Разработка технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения

Магомедов, Низамутдин Маллараджабович

Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.01, диссертация на тему:Разработка технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения

кандидата технических наук: Магомедов, Низамутдин Маллараджабович
город: Москва
год: 2011
специальность ВАК РФ: 05.18.01

Диссертация по технологии продовольственных продуктов на тему «Разработка технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения»

Автореферат диссертации по теме "Разработка технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения"

На правах рукописи

4854/0»

МАГОМЕДОВ НИЗАМУТДИН МАЛЛАРАДЖАБОВИЧ

РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИГРИСТЫХ ВИН НА ОСНОВЕ ИНТЕНСИФИКАЦИИ ПРОЦЕССА ВТОРИЧНОГО БРОЖЕНИЯ

Специальность 05.18.01 - Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

АВТОРЕФЕРАТ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

2 9 СЕН 2011

Москва 2011

4854789

Работа выполнена в Федеральном Государственном Бюджетном Образовательном Учреждении Высшего Профессионального Образования «Московский Государственный Университет Технологий и Управления имени К.Г. Разумовского» на кафедре «Технология бродильных производств и виноделия».

Научный руководитель - кандидат технических наук,

профессор В.В.Жирова

Официальные оппоненты -

Ведущее предприятие

доктор технических наук, профессор Гореньков Э.С.

кандидат технических наук, доцент Белоусова И.Д.

ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет пищевых производств»

Защита диссертации состоится «30» сентября 2011г. в 11.00 на заседании Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02 при ФГБОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского» по адресу: 109803, Москва, ул. Талалихина, д.31, ауд. 36.

Автореферат размещен на сайте ФГБОУ ВПО «МГУТУ имени К.Г. Разумовского» — www.mgvtm.ru

Отзывы высылать по адресу: 109004, Москва, ул. Земляной Вал,д.73.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «МГУТУ имени К.Г. Разумовского»

Автореферат разослан « 30 » гонг.

Ученый секретарь Совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д 212.122.02, к.т.н., до^^цт

Н.С. Конотоп

1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одной из важнейших проблем винодельческих предприятий производящих игристые вина в условиях рыночной экономики, является конкурентоспособность, стабильность, высокое качество выпускаемой винодельческой продукции и снижение ее себестоимости на основе интенсификации производственных процессов и снижения энергозатрат.

Для решения этой проблемы большое значение имеет эффективное использование существующих технологий производства игристых вин на базе глубокого и всестороннего изучения процесса вторичного брожения, совершенствование традиционных и разработка новых прогрессивных технологий и технических решений.

Большой вклад в разработку основ процесса вторичного брожения (шампанизации) внесли работы А.И. Опарина, Г.Г. Агабальянца, A.A. Мержаниана, Н.Г. Саришвили, С.П. Авакянца, Б.Б. Рейтблат, М.А.Гагарина, Е.С. Дрбоглава, Г.Б. Пищикова, и др., а также коллектива ученых Отраслевой научно-исследовательской лаборатории технологии игристых вин ГНУ ВНИПБиВП. Разработка принципиально нового способа непрерывной шампанизации вина, с использованием иммобилизованных на сорбенте дрожжей, многочисленные и всесторонние исследования в этой области, способствовали совершенствованию процесса вторичного брожения.

Поиск оптимальных режимов вторичного брожения и выдержки игристого вина является одним из узловых вопросов производства, так как именно на этих стадиях наблюдается основное формирование качества игристого вина. В связи с этим, повышение качества готовой продукции на основе интенсификации метаболической активности дрожжей в процессе вторичного брожения и выдержки является актуальной задачей современного производства игристых вин.

Технологический процесс производства игристых вин является энергоемким, что приводит к большим энергозатратам. Поэтому разработка новых технологий и технических решений, позволяющих интенсифицировать процесс вторичного брожения и одновременно снизить энергозатраты, приобретает важное значение.

Таким образом, разработка эффективной технологии производства игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения, является актуальной.

Цель и задачи исследования

Целью диссертационной работы является разработка технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения.

