных веществ в зоне насадок во много раз превышают эти показатели в бродильной смеси. Дрожжи, задерживающиеся на насадках, в течение длительного использования резервуаров линии являются мертвыми и автолизируются. В этой зоне линии активность протеазы, β-фруктофуранозидазы и эстеразы во много раз выше, чем в исходном вине. Повышается содержание азотистых веществ; например, если до прохождения через насадки общее содержание азотистых веществ 323, то после - 387 мг/л. Увеличение содержания при непрерывной шампанизации аминокислот подтверждено хроматографией на бумаге.

Судя по этим данным, изменения активности ферментов и содержания азотистых веществ при непрерывной шампанизации могут происходить по-разному, в зависимости от условий, но прежде всего от длительности эксплуатации линии и состояния в связи с этим дрожжей, находящихся на насадках. Может иметь значение и характер используемого вина. Дальнейшие исследования лучше покажут ход этих изменений при непрерывной шампанизации.

Агабальянц и Авакянц (1965) методом нисходящей хроматографии на бумаге и химическими анализами показали, что при непрерывной шампанизации в акратофорах бродильной линии происходит уменьшение яблочной (от 2,25 до 1,30 г/л) и лимонной кислот; количество молочной кислоты увеличивается от 0,81 до 1,25 г/л. Содержание других кислот меняется мало. Выделение винного камня снижает содержание винной кислоты на 0,25 г/л. Титруемая кислотность уменьшается на величину около 1 г/л. Содержание летучих кислот повышается примерно на 0,2 г/л. Эти важные данные говорят о том, что в процессе непрерывного брожения, несмотря на тщательную обработку купажей, низкие рН и температуру вина, возможно протекание яблочно-молочного брожения. Насколько это типично для непрерывного вторичного брожения, пока не ясно.

Авакянц (19656) установил, что при непрерывной шампанизации вследствие длительного перехода в течение вторичного брожения продуктов автолиза дрожжей происходит снижение окислительно-восстановительного потенциала.

Он же показал, что при непрерывной шампанизации улучшается формирование игристых и пенистых свойств шампанского вследствие накопления поверхностно-активных веществ и увеличения динамической устойчивости двусторонних пленок вина.

В заключение необходимо прежде всего отметить, что производство Советского шампанского и игристых вин резервуарным методом благодаря применению непрерывного вторичного брожения оказалось значительно усовершенствованным и перспективным. В связи с развитием в течение последних 25 лет в Советском Союзе непрерывной шампанизации резервуарный метод усовершенствован в большей степени, чем за 100 лет существования его периодической модификации во многих странах.

Христианство в искусстве форум иконы.