Установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги Советский патент 1992 года по МПК C12G1/02 

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к виноделию.

Цель изобретения - повышение выхода и улучшение качества готового продукта.

Поставленная цель достигается тем, что установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги, включающая вертикальную цилиндроконическую бродильную емкость-экстрактор с горловиной с загрузочными и выгрузочными устройствами, установленными в ней один под другим два цилиндрических суслосборника диаметры

которых составляют соответственно 0.3-0,4 и 0,2-0,3 диаметра бродильной емкости, и цилиндроконическую выгрузку камеру, смонтированные на вертикально установленном вдоль оси бродильной емкости-экстрактора валу перемешивающее устройство и ворошители снабжена двумя соединенными между собой вертикальными цилинд- роконическими резервуарами для предварительного сбраживания спиртованной мезги, в бродильной емкости-экстракторе между валом и суслосборниками с

-ч о со

1СЛ

о

|

выгрузочной камерой установлена коакси- ально им переточная труба для мезги, верхний конец которой снабжен воронкой, выполненной в виде усеченного конуса, и размещен на уровне горловины бродильной емкости-экстрактора, а нижний конец установлен над ее днищем с зазором 0,10-0,15 ее высоты, при этом резервуары для предварительного сбраживания спиртованной мезги соединены в верхней части с бродильной емкостью-экстрактором посредством шнекового стекателя, выходной конец которого установлен над воронкой переточной трубы.

На фиг. 1 схематично изображена установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги; на фиг. 2 - то же, вид в плане.

Установка состоит из двух соединенных между собой вертикальных цилиндрокони- ческих резервуаров 1 для предварительного сбраживания спиртованной мезги с трубопроводами 2. Над их днищами установлены цилиндрические суслосборники 3 с отводными трубопроводами 4, 5, причем последние через 3-ходовые краны 5 соединены с гидрозатворами. В суслосборникахЗ расположены распределители сусла 6 с отверсти- ями,направленнымиких

перфорированным стенкам. Распределители сусла 6 через штуцеры 7 соединены с трубопроводами 8.

В верхней части цилиндроконических резервуаров 1 установлены дополнительные суслосборники 9. снабженные отводными трубопроводами 10. 11. Верхние части суслосборников 9 выполнены в виде цельных обечаек и выведены через горловины резервуаров с образованием кольцевых зазоров.

По осевым линиям цилиндроконических резервуаров 1 с возможностью вращения установлены валы 12 с закрепленными на них разгрузочными и перемешивающими устройствами 13. 14, снабженными лопатками 15.

В горловины цилиндроконических резервуаров вмонтированы желоба, отводные концы которых подсоединены с наклоном вниз к тыльной части шнекового стекателя 16.

Резервуары 1 соединены с вертикальной цилиндроконической бродильной емкостью-экстрактором в верхней части через шнековый стекатель 16, а в нижней части - через трубопроводы 17, снабженные шнеками 18, сливными трубками с 3-ходовыми кранами 19 и задвижками 20.

Вертикальная цилиндроконическая бродильная емкость 21 установпена по высоте на 800-1000 м ниже цилиндроконических резервуаров 1 с расчетом поступления в нее обедненной суслом спиртованной мезги сверху от шнекового стекателя 16.

В бродильной емкости 21 установлены

один под другим два цилиндрических сус- лосборника 3, 9, диаметры которых составляют соответственно 0,3-0,4 и 0,2-0,3 диаметра бродильной емкости. Вдоль осе0 вой линии емкости 21 с возможностью вращения установлен вал 22. Между валом и суслосборниками 3, 9 установлена коакси- ально им переточная труба 23, верхний конец которой снабжен воронкой в виде

5 усеченного конуса, размещенного на уровне горловины емкости, а нижний конец расположен над ее днищем с зазором 0,10 - 0,15 ее высоте. Выходной конец шнекового стекателя 16 установлен над воронкой пере0 точной трубы 23.

На валу 22 против входного и выходного участков переточной трубы 23 закреплены в 2-3 витка шнеки с расчетом перемещения мезги сверху вниз и дополнительного при

5 этом перемешивания ее.

Над суслосборником 9 установлена цилиндроконическая выгрузочная камера 24, а в днище ее снизу вмонтирована труба 25 со шнеком 26.

0Отводной лоток 27 шнекового стекателя

16 и отводной конец трубопровода 28 для подачи свежей мезги установлены над воронкой переточной трубы 23.

Бродильная емкость 21 снабжена рас5 пределителем сусла 29, закрепленным на валу 22. Над распределителем установлен трубопровод 30 для подачи сусла-экстраген- та. К нмжней части распределителя сусла 29 подсоединен отводной патрубок 31.