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследований:

разработать способы регулирования физиологической активности дрожжей в процессе вторичного брожения;

выявить зависимость кинетики вторичного брожения, распределение дрожжевых клеток и их физиологическую активность от гидродинамических характеристик процесса;

изучить влияние биохимических и физико-химических процессов на качество игристых вин с учетом предложенных способов регулирования физиологической активности дрожжей;

оптимизировать температурные режимы при производстве игристых вин с целью снижения энергозатрат;

разработать технологию игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения;

разработать нормативную документацию на новые виды игристых вин; рассчитать экономическую эффективность разработанной технологии.

Научная новизна

Научно обоснован и экспериментально подтвержден комплекс технологических приемов (иммобилизация дрожжей на подвижной насадке, использование петли-компенсатора, регулирование температурных режимов вторичного брожения и обработки игристых вин холодом), позволяющих интенсифицировать процесс вторичного брожения и повысить качество игристых вин.

Установлена зависимость активности дрожжей от способа иммобилизации и их адаптации к условиям вторичного брожения, приводящая к его интенсификации.

Разработана математическая модель термообработки игристого вина холодом, позволяющая выбрать оптимальную температуру хладоносителя и определить распределение температуры игристого вина в резервуаре.

Практическая значимость работы

Разработана и научно обоснована технология производства игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения, позволяющая улучшить органолептические показатели и типичные свойства игристых вин.

Установлены и рекомендованы производству оптимальные технологические приемы интенсификации вторичного брожения, предложены условия активизации физиологической активности дрожжей на основе их адаптации в петле-компенсаторе и иммобилизации на подвижной насадке.

Даны рекомендации по оптимизации распределения насадки в бродильном аппарате (A.c. № 2000324).

Предложены конструктивные особенности бродильного аппарата. С целью лучшего распределения потока бродильной смеси и дрожжевой массы, нижнее днище аппарата выполнено в виде конуса, а для равномерного распределения поток виноматериала по периметру аппарата, на высоте 1м от днища установлена перфорированная решетка.

На основе экспериментальных исследований и расчетов (с использованием математической модели термообработки игристого вина холодом и разработанной программы) обосновано повышение температуры хладоносителя в «рубашке» резервуара с минус 10°С до минус 8°С, что позволило снизить энергозатраты на 20% при обработке игристого вина холодом.

Применен впервые мультиканальный лабораторный стенд для мониторинга процесса вторичного брожения, обеспечивающий энергосберегающее управление технологическим процессом производства игристых вин на основе использования современных средств автоматизации технологических процессов (частотно-регулируемый электропривод для управления трехфазными асинхронными электродвигателями с использованием преобразователей Altivar- снижение энергозатрат до 30%).

Разработаны и утверждены технологические инструкции по производству российского шампанского «Красная площадь» (ТИ 9172-06102068812-10 и ТИ 9172-062-02068812-10).

Разработанная технология игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения внедрена на ООО «Ростовский комбинат шампанских вин».

Экономический эффект от внедрения разработанной технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения составил 191054,9 руб. в год (на одну установку).

Апробация работы

Основные положения диссертации обсуждались и получили одобрение: на научно-практической конференции «Актуальные проблемы современной науки», Ростов-на-Дону, МГУТУ, 2009; на Международном научно-образовательном форуме «Формирование отраслевой инновационной среды на основе развития профессиональных сообществ и саморегулируемых организацией АПК, пищевой промышленности и индустрии питания», Москва, МГУТУ, 2009; на Международном научно-образовательном Форуме «Основы государственной политики в области создания продуктов здорового питания: технологические аспекты», Москва, МГУТУ, 2010; на Международной научно-практической конференции «Передовые информационные технологии, средства и системы автоматизации и их внедрение на российских предприятиях», Москва, Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2011.

Публикации

По материалам диссертационной работы опубликовано 9 печатных работ, в том числе 5 работ опубликованы в журналах рекомендованных ВАК РФ, получены авторское свидетельство и 3 патента РФ.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, включающей описание материалов и методов исследований, изложения результатов и их обсуждения, технологической части, выводов, списка литературы и приложений. Основное содержание диссертации изложено на 150 страницах машинописного текста, включая 32 рисунка и 22 таблицы. Список литературы включает 122 источника, из них 24 иностранных.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выбранной темы диссертации, кратко изложено состояние исследуемых вопросов.

