Новое технологическое оборудование для винодельческой отрасли

Новое технологическое оборудование

для винодельческой отрасли

Виноградов В. А., д.т.н., начальник отдела технологического оборудования .

Кулёв С. В., к.т.н., ведущий научный сотрудник,

Чаплыгина Н. Б., старший научный сотрудник.

Национальный институт винограда и вина "Магарач"

Научно-технический уровень развития винодельческого производства Украины самым тесным образом связан с техническим оснащением его современным технологическим оборудованием. Эффективное развитие отечественной винодельческой отрасли, ориентированной на производство высококачественной конкурентоспособной винодельческой продукции в настоящее время немыслимо без оснащения его современным технологическим оборудованием. На протяжении десятилетий по мере развития технологических приемов переработки винограда и производства винодельческой продукции создавались образцы нового технологического оборудования и, наоборот, разработка принципиально нового оборудования служила основой для совершенствования и разработки новых технологий.

Проведение исследований и разработка нового технологического оборудования в НИВиВ "Магарач" ведётся на уровне мировых аналогов с использованием патентов Украины, имеющих мировую новизну, для повышения экспортного потенциала страны. Ряд разработок института не имеет аналогов в мире. Поскольку ввиду распада СССР Украина лишилась части основного технологического оборудования для виноделия, приоритет в разработке новых изделий, в первую очередь, отдаётся оборудованию, в котором остро нуждается отрасль, а именно, насосному, теплообменному оборудованию, оборудованию для обработки виноматериалов против различных помутнений и др.

В связи с этим в последние годы в НИВиВ "Магарач" разработано новое технологическое оборудование для тепловой обработки виноматериалов и придания им стабильности против кристаллических помутнений; для транспортирования сусла, вин и виноматериалов; для дозированного введения в поток виноматериалов различных ингредиентов; для приготовления суспензии бентонита "холодным" способом и др.

Переориентирование ряда винзаводов  первичного виноделия на самостоятельный выпуск  вин остро поставило проблемму их стабильности против кристаллических помутнений. В НИВиВ "Магарач" для решения этой проблемы разработаны установки для ускоренной обработки вин против кристаллических помутнений периодического и непрерывного действия. Использование этих установок позволяет сократить продолжительность обработки виноматериалов (сухих, крепленых, десертных), в зависимости от типа вина с 8-10 суток до нескольких часов. В отличие от дорогостоящих зарубежных установок, отечественная установка базируется на серийно выпускаемом отечественном оборудовании.

Аппаратурно-технологическая схема обработки виноматериала по ускоренной технологии представлена на рис. 1. Основным аппаратом установки ускоренной обработки виноматериалов против кристаллических помутнений является кристаллизатор. Кристаллизатор представляет собой вертикальный изотермический резервуар из нержавеющей пищевой стали 12Х18Н10Т. Внутри резервуара смонтированы специальные системы подачи и удаления продукта с приводным перемешивающим устройством. Перемешивающее устройство служит для интенсификации процесса кристаллизации за счет увеличения скорости подвода раствора солей винной кислоты к поверхности сформировавшихся кристаллов. Процесс обработки виномат виноматериала может быть интенсифицирован за счет введения в восходящий поток продукта дозированных количеств затравочных кристаллов битартрата калия, инициирующих рост кристаллов солей винной кислоты.

Вместимость кристаллизатора выбирается из расчета времени четырехчасового пребывания виноматериала в кристаллизаторе и объема вырабатываемой партии.

Рис.1 Аппаратно-технологическая схема ускоренной обработки вин против кристаллических помутнений:

1-Дозатор иннгредиєнтов ВДИ-10;

2-Установка для приготовления суспензии бентонита УСБ-0,5;

3- Бак с рас твором бентонита;

4- Бак с суспензией желатина;

5-Резервуар - отстойник;

6-Центробежный насос;

7- Фильтр-пресс;

8-поршневой насос ВНПБ-10/32 при использовании рассольного охладителя или центробежный  насос ВНЦ при использовании непосредственного охладителя типа ВУНО с фреоном;

9-Охладитель (рассольного типа или  типа ВУНО);

10-Кристализатор.

Затраты энергии на обработку холодом в разработанной схеме на 70-80% ниже, чем затраты в традиционной схеме обработки. При этом, сроки обработки партии виноматериала сокращаются с 8-14 сут. до 3-4 ч. За счет исключения большого количества изотермических резервуаров, холодильной камеры и оборудования для производства холода разработанная схема обработки виноматериалов характеризуется низкими капитальными затратами и небольшой занимаемой площадью. Использование в составе установки ускоренной стабилизации виноматерилов высокоэффективного агрегата непосредственного охлаждения типа ВУНО позволяет значительно снизить и эксплуатационные затраты. Следует отметить, что для комплектации новой установки используется, за исключением кристаллизатора, оборудование, выпускаемое машиностроительными предприятиями Украины, и имеющееся на большинстве винзаводов.