0Выгрузочная камера 24 снабжена закрепленными на валу 22 ворошителями мезги 32, 33, расположенными внутри камеры и в кольцевой зоне между стенками камеры и бродильной емкости. В нижней части сус5 лосборников 3, 9 имеются полукольцевые патрубки 34, 35 для отвода сусла вместе с оседающими твердыми частицами мякоти и кожицы.

Для отвода на прессование сброженной

0 мезги из бродильной емкости 21 предназначен трубопровод 36, а для отвода остатков мезги и семян служат трубопроводы 17 с размещенными в них шнеками.

Установка в режиме непрерывного

5 сбраживания спиртованной мезги и экстракции из нее этанола свежей мезгой или суслом работает следующим образом.

Свежая мезга при производстве преимущественно марочных белых или красных вин спиртуется и вместе с разводкой винных дрожжей подается для предварительного сбраживания в бродильные резервуары 1 снизу поочередно или одновременно в два потока через трубопроводы 2.

По мере сбраживания сусла мезга под действием диоксида углерода формируется в шапку, которая перемещается вверх, а в зоне действия верхних цилиндрических сус- лосборников 9 проходит через кольцевой зазор и частично подпрессовывается скошенными стенками резервуаров, что способствует более полному и быстрому отделению спиртованного сусла-самотека через суслосборники. Спиртованиое сусло- самотек отводят к накопительную емкость (не показана) через верхние трубопроводы 11, что обеспечивает постоянное заполнение суслом суслосборников 9 и частичное отделение при этом взвешенных частиц.

Обедненная спиртованным суслом мезга под действием лопаток 15 и выгрузочного устройства 13 выгружается в шнеков ы истекатель16,где подпрессовывается и после отделения на этом этапе основной массы спиртованного сусла+самотека переводится на вторую стадию брожения и экстракцию в следующую по ходу технологического процесса бродильную емкость-экстрактор 21. Отделение спиртованного сусла-самотека едва приема сначала через суслосборники 9 бродильных резервуаров 1, а затем через шнековый стекатель 16 обеспечивает эффективную сокоотдачу и перевод осушенной массы мезги в бродильную емкость-экстрактор 21 сверху без применения дополнительного перемешивающего устройства и мезгонасоса.

При подаче обедненной суслом мезги в бродильную емкость 21 в работу включают вал 22, перемешивающее и выгрузочное устройства, а на мезгу сверху через лоток 27 по трубопроводу 28 подают свежую мезгу. Смешанная масса спиртованной и свежей мезги самотеком через переточную трубу 23 поступает в нижнюю часть емкости и дополнительно при этом перемешивается в переточном трубопроводе 23, а на выходе из нее попадает под действие перемешивающего устройства 14.

Смешанная масса спиртованной и свежей мезги сбраживается, формируется в шапку и перемещается снизу вверх по кольцевому зазору между стенками бродильной емкости и цилиндрических суслосборников 3 и 9. В результате массообмена основная доля этанола из спиртованной мезги переходит в бродящее сусло которое через трубопровод 5 нижнего суслосборни- ка 3 отводится в накопительную емкость.

Мезговая шапка поднимается вверх и, достигнув зоны действия выгрузочной камеры 24, ворошителями 33 и 32, а затем шнеком 26 по трубопроводам 25 и 36 подается

на прессование. В противоток бродящей массы на мезговую шапку сверху через распределитель 29 и патрубок 31 по трубопроводу 30 подается бродящее сусло-зкстрагент, а обогащенная масса его

0 отводится в накопительную емкость(не показана) через суслосборник 9 по трубопроводу 11.

В процессе непрерывного сбраживания спиртованной мезги в две стадии на днище

5 бродильных резервуаров накапливаются семена и дрожжевая биомасса, которые периодически отводятся на прессование. С этой целью на трубопроводах 17 открывают задвижки 20 и 37 и включают в работу шнеки

0 18. Полноту отвода семян оценивают путем отбора проб мезги через 3-ходовые краны 19. Из суслосборников сусло отводится через верхние трубопроводы,что обеспечивает постоянное их заполнение суслом и

5 лучшую в результате этого самоочистку перфорированных стенок движущейся снизу вверх мезгой. Кроме того, в случае необходимости с суслосборники снизу насосом подают ранее отведенное из них сусло, а

0 избыток его отводят через верхние отводные трубопроводы. В результате этой операции сусло поступает в емкости через перфорированные стенки суслосборников, что способствует очистке их от мезги.