1 Обзор литературы

Представлен систематизированный обзор научно-технической и патентной литературы в области производства игристых вин. Изучены

микробиологические, биохимические и физико-химические аспекты производства игристых вин. Значительное внимание уделено вопросам совершенствования технологии вторичного брожения (шампанизации) непрерывным способом, отмечены его преимущества и недостатки по сравнению с классическим бутылочным способом производства.

На основе проведенного анализа определены цели и задачи исследований.

2 Экспериментальная часть

2.1 Методы и техника исследований

В экспериментальных исследованиях использовали купаж шампанских виноматериалов, прошедших полный цикл обработки, предусмотренный действующей технологической инструкцией, резервуарный ликер и чистую культуру дрожжей Saccharomyces vini, раса «39».

Аналитические исследования осуществляли энохимическими и микробиологическими методами, описанными в отраслевой и научной литературе, а также стандартными методами, изложенными в соответствующих ГОСТах, на стандартных поверенных приборах, а также высокоэффективном аналитическом оборудовании (ГХ).

Экспериментальные исследования проводили в специально смонтированной лабораторной установке и промышленных аппаратах, оборудованных устройствами для отбора проб, датчиками регулирования температуры, потока, уровня, давления и концентрации сахара (Патенты РФ: № 102109, № 2415409, № 243218).

Для мониторинга процесса вторичного брожения впервые применен мультиканальный лабораторный стенд, оборудованный современными средствами автоматизации компании Schneider Electric.

Для подтверждения достоверности полученных результатов проводили статистический анализ с использованием математических методов (t-статистики Стьюдента) в стандартном пакете программ Microsoft Office -Excel.

2.2 Результаты исследований и их обсуждение

2.2.1 Разработка способов регулирования физиологической активности дрожжей в процессе вторичного брожения

Важным источником регулирования и интенсификации технологических процессов при производстве игристых вин является поддержание в бродящей среде физиологически активных дрожжевых клеток и их концентрация.

Внедренный в производство игристых вин прием иммобилизации клеток дрожжей предполагает 55-80%-ное заполнение насадкой бродильных установок и их жесткое крепление.

При длительной работе бродильных установок на насадке образуются плотные слои микроорганизмов, винного камня и других микросоединений, что значительно снижает вместимость аппарата, затрудняет поток вина, приводит к образованию в зоне насадки стержневых струй и мертвых зон. С целью исключения таких негативных явлений необходимо совершенствовать приемы использования насадки в бродильных установках.

Для решения данных вопросов были проведены сравнительные лабораторные испытания на пилотных установках, отличающихся между собой способом размещения насадки в аппарате: жестко закрепленной и находящейся в свободном движении.

Работа велась по двум направлениям: первое - испытание насадки из облегченного материала и меньшего размера, и второе - определение скорости потока вина, исключающего оседание насадки с дрожжами.

Исследования проводили при скорости потока 18,0; 20,7; 27,0 дал/час. Проведенные опыты в пилотных установках показали, что лучшие условия поддержания насадки в аппарате во взвешенном состоянии наблюдались при скорости потока 27,0 дал/час.

Дальнейшие испытания проводили в спаренных бродильных установках. Результаты промышленных испытаний по влиянию скорости потока на динамику вторичного брожения приведены в таблице 1.

Из приведенных в таблице 1 данных видно, что основное брожение при испытуемых скоростях потока виноматериала отмечается в первом аппарате установки, однако по динамике брожения наблюдаются различия.

Максимальная скорость вторичного брожения отмечена при скорости потока 27,0 дал/час (К=0,00319), за 6,5 суток выбродило регламентируемое технологической инструкцией 18 г/дм3 сахара и обеспечивается перенос большей массы дрожжевых клеток во второй аппарат установки.

