§ 43. Использование дрожжевых и гущевых осадков

В настоящее время при переработке дрожжевых и гущевых осадков получают спирт, виннокислую известь или сушеные винные дрожжи. В отдельных случаях получают винный камень. Выбор технологического процесса, аппаратура и вид получаемого виннокислотного сырья обуславливаются химическим составом дрожжевых и гущевых осадков и мощностью винодельческого предприятия. Можно отжимать и сушить дрожжевые осадки на мелких заводах первичного виноделия или отправлять их на ближайшие крупные заводы в цеха комплексной переработки отходов.

Осадки, полученные от оклейки вина, содержат очень мало виннокислых соединений (1-5% в пересчете на сухое вещество), но довольно большое количество спирта. Поскольку они обогащены белковыми веществами, получать из них сушеные дрожжи экономически нецелесообразно из-за низкого качества получаемого сырья. Если осадки содержат много частей глины, земли, растертых клеток кожицы винограда или получены из слабоградусных вин, то они содержат мало виннокислых соединений и из них могут не получиться сушеные дрожжи, отвечающие техническим условиям. Для сушки пригодны дрожжи, содержащие не менее 20% винной кислоты (на сухое вещество). Дрожжевые осадки с меньшим содержанием винной кислоты следует направлять на отгонку спирта и получение из барды виннокислой извести.

На крупных винзаводах наиболее целесообразно отделить вино из дрожжевых осадков декантацией, а затем направлять их на переработку. Для окончательного отделения вина должны широко использоваться рамные фильтрпрессы.

При перегонке дрожжей необходимо учитывать следующие особенности. Непосредственно подвергать перегонке можно лишь жидкие дрожжи. Отжатые и густые дрожжи перед перегонкой следует размешать в воде или слабоградусном спирте, собранном во время предыдущих операций перегонки, до получения однородной сметанообразной массы. Излишнее разбавление нежелательно, так как при сильном разбавлении получается слабоградусный спирт, дольше длится перегонка, увеличивается расход пара, барда получается также излишне разбавленной, следовательно, увеличивается расход минеральной кислоты при ее обработке и уменьшается выход виннокислых соединений.

Получение виннокислой извести. Этот процесс сводится к следующим операциям: растворение виннокислых соединений, содержащихся в осадках; отделение их раствора от нерастворимых примесей; нейтрализация растворов и осаждение из них виннокислой извести; промывка и сушка виннокислой извести.

Виннокислые соединения можно растворять путем обработки барды минеральными кислотами или содой. Обработка минеральными кислотами дешевле и дает несколько больший выход. Обработка содой проще, требует меньшей квалификации и более безопасная. При утилизации дрожжевых осадков лучшее качество виннокислой извести дает обработка барды соляной кислотой. Однако неудобства транспортировки, трудности, связанные с механизацией процесса и более высокая стоимость соляной кислоты, вынуждают применять серную кислоту. Серная кислота, реагируя с виннокислыми солями дрожжевых осадков, которые в воде растворяются плохо, переводит их в свободную хорошо растворимую винную кислоту (в 100 частях холодной воды растворяется 157 частей винной кислоты). Реакция серной кислоты с виннокислыми солями проходит медленно, особенно при низкой температуре. Поэтому барду надо обрабатывать, пока она горячая, или подогревать ее до 75-80°С. Даже в горячем состоянии обработка барды серной кислотой продолжается не менее 3 ч.

Для отделения растворов винной кислоты от нерастворимого остатка применяют ряд методов, наиболее простой из которых - метод декантации. Горячая барда подается из приемников в реакторы-отстойники на ¹/₃ их объема. Затем задается серная кислота - около 3% от веса барды или 6-9% от веса отжатых дрожжей. После часового размешивания индикаторной метил-виолетовой бумажкой или раствором метил-виолета проверяют, достаточно ли задано серной кислоты. Окраска метил-виолетовой бумажки должна быть слегка голубоватой. В зависимости от результатов проверки, если окраска метил-виолетовой бумажки не голубоватая, прибавляют серную кислоту или барду.