5Для очистки нижних суслосборников

бродильных резервуаров 1 используют распределители G а сусло в них подают через трубопроводы 8. Эффект очистки перфорированных стенок суслосборников усилива0 ется в этом варианте в результате направленного выхода сусла и вращения распределителей 6.

Суслосборники 3 бродильных резервуаров 1 включают в работу при ступенчатом

5 спиртовании мезги и на заключительной стадии работы установки при полном сливе сусла.

После окончания сезона переработки винограда бродильные резервуары 1 и ем0 кость 21 освобождают от мезги путем подачи снизу необходимой массы дображиваемого сусла, а после выгрузки мезги сусло сливают. Остатки мезги выгружают на прессование снизу при перемеши5 вании ее по вышеописанной схеме отделения избыточной массы семян.

Пример 1. Установка для непрерывного сбраживания спиртованной мезги выполнена из двух вертикальных цилиндроконических бродильных резервуаpos, соединенных сверху через шнековый стекатель с бродильной емкостою-экст рак- юром по схеме на фиг. 1.

На предлагаемой установке сбраживают мезгу сорта Ркацители для получения десертного виноматериала. Исходное содержание сахара 22,4 г/100 см°, кислот 6.1 г/дм.

В свежую мезгу по ходу загрузки вводят спирт-ректификат из расчета содержания спирта 12об.% и разводку винных дрожжей. Спиртованную мезгу сбраживают в непрерывном протоке, а по ходу ферментации из нее отводят спиртованное сусло в два этапа сначала из бродильных резервуаров 1 через верхние суслосборники 9, а затем через шнековь й стекатель 16

Flocrse ит&ора спиртовании, о сусла-самотека обедненную суспом мезг/ с помощью LjHCKOBoro стекателя подают на вторую стадию брожения в бродилоную ем- кость 2 1 снизу через переточную т оубу 23 На спиртованную мез(у сверху подают свежую мезгу в соотношении 1:4. По ходу процесса спиртованная и свежая мезга перемешиваются сначала а переточной трубе 23, а затем под действием уст ройства 14 - в нижней части емкости 21 и перемещаются в ней снизу вверх. Частмыно сброженное сусло о-водчт rpei/.iсуществе и но из нижних сусгосбоони- ков з сброженную мезгу в виде шапки отводят на прессование через вытру зо- ние yt i роист ва 24 25 и трубу 36

При непрерывном сбраживании спнр- ;овинной и свежей мезги на предлагаемой установке сбщий РЫХОД сусла увеличивается на 1 дал /т и достигает 82 дал /т, а выход С|1ирюваньоги сусла-самотека из-под стационарных суслоеборников и шнекового отекагеля достигает 69 дал/, что на 6 зыше, чем в проюгипе при использовании только шнекового стека тетя

Технологические процессы сораживз- пия и экстракции спиртованной и свежей мезги осуществляются в непрерывном потоке ее через систему бродильных емкостей, производительность установки увеличивается на 20%

Существенно уменьшаются потери этанола. По сравнению с прототипом общие потери этанола при спиртовании мезги снижаются с 8 до 5, т е на 2%. а возвратные потери уменьшаются с 3 до 2% что обусловлено глубоким извлечением Элиста из спиргованной мезги в процессе непрерывной экстракции

Пример 2. Из винограда сорта Рга- цители получают десертный винома терм- ал: спирт 16 об %. сахар 14 г/100 см3.

КИСЛОТНОС Го г/дм

Мезгу подают в бродильную резервуары 1 снизу при непрерывной работе перемешивающих устройств, а по ходу загрузки мезгу сульфитируют из расчета 50 мг/дм3

общего содержания диоксида серы и спиртуют ее до содержания 10 об.% этилового спирта, после чего вводят разводку винных дрожжей.

При установившемся режиме брожения

0 в качест ве дрожжевой разводки используют сусло-самотек из-под суслосборников 3. Сусло-самотек при этом отбирают из верхней части суслосборников 3, а подают в ток спиртованной мезги. Вновь поступающая

5 спиртованная мезга и дрожжевая разводка перемешиваются в результаты работы устройств 14, что ускоряет процессы сбраживания и экстракции на 10 - 15%;

Бродящая мезга под действием выделя0 ющегося диоксида углерода поднимается снизу вверх, формируется в мезговую шапку, проходит кольцевой зазор между стенками верхних суслосборников 9 и скошенными стенками бродильных резер5 вуаров 1 подпрессовывается, что ускоряет процессы отделения сусла и перетока его в суслосборники 9.