При скоростях потока 18,0 и 20,7дал/час и коэффициентах потока соответственно К=0,00213 и К=0,00245, время вторичного брожения соответствовало 19 и 17 суткам. Массовая концентрация сахара в виноматериале после брожения на выходе из первого бродильного аппарата составляла соответственно 8,6 и 7,7 г/дм3, в связи с чем во втором аппарате установки с насадкой имело место дображивание до остаточного сахара - 2,9 и 2,7 г/дм3 соответственно.

Таким образом, приведенные результаты исследований показали, что с

увеличением производительности установки до 27,0 дал/час создается поток, при котором жизнедеятельные дрожжевые клетки, находящиеся во взвешенном состоянии, обеспечивают полноценное вторичное брожение. Виноматериал на выходе из установки имел более высокую дегустационную оценку. Это связано с тем, что при указанном коэффициенте потока удалось разделить процессы вторичного брожения и выдержки выбродившего на брют виноматериала на дрожжах, при котором в отсутствии сахара более интенсивно протекают восстановительные и автолитические процессы, способствующие улучшению качества продукта.

Таблица 1 - Влияние скорости потока на интенсификацию вторичного брожения_________

Наименование показателей Бродильная смесь Скорость потока, дал/час

У=18,0 У=20,7 У=27,0

Виноматериал, после вторичного брожения на выходе из установки

1-го аппарата 2-го аппарата 1-го аппарата 2-го аппарата 1-го аппарата 2-го аппарата

Количество дней брожения, сут. - 9,5 19 8,5 17 6,5 13

Массовая концентрация сахара, г/дм3 22 8,6 2,9 7,7 2,7 4,4 1,4

Объемная масса этилового спирта, % 9,9 10,8 11,2 10,9 11,3 11,0 11,5

Общее количество дрожжевых клеток, млн/см3 5,7 3,4 Ед. 4,2 Ед 5,0 Ед.

Дегустационная оценка, балл - - 86 88 — 92

Полученные исследования показали, что в спаренной бродильной установке для поддержания насадки во взвешенном состоянии, скорость потока должна составлять 27,0 дал/час, при этом коэффициент потока составляет К=0,00319. Однако, в связи с тем, что значение коэффициента скорости потока строго регламентировано и составляет К=0,00245, для поддержания необходимой производительности установок для вторичного

брожения виноматериала, их комплектование должно производиться из расчета общей вместимости бродильных аппаратов в линии не менее 11020 дал. При вместимости промышленных аппаратов 47 м3, в установке их должно быть не менее трех. В связи с этим, дальнейшие исследования проводились в установке, состоящей из 3-х бродильных аппаратов.

Анализ осадочных дрожжей, отобранных из аппаратов с жесткозакрепленной насадкой и насадкой, находящейся в свободном состоянии, показал их значительные различия. В аппарате с подвижной насадкой в нижней зоне основная масса дрожжей - 44% находилась в виде конгломератов 5-6 в поле зрения, состоящих в основном из значительно уменьшенных в размерах мертвых клеток в количестве 7-8 в каждом конгломерате. Это связано с тем, что насадка, находящаяся в свободном состоянии, обладает лучшей адсорбирующей способностью. По мере накопления дрожжевой массы насадка под действием гравитационных сил начинает осаждаться. Под воздействием встречного потока виноматериала, за счет трения о насадку, движущуюся вверх, наблюдается отделение от насадки дрожжевого осадка и выпадение его на дно аппарата, а облегченная насадка вновь начинает свое движение по потоку вверх, при этом создается эффект перемешивания.

Таким образом, можно заключить, что использование подвижной насадки, в связи с ее постоянным перемещением, позволяет улучшить распределение потока, увеличить поверхность контакта виноматериала с постоянно обновляемой на насадке дрожжевой массой. Это способствует обновлению дрожжевой массы на насадке в результате образования конгломератов и их седиментации под действием гравитационных сил.

Специфические условия вторичного брожения депрессивно влияют на функциональную деятельность дрожжей. Из литературных данных известно, что после аэробного культивирования дрожжей целесообразна их подготовка к жизнедеятельности в анаэробной среде, имеющей место в аппаратах для вторичного брожения непрерывным способом.