По проектам НИВиВ "Магарач" разработаны, изготовлены и эксплуатируются также установки обработки вин против кристаллических помутнений периодического действия с кристаллизаторами типа КВМ-15 и КВ-6. Установки разной производительности внедрены в ГК НПАО "Массандра", АФ "Магарач", на винзаводах ГП "Таврида", ГП "Гурзуф", ЗАО "Бурлюк", ГП "Малореченский" (АР Крым), Минском заводе игристых вин, КДУП "Речицкий винзавод" (Беларусь). Основное преимущество установки: она в 1,5 раза дешевле импортного аналога (производства Италии), а также может использоваться для обработки столовых и креплёных вин. Зарубежное оборудование предназначено для обработки только столовых вин.

При разработке эффективного теплообменного оборудования для обработки виноматериалов важное значение имеет выбор режимных и конструктивных параметров, обеспечивающих минимальный расход электроэнергии. Поиск различных альтернативных решений позволил НИВиВ "Магарач" разработать высокоэффективные теплообменные аппараты типа "труба в трубе", в которых в качестве хладоносителя используется новый экологически безопасный хладоноситель  -  экосол. Экосол содержит комплекс присадок, обеспечивающих полную защиту металла от корозии. Температура кипения экосола - 106°С, замерзания - минус 70°С. В ГП НПАО "Массандра" в настояцее время эксплуатируются разработанные НИВиВ "Магарач" трубчастые теплообменники марок ВХТ -12, ВТТ -18, ВХТ-24 с поверхностью теплообмена 12, 18 и 24 м²

Многие технологические процессы в первичном и вторичном виноделии связаны с введением в обрабатываемое сусло и виноматериал различных ингредиентов. Как показывают проведенные исследования, наиболее рациональным и эффективным направлением в решении этой задачи является использование насосного оборудования, с помощью которого можно не только транспортировать продукт,  но и одновременно проводить различные технологические обработки. В связи с этим НИВиВ "Магарач" разработана установка для перекачки продукта с одновременным дозирование ингредиентов в режиме интенсивного перемешивания в момент введения марки ВДИ-10 (рис. 2). При использовании установки увеличивается выход осветленного продукта за счет более плотного осадка (объем осадка снижается в 2 раза), а степень прозрачности обрабатываемого виноматериала после оклейки составляет 0,2-0,5 формазинных единиц, что резко сокращает расход фильтровальных материалов. Периодическая операция обработки виноматериалов осуществляется непрерывно в потоке при их перекачке из одного резервуара в другой, например, после проведения процесса купажирования. По наблюдениям, проведенным в ГК НПАО "Массандра", в обработанном на установке ВДИ-10 и разлитом в бутылке вине коллоидные помутнения не возникают в течение как минимум 1,5 лет. Установка изготавливается ЧП ПКФ "Техно-Т" (г. Нежин). Установка в настоящее время эксплуатируется на винзаводах ЗАО "Одессавинпром", ГК НПАО "Массандра", ОАО "Радсад", АО "Бахус" (Казахстан) и др.

Рис. 2 Внешний вид установки марки ВДИ-10

В основу конструкции установки ВДИ-10 положен поршневой насос марки ВНПБ-10/32, предназначенный для перекачки сусла и виноматериалов, с подачей 10м³/ч. Особенностью насосной установки ВНПБ-10/32, разработанной также в ИВиВ "Магарач", является минимизация механического воздействия на перекачиваемый продукт. Конструктивные параметры проточной части оптимизированы с целью получения максимально равномерного потока, большей высоты самовсасывания, уменьшения "нейтрального" пространства. В конструкции насоса используется бесшатунный привод оригинальной конструкции, вместо традиционного кривошипно-шатунного. Приводной механизм поршневого насоса является уникальным по своим возможностям. Он позволяет при эксцентриситете Rполучить ход поршня 4R. При этом в 1,8 раза уменьшается число двойных ходов. Кроме того, этот механизм позволяет осуществить привод ещё как минимум 3 насосов от одного двигателя. Именно это обстоятельство и использовано в установке ВДИ-10. Установка ВНПБ-10/32 на передвижной тележке предназначена для перекачивания вин, соков, сусла, дрожжевых осадков и других жидкостных сред. Насос марки ВНПБ-10/32 изготавливается ЧП ПКФ "Техно-Т" и эксплуатируется на винзаводах почти всех стран СНГ.