После обработки серной кислотой горячую массу разбавляют в три раза горячей водой из дефлегматора, тщательно размешивают до однородной консистенции и отстаивают в течение 12-18 ч. После отстаивания жидкость декантируют и направляют в нейтрализатор для получения виннокислой извести. Осадок вновь разбавляют водой, размешивают до однородной консистенции и отстаивают. Полученную жидкость декантируют и направляют на нейтрализацию или на разбавление дрожжевых осадков после обработки их кислотами.

При обработке содой горячую барду также наливают в свободный реактор-отстойник на ¹/₃ его емкости. Температура массы должна быть не ниже 75°С. Барда при непрерывном перемешивании обрабатывается 20%-ным раствором кальцинированной соды. При этом выделяется много пены, и масса может быть выброшена через борт реактора; поэтому приливать раствор соды надо постепенно. Реакция с содой происходит быстрее, чем с серной кислотой. Раствор соды приливают до тех пор, пока лакмусовая бумажка не покажет, что реакция среды стала слегка щелочной. Через полчаса вновь проверяют, какая реакция. Если она по-прежнему щелочная, раствор доливают водой доверху, размешивают до однородной консистенции, дают отстояться в течение 12-18 ч, осветлившуюся жидкость направляют в нейтрализатор для осаждения виннокислой извести. Осадок промывают так же, как при обработке барды серной кислотой.

На крупных предприятиях декантационный метод должен быть заменен фильтрацией. Для этого дрожжевая барда после раскисления минеральной кислотой или обработки содой подается на рамный фильтрпресс. Фильтрат направляется на нейтрализацию.

Виннокислотный раствор, полученный по любому методу, перед нейтрализацией нагревается до температуры не ниже 45-50°. Если барда обрабатывалась минеральной кислотой, то раствор нейтрализуют путем добавления известкового молока или мела. Конец реакции нейтрализации определяется по лакмусу: синяя лакмусовая бумажка сначала сильно краснеет, когда она становится слаборозовой, приливание известкового молока прекращают. По окончании реакции нейтрализации выделившаяся виннокислая известь отделяется от раствора путем декантации. После слива жидкости на осадок наливают свежую порцию отстоявшейся барды и вновь нейтрализуют. Так повторяют несколько раз, пока на дне не накопится некоторое количество виннокислой извести. Ее извлекают и направляют на промывку. Промывку производят в небольшом резервуаре холодной водой три-четыре раза, каждый раз давая отстояться осадку виннокислой извести в течение 30 мин. Промывка повышает содержание винной кислоты в виннокислой извести на 5-10%.

Если барда обрабатывалась содой, то раствор нейтрализуют раствором хлористого кальция. Получается виннокислая известь высокого качества. Однако содовый метод очень дорогой, требует большого расхода кальцинированной соды и хлористого кальция.

Влажная виннокислая известь нестойка, в ней под влиянием различных микроорганизмов быстро снижается содержание винной кислоты. Поэтому ее нужно как можно скорее высушить. Сухую виннокислую известь затаривают в крафтмешки или бочки и партиями направляют на заводы для получения винной кислоты.

По технологической схеме комплексной переработки дрожжевых осадков густые винные дрожжи, поступающие на переработку после получения ферментных концентратов, разводятся и при наличии сахара сбраживаются. После сбраживания отгоняется спирт. Полученный спирт-сырец идет на ректификацию, в результате чего получается спирт-ректификат, высшие спирты, альдегиды. При дальнейшей перегонке дрожжевой барды с водяным паром получается энантовый эфир. Горячую барду обрабатывают минеральной кислотой. Полученный раствор винной кислоты отфильтровывают и нейтрализуют известковым молоком. Осадок виннокислой извести отделяют, обезвоживают и после высушивания направляют на получение винной кислоты.