Учитывая вышесказанное, впервые нами предложено перед первым бродильным аппаратом в технологической схеме вторичного брожения ввести петлю-компенсатор. Применение петли-компенсатора между насосом-дозатором, подающим бродильную смесь на вторичное брожение, и первым бродильным аппаратом, оказывает влияние на гидродинамические характеристики процесса: гасит колебания насоса-дозатора, компенсирует гидростатическое давление.

Высокое значение Яе = 800 создает поток переходного режима, в

результате чего при поступлении бродильной смеси в установку создаются условия для однородного распределения дрожжей в нижней конусообразной зоне бродильного аппарата. Одновременно обеспечивается однородность распределения дрожжевых клеток в бродильной смеси в нижней зоне бродильного аппарата, что исключает их оседание.

При изучении процессов, происходящих в бродильной смеси при прохождении через петлю-компенсатор, наблюдалась быстрая ассимиляция кислорода независимо от его концентрации в среде (таблица 2). Указанное позволяет исключить операцию обескислороживания.

Таблица 2 - Влияние растворимого в бродильной смеси кислорода на физиологическое состояние дрожжей при прохождении через петлю-компенсатор________

Бродильная смесь перед петлей-компенсатором Бродильная смесь после петли-компенсатора

Содер жание о2 Концентрация дрож- Физиологическое состояние дрожжевых клеток, % Содер жание о2 Концентрация дрож- Физиологическое состояние дрожжевых клеток, %

мг/дм3 жевых клеток млн. кл./см3 живые почкующиеся угнетенные мг/дм жевых клеток млн. кл./см3 живые почкующиеся угнетенные

0 4,5 59,5 22,9 17,6 0 4,2 60,0 23,5 16,5

0,24 4,3 58,7 33,7 7,6 0 4,5 60,0 34,0 6,0

0,63 5,0 54,6 34,0 11,4 0 5,1 55,0 36,7 8,3

1,22 5,0 55,0 37,0 8,0 0 4,9 56,3 39,0 4,7

Общее содержание дрожжевых клеток в бродильной смеси не изменилось, однако меняется их физиологическое состояние. Увеличивается количество живых и почкующихся дрожжевых клеток, снижается концентрация угнетенных, причем с повышением концентрации кислорода в бродильной смеси, эти изменения особенно заметны.

В результате прохождения бродильной смеси через петлю-компенсатор наблюдается функциональная перестройка дрожжевых клеток (таблица 3). Способность клеток к усилению метаболизма подтверждается их повышенной бродильной активностью, показатель которой в 1,4 раза выше в дрожжах после прохождения через петлю-компенсатор.

Таким образом, полученные результаты показали, что введение в схему петли-компенсатора позволяет: исключить операцию обескислороживания

Таблица 3 - Изменение дыхательной и бродильной активности дрожжей с использованием петли-компенсатора

Наименование образцов Удельная активность Дыхательный коэффициент

Дыхания яо2, мкл»см3/млн.кл.-ч Брожения цсо2, мкл»см3/млн. кл.-ч

Дрожжевые клетки из дрожжегенератора 3,59 2,4 0,66

Дрожжевые клетки из бродильной смеси перед петлей-компенсатором 3,2 3,5 1,09

Дрожжевые клетки из бродильной смеси после петли-компенсатора 1,5 5,0 3,33

купажа перед вторичным брожением; обеспечить функциональную перестройку дрожжей с дыхания на брожение; сократить время адаптации дрожжей к условиям вторичного брожения; способствовать лучшему распределению дрожжевых клеток в бродильной смеси перед поступлением в бродильный аппарат установки.

2.2.2 Изучение зависимости кинетики вторичного брожения, распределения дрожжевых клеток и их физиологической активности от гидродинамических характеристик процесса вторичного брожения

Важными факторами, влияющими на процесс вторичного брожения и метаболизм формирования вина, являются: оптимизация потока; равномерность распределения дрожжевых клеток по массе виноматериала; исключение их оседания в бродильных аппаратах и образование застойных зон. Наличие указанных факторов во многом зависит от гидродинамических характеристик процесса непрерывного вторичного брожения и конструктивных особенностей бродильных аппаратов.