Отечественная винодельческая отрасль остро нуждается в совершенном насосном оборудовании для перекачки мезги. Мезгонасос ПМН-28, который выпускался с пятидесятих годов прошлого столетия, уже морально и физически устарел. Впервые в Украине в НИВиВ "Манарач" разработана насосная установка марки ВНПБ-32/32 для перекачки мезги, сусла, сока, сока с мякотью, дрожжевых и гущевых осадков, виноматериалов, вин и др. Изготовитель установки - ЧП ПКФ "Техно-Т". Установка эксплуатируется на винзаводах Украины и стран СНГ.

Принцип использования одной насосной установки для выполнения различных технологических операций применяется и в другой принципиально новой установке - в установке для приготовления суспензии бентонита марки УСБ-0,5 (рис. 3). Рабочий орган установки совмещает возможности центробежного насоса и высокоэффективного дисмембратора, что позволяет в течение 1-3 мин. без применения пара изготавливать суспензию бентонита с массовой долей от 5 до 20%. Установка обеспечивает 100%-ную однородность суспензии, использование которой при производстве вин различных типов обеспечивает существенное снижение дозировок бентонита и желатина при обработке виноматериалов. Приготовленная "холодным" способом на установке УСБ-0,5 суспензия бентонита сохраняет стерильность, может храниться без снижения сорбционной способности и гигиенических показателей и без выделения воды в течении не менее 3 месяцев.

Рис.3. Установка для приготовления суспензии бентонита марки УСБ-0,5

Изготовитель установки - ЧП ПКФ "Техно-Т". Наибольшая эффективность обработки виноматериалов достигается при совместном использовании установки УСБ-0,5 и установки для дозирования ингредиентов в потоке марки ВДИ-10. На головном винзаводе ГК НПАО "Массандра" бентонитовой суспензией "холодного" приготовления обработано более 100 тыс. дал виноматериалов, что позволило обеспечить высокое качество и стабильность готовой продукции. В мировой практике виноделия оборудование данного типа разработано впервые и не имеет аналогов. Установка внедрена на винзаводах Украины и стран СНГ.

Дальнейшим развитием направления использования одной насосной установки для выполнения различных технологических операций является разработка другой принципиально новой установки - установки для кавитационной обработки дрожжевой массы для приготовления автолизатов марки ВА-0,6. Установка предназначена для включения в технологическую схему приготовления автолизатов дрожжей в качестве основного технологического элемента, а также может быть использована для приготовления суспензии бентонита при проведении технологических обработок соков и виноматериалов с целью их осветления и стабилизации.

Рабочий орган установки представляет собой специально сконструированный дезинтегратор, который при циклическом перекачивании продукта обеспечивает его обработку в кавитационном режиме, что позволяет гарантировать гибель дрожжевых клеток и индуцировать их автолиз, а также обеспечивает активирование в процессе приготовления суспензии бетонита холодным способом без его набухания.

В отличие от установки УСБ-0,5 в установке ВА-0,6 рабочим органом являются два вращающихся в разные стороны ротора.  Каждый ротор также состоит из дисков, соединённых с кольцевыми дисками стальными пальцами, и закреплен на отдельных валах. Валы роторов приводятся во вращение от индивидуальных электродвигателей. Установка не имеет зарубежных и отечественных аналогов. Изготовитель установки ВА-0,6 (рис.4) - ЧП ПКФ "Техно-Т" (г. Нежин).

Рис. 4. Установка кавитационной обработки дрожжевой массы для приготовления автолизатов марки ВА-0,6

Сульфитирование относится к одному из наиболее важных технологических процессов виноделия. Обобщая опыт эксплуатации сульфитодозирующего оборудования (которое в настоящее время не выпускается и на большинстве винзаводов не эксплуатируется) и зарубежный опыт, разработана специальная установка с поточным дозированием маточного раствора диоксида серы марки УПСМ-32/125. Использование вышеперечисленных устройств позволит резко повысить качество обработки мезги, сусла и виноматериалов и снизить дозы диоксида серы (предположительно в 2 раза), исключить попадание диоксида серы в окружающее пространство и, в конечном итоге, улучшить качество выпускаемых вин.

Разработанная в НИВиВ "Магарач" установка для перекачки и сульфитирования мезги в потоке марки УПСМ-32/125 предназначается для осуществления операции перекачки и одновременной сульфитации мезги и применяется на заводах, производящих соки и вина. Изготовитель установки УПСМ-32/125 - ЧП ПКФ "Техно-Т" (г. Нежин).

В настоящее время разработка нового оборудования для виноделия продолжается. Тематически планом НИВиВ "Магарач" на 2011-2015 гг. проводится разработка комплекта оборудования для комплексной обработки виноматериалов против коллоидных и кристаллических помутнений марки КСВ-12 и установки для сбраживания сусла на мезге с высоким технико-технологическими показателями марки УБМ.

Для справок обращайтесь к менеджеру Техно-Т Валентину по тел. +380939662050, +380681945008,  e-mail: tehno-t@i.ua