Способ определения интенсивности брожения бродильной смеси в потоке Советский патент 1984 года по МПК G01N33/14 

-t 1 11 Изобретение относится к винодельческой промьшшенности, в частности к способам определения интенсивности брожения бродильной смеси в потоке При производстве шампанского, и может быть использовано для определения инте «аганости спиртного брожения. Известен способ определения интенсивности брожения путемотбора пробы, измерения количества диоксида углерод и установление интенсивности брожения Недостатком Такого способа является снижение точности определения интенсивности брожения при повьппенных давлениях (например прИ шампаиизации вина) вследствие значительной растворимости углекислого газа в бродильной смеси. Наиболее близким к предлагаемому является способ определения интенсивности брожения бродильной смеси в потоке, предусматривающий изобарический отбор пробы бродильной смеси постоянного объема, измерение ,количества содержащегося в ней диI оксида углерода и установление интенсивности брожения 23 . Недостатком известного способа является низкая точность определения интенсивности брожения, обуслов. ленная тем, что производится измерение общего количества углекислого газа, содержащегося в бродильной смеси к моменту отбора пробы, в то время как общее количество углекислого газа в бродильной смеси включает в себя углекислый газ, образовав шийся в результате брожения , а также углекислый газ, внесенный в бродильную смесь с исходным продуктом (нап ример, при шампанизации вина началь нов содержание углекислого газа в исходном виноматериале изменяется от следов до 2 г/л, в то время как в игристых винах оно доходит до 10 г/л) Цель Изобретения - повышение точ ности анализа. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения интенсивности брожения бродильной смеси в потоке, предусматривающему изобарический отбор пробы бродильной смеси постоянного объема,, измерение количества содержащегося в ней диоксида углерода и установле ние интенсивности брожения, одновре Менно с отбором пробы из зтой же то ки отбора дополнительно изобарическ 62 ртбирают пробу бродильной смеси такого же объема, выдерживают ее при температуре, равной температуре бродильной смеси в точке отбора проб и измеряют в ней количество диоксида углерода, а установление интенсивности брожения ведут по разности содержания диоксида углерода в пробах. Предлагаемый способ осуществляется следующим образом. В процессе вторичного брожения : (шампанизации) бродильной смеси в непрерывном потоке в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей отбирают изобарически одновременно две пробы одинакового постоянного объема бродильной смеси. В первой пробе волюмометрическим методом измеряют количество диоксида углерода. Вторую пробу выдерживают при температуре, равной температуре бродильной смеси в точке отбора проб, в течение.времени, соответствующего необходимой длительности брожения бродильной смеси, затем в ней измеряют волюмометрическим методом количество диоксида углерода. Интенсивность брожения устанавливают по расчетной формуле V-, Лог -.00372-е„), где W - интенсивность брожения , г/л г; К - коэффициент пересчета количества образующегося при брожении диокси да углерода в количество сбраживаемо-; го сахара, равный 2,046; V, - объем диоксида углерода в первой пробе, мп; V - объем диоксида углерода во второй пробе, мл; Т - время вьщерживания второй пробы, ч; У„ - объем пробы, мл; р - плотность диоксида углерода, г/л; 0,00372 - термический коэффициент объемного расширения диоксида углерода, 9„ - температура диоксида углерода в момент измерения его количества в пробах бродильиой смеси, С. Пример . Определяют интенсивность брожения при шампанизации вина в непрерывном потоке в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей на типовой двухкорпусной бродильной -установке производительностью 20 дал/ч шампанизированного вина. Для брожения используют бродильную смес с дрожжами вида Satcharomycess oviformis, расса РШ-21. Концентрация дрозкжевых клеток бродильной смеси составляет 4,1 млн/мл. На чертеже изображено устройство для одновременного изобарического отбора проб бродильной смеси из брб дильного аппарата. Устройство содержит пробоотборни 1, снабженный краном 2, тройником 3 и манометром 4, пробоприемники 5и 6, снабженные мембранными-клапа нами 7-10, и тройник 11 с манометром 12, подсоединенный к магистрали 13 углекислого газа через кран 14. Пробоотборник 1 установлен в первом по ходу потока бродильном аппарате 15 на расстоянии одного метра, по высоте аппарата от точки ввода бродильной смеси на брожение. В бродил ном аппарате 15 в непосредственной близости от точки отбора проб установлен термометр 16. Непосредственно перед отбором проб бродильной смеси открывают кра 2 и отбирают порцию бродильной сме си объемом 2-3 л для удаления из пробоотборника 1 бродильной смеси, находящейся в нем с момента отбора предыдущих проб,, после чего кран 2 закрывают. Затем к тройнику 3 подсоединяют пробоприемники 5 и 6 со стороны кла панов 7 и 8. К пробоприемникам 5 и 6со стороны клапанов 9 и 10 через тройник 11 и кран 14 (в закрытом по ложении) подсоединяют магистраль 13 диоксида углерода.По термометру 16 определяют температуру бродильной смеси в точке отбора проб, которая составляет вр 11,2 С. При закрытых клапанах 7 и 8 откр вают кран 2 и манометром 4 измеряют давление бродильной смеси в точке отбора проб, которое составляет р.52 МПа.