С учетом проведенных исследований (раздел 2.2.1), производственные испытания проводили на промышленной установке, скомплектованной из 3-х бродильных аппаратов, отличающихся габаритами от аппаратов, выпускаемых промышленностью (отношением высоты аппарата к диаметру). Габариты аппарата, используемого в экспериментальных исследованиях, составляют: вместимость - 47 м3, высота -11м, диаметр - 2,2 м. Общая

вместимость установки 131,6 м3, с учетом насадки во втором аппарате.

В качестве контроля использовали двухзвенную установку, смонтированную из типовых аппаратов вместимостью 50м3, высотой - 7,6 м, диаметром - 3,2 м. Общая вместимость двухзвенной установки 90 м , коэффициент потока в обоих вариантах, предусмотренный технологической инструкцией составляет К=0,00245.

Расчеты гидродинамических характеристик установок показали значительные различия по всем показателям (таблица 4).

Исходя из того, что размер основной массы дрожжевых клеток в виноматериале при вторичном брожении составляет 5-6 мкм, скорость оседания которых 4 - 4,3-10'6 м/с, в предлагаемой установке создаются более благоприятные условия для поддержания дрожжевых клеток во взвешенном состоянии. Линейная скорость потока в предлагаемой установке в 5 раз выше скорости седиментации дрожжей.

Таблица 4 - Влияние производительности установок на гидродинамические

Спаренная Трехзвенная

установка установка

Характеристики контроль* опыт

Высота аппарата, м 7,6 11,0

-С--2 Внутренний диаметр аппарата, м 3,2 2,2

Площадь поперечного сечения, м^ 8,04 3,8

Объемная скорость потока, м7с 10"° 61,2 93,6

Линейная скорость потока, м/с-Ю-6 7,6 24,6

Число Яе 12,2 27,1

*- второй аппарат установки заполнен насадкой. Коэффициент (учитывающий уменьшение объема аппарата) - 0,8.

Число Яе при линейных скоростях движения виноматериала в аппаратах соответствует ламинарному режиму. Таким образом, приведенные расчеты показали, что геометрические размеры бродильных аппаратов в трехзвенной установке (соотношение диаметра к высоте 1:5), обеспечивают ускорение линейной скорости потока более чем в 3 раза по сравнению с типовыми схемами. Это создает более благоприятные условия для поддержания дрожжевой массы во взвешенном состоянии и обеспечивает ее оптимальный переход во второй аппарат установки для иммобилизации на насадке, в зоне которой происходит интенсификация биохимических процессов,

оказывающих положительное влияние на качество игристого вина.

Важным условием стабильной работы бродильных установок непрерывного действия является однородность течения двухфазной системы вино-дрожжи по высоте и периметру аппарата. С этой целью, нижнее днище аппарата выполнено в виде конуса, что позволяет обеспечить достаточно энергичное перемешивание входящей бродильной смеси, содержащей дрожжевые клетки и исключить их оседание. На высоте 1м от днища установлена перфорированная решетка, позволяющая равномерно делить поток виноматериала по периметру аппарата.

Было обнаружено (таблица 4), что достаточно высокая линейная скорость потока 24,610"6 м/с, и введение указанных конструктивных особенностей в нижней зоне аппарата, обеспечивают равномерное распределение дрожжевых клеток в бродящем виноматериале.

Концентрация дрожжевых клеток в образце виноматериала, отобранном над решеткой в центральной зоне аппарата (4,8 млн/см3) практически равна концентрации дрожжевых клеток (4,9 млн/см3) в бродильной смеси, поступающей на вторичное брожение (таблица 5).

Достаточно высокая концентрация дрожжей обнаружена в образце, отобранном в периферийной зоне аппарата 4,4 млн/см3, что лишь на 0,4 млн/см3 меньше, чем в центральной зоне. Все это служит доказательством равномерного вхождения потока бродильной смеси через перфорированную решетку в основную зону аппарата. На выходе из первого аппарата концентрация дрожжевых клеток составляла 4,2 млн/см3, из них: угнетенные - 54%; живые - 35%, почкующихся -11 %.