Мягкое подпрессовывание мозги в верхней части бродильных резервуаров обес0 печивает получение осветленного спиртованного сусла и увеличение общего выхода его. В результате последовательного отделения спиртованного сусла в два этапа сначала через стационарные

5 суслосбооники 9, а затем через шнековый стекатель 16 выход его достигает 65 дал/т что на 6 дал/т больше, чем при отделении только на шнековом стекателе.

Бродящее сусло-самотек спиртуют за0 тем до 16,5об% и используют в дальнейшем для получения марочного вина.

Спиртованную, обедненную суслом мезгу подают в бродипьную емкость-экстрактор 21 пор вышеописанной схеме для

5 последующего сбраживания и экстракции. Пример 3. Крепкий виноматериал получают при переработке сорта Баян ширей. Кондиции: спирт 16 об.%., сахар 5 г/100 см , кислотность 4-6 г/дм . Мезгу

0 спиртуют до 10 об.% и сбраживают в два этапа по вышеописанной схеме. Общий выход сусла при переработке винограда Баян ширей составляет 83 дал/т что на 2 дал больше, чем в прототипе. Выход спиртован5 ного сусла после последовательного отделения его в два этапа через стационарный суслосборнпк и шнековый стекатель составляет 68 дал/т, что на 7 дал выше, чем в прототипе при отделении спиртованной мезги на шнековом стекателе. Непрерывный способ сбраживания мезги на предлагаемой установке обеспечивает ускорение процесса брожения на 10%.

В таблице 1 приведены данные о содержании фенольных веществ.

Из данных таблицы следует, что предлагаемая установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги обеспечивает дополнительное извлечение фенольных веществ, а содержание их увеличивается в спиртованием сусле-самотеке на 110-310 мг/дм (5,6-14,3%). После завершения второй стадии брожения и экстракции содержание фенольных веществ увеличивается на 150-320 мг/дм3 (22,0 - 23,7%).

Формула изобретения

Установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги, включающая вертикальную цилиидроконическую бродильную емкость-экстрактор с горловиной с загрузочным и выгрузочным устройствами, установленными в ней один под другим два цилиндрических суслосборника, диаметры которых составляют соответственно 0,3-0,4 и 0,2-0,3 диаметра бродильной емкости, и

цилиндроконическую выгрузочную камеру, смонтированные на вертикально установленном вдоль оси бродильной емкости-экстрактора валу перемешивающее устройство

и ворошители, отличающаяся тем, что, с целью повышения выхода и улучшения качества готового продукта, она снабжена двумя соединенными между собой вертикальными цилиндроконическими ререзвуарами для предварительного сбраживания спиртованной мезги, в бродильной емкости-экстракторе между валом и суслосбор- никами с выгрузочной камерой установлена коаксиально им переточная

труба для мезги, верхний конец которой снабжен воронкой, выполненной в виде усеченного конуса, и размещен на уровне горловины бродильной емкости-экстрактора, а нижний конец установлен над ее

днищем с зазором 0.10-0,15 ее высоты, при этом резервуары для предварительного сбраживания спиртованной мезги соединены в верхней части с бродильной емкостью-экстрактором посредством шнекового стекателя выходной конец которого установлен над воронкой переточной трубы.

г f s /

vs / / и ь

Фиг, j

-ft

Использование для сбраживания виноградной мезги в виноделии. Сущность изобретения: установка для непрерывного сбраживания виноградной мезги включает вертикальную цилиндроконическую бродильную емкость-экстрактор, снабженную с горловиной и загрузочным и выгрузочным устройством, и два соединенных между собой вертикальных цилиндроконических резервуара для предварительного сбраживания спиртованной мезги. В бродильной емкости-экстракторе установлены один под другим два цилиндрических суслосборника, диаметры которых составляют соответственно 0,3-0,4 и 0,2-0,3 диаметра бродильной емкости, и цилиндроконическую выгрузочную камеру. Вдоль оси бродильной емкости-экстрактора вертикально установлен вал, на котором смонтированы перемешивающее устройство и ворошители. В бродильной емкости-экстракторе между валом и суслосборниками с выгрузочной камерой установлена коаксиально им переточная труба для мезги, верхний конец которой снабжен воронкой в виде усеченного конуса и размещен на уровне горловины бродильной емкости-экстрактора, а нижний конец установлен чад ее днищем с зазором 0,10-0,15 ее высоты. Резервуары для предварительного сбраживания спиртованной мезги соединены в верхней части с бродильной емкостью-экстрактором посредством шнекового стекателя, выходной конец которого установлен над воронкой переточной трубы. 2 ил., 1 табл. (Л С

2 г$