Перед изобарическим отбором проб в пробоприемкиках создают давление диоксида углерода,. равное давлению, в бродильном аппарате в точке отбора проб. Для этого открывают клапаны 9 и 10, а затем кран 14 и по манометру 12 следят за изменением давления в пробоприеьшиках 5 и 6. После того как величина давления достигает зна,2,046 - коэффициент.пересчета количества образующегося при брожении углекислого газа в количество сбраживаемого при этом сахара;

12,63 мл - объем углекислого газа в первой пробе бродильной смеси; 64 чения 0,52IМПа,закрывают кран 14 и клапаны 9 и 10 и отсоединяют тройник II от пробоприемников 5 и 6. Затем открывают клапаны 7 и 8,выпуская из пробоприемников в атмосферу минимальное количество диоксида углерода путем открытия клапанов 9 и 10, отбирают пробы бродильной смеси, не допуская выделения пузырьков и вспенивания проб в процессе отбора. Степенью открытия клапанов 9 и 10 добиваются одновременного заполнения обоих пробоприемников.После появления бродильной смеси на выходе клапанов 9 и 10 их закрывают, а зате.м закрывают клапаны 7,8 и кран i. После этого пробоприемники 5 и 6 с пробами бродильной смеси отсоединяют от тройника 3. В пробе бродильной смеси, заключенной в пробоприемнике 5, определяют количество диоксида углерода волюмометрическим методом. Суммарный его объем, установленный в результате анализа первой пробы, составляет V 12,63 мл. Пробоприемник 6 с второй пробой бродильной смеси сразу же помещают в термостат , в котором поддерживают температуру , равную температуре в точке отбора проб, а именно вр 1 1,2С, и выдерживают в нем в течение t 2ч После этого во второй пробе бродильной смеси, заключенной в пробоприемнике 6, определяют количество диоксида углерода также волюмометрическим методом. Суммарный его объем, установленный в результате анализа второй пробы после ее выдержки, составляет V| 18,25 мп. Интенсивность брожения рассчитывают по формуле (1-0,00372 б„) tr V где W интенсивность брожения, выраженная через изменение кон-г центрации сахара в бродильной смеси, г/л.ч;

S1 1

V 18,25 МП - объем углекислого газа во второй пробе бродильной смеси после вцдержки 2 ч - время вьщержИвания

второй пробы бродильной сме

си;

V 100 мл - объем пробы; f 1,976 г/л - плотность углекислого газа при нормальных условиях;

0,00372 - термический коэффициент

объемного расширения углекислого газа, бр 22,0С - температура углекислого газа в момент измерения его количества в пробах бродильной смеси. Подставив численные значения величии получают W 0,104 г/л.ч.

Конструкция и технические характеристики оборудования и приборов, использованных для проведения экспериментов, приведены ниже.

Пробоотборник,I выполнен из отрезка толстостенной трубы из нержавеющей стали с приваренным к нему штуцером, который вворачивается в бобьшку, приваренную к стенке бродильного annapaia. Длина погружной части пробоотборника выбрана равной половине диаметра бродильного аппарата Тройники 3 и И сварены из отрезков толстостенных труб из нержавеющей стали.

При проведении эксперимента исполь зуют манометры 4 и 12 типа ОБМ1-160, диапазон измерения которых 0-1 МПа, класс точности 0,6, и термометр 16 типа ТЛ-4 с пределом измерения , ценой деления 0,1С и погрешностью измерения tO,.

166

Пробрприемники 5 и 6 имеют объем камер V 100 мл, по своей конструкции аналогичны пробоотборникам для взятия проб игристого вина на анализ из резервуаров, и отличаются от них лишь отсутствием манометра.

Соединение элементов устройства для отбора проб выполнено резиновыми трубками высокого давления, которые снабжены штуцерами с резьбовым соединением. Краны 2 и 14, а также соединительные трубки рассчитаны на работу под давлением до 1 МПа.

Для вьщерживания пробы бродильной смеси при температуре, равной температуре в бродильном аппарате в точке отбора проб, используют термостат типа ТС-16А.

Результаты зкспериментальных исследований характеристик по прототипу и предлагаемому способу определения интенсивности брожения в потоке представлены в таблице.

Использование предлагаемого способа позволяет по сравнению с прототипом повысить точность определения интенсивности бр.ожения в потоке. Погрешность определения предлагаемым способом интенсивности брожения при шампанизации вина в потоке составляет не 0,005 г/л«ч, в то время как эта погрешность в прототипе составляет 0,02-0,1 г/л.ч в за|ВИсимости от содержания СО в исходном виноматериале, момента отбора пробы и других факторов, т.е. применение предлагаемого способа позволяет повысить точность определения интенсивности брожения более чем в 4 раза.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯИНТЕНСИВНОСТИ БРОЖЕНИЯ БРОДИЛЬНОЙ СМЕСИ В ПОТОКЕ, предусматривающий изобарический отбор пробы бродильной смеси постоянного объема, измерение количества содержащегося в ней диоксида углерода и установление интенсивности брожения, о т л и ч а ю щ и и с и тем, что, с целью повьшения точности анализа, одновременно с отбором пробы из этой же точки отбора дополнительно изобарически отбирают пробу бродильной смеси такого же объема, выдерживают ее при температуре, равной температуре бродильной смеси в I точке отбора проб и измеряют в ней количество диоксида yглepo7 a, а усg тановление интенсивности брожения ведут по разности содержания диоксвда углерода в пробах.