Значительный перенос дрожжевых клеток во второй аппарат установки • можно рассматривать, как положительный факт. Достаточно убедительно видно, что дрожжи не выводятся из системы, а переходят во второй аппарат, адсорбируются на насадке и включаются в продолжение процесса вторичного брожения. На выходе из второго аппарата установки обнаружены единичные дрожжевые клетки после центрифугирования 10 мл вина. Образец вина, отобранный из 3 аппарата установки был прозрачен (таблица 5). Таким образом, приведенные экспериментальные данные показали, что рекомендуемые геометрические параметры испытываемого бродильного аппарата установки влияют на линейную скорость потока, а его конструктивные особенности (конусообразное днище и наличие перфорированной решетки) исключают образование застойных зон в нижней части аппарата, улучшают структуру потока, обеспечивают равномерность распределения дрожжевых клеток по массе виноматериала в

процессе вторичного брожения.

Таблица 5 - Микробиологическая характеристика игристого виноматериала в

трехзвенной бродильной установке

Наименован» е исследуемых образцов Концентрация дрожжевых клеток, млн/см3 Физиологическое состояние дрожжевых клеток, %

В централь- нон зоне аппарата В периферийной зоне аппарата Почкующиеся Жнвые Угнетенные

в центральной зоне аппарата в периферийной зоне аппарата в центральной зоне аппарата В периферийной зоне аппарата в центральной зоне аппарата в периферийной зоне аппарата

Бродильная смесь 4,9 18,5 73,5 8,0

Виномате-риал над решеткой 4,8 4,4 33 27 57 47 10 26

Виномате-риал на выходе из 1-го бродильного аппарата 4,2 3,9 11 9 35 30 54 61

Виномате-риал на выходе из 2-го бродильного аппарата с насадкой* Единичные мертвые угнетенные дрожжевые клетки

Виномате-риал на выходе из 3-го бродильного аппарата Дрожжевых клеток не обнаружено

Из вышеизложенного следует, что проведение вторичного брожения в трехзвенной бродильной установке положительно сказывается: на процессе брожения, в первом бродильном аппарате; на процессе формирования игристого вина в присутствии дрожжей иммобилизованных на подвижной (плавающей) насадке, во втором бродильном аппарате; на процессе созревания вина в третьем аппарате. В данном случае имеет место

разделение процессов вторичного брожения, формирования и созревания игристого вина, аналогично процессам при бутылочном способе производства.

2.2.3 Изучение влияния биохимических и физико-химических

показателей на качество игристых вин в условиях

интенсификации вторичного брожения

На основании проведенных исследований предложена технология производства игристых вин на основе интенсификации вторичного брожения и промышленная установка для ее осуществления, скомплектованная из трех последовательно соединенных бродильных аппаратов вместимостью 47м3 каждый, диаметром 2,2 м и высотой 11м., изготовленных из нержавеющей стали (рисунок 1). Отличительной особенностью предложенной установки является соотношение диаметра бродильного аппарата к высоте - 1:5, наличие конусообразного днища и перфорированной решетки в нижней зоне аппарата.

Для активации дрожжевых клеток в бродильной смеси, поступающей на вторичное брожение, эффективного перемешивания и деаэрации среды перед первым бродильным аппаратом была установлена петля-компенсатор.

В первом бродильном аппарате на высоте 1 метра от нижнего днища закреплён распределитель потока, представляющий собой перфорированную решетку и рециркуляционный контур, позволяющий осевшие в нижней части первого аппарата дрожжевые клетки повторно вводить в процесс вторичного брожения (в зону подачи бродильной смеси в петлю - компенсатор).

Второй бродильный аппарат заполнен насадкой из облегченных полипропиленовых колец, находящихся в свободном (хаотическом) движении.

Третий аппарат предназначен для выдержки виноматериала.

Установка для вторичного брожения виноматериала (рисунок 1) работает следующим образом. Бродильную смесь с массовой концентрацией Сахаров 22-24г/дм3, дрожжевой массой в количестве 3-5 млн.кл/см3 через петлю-компенсатор (1) непрерывно подают в нижнюю часть бродильного аппарата (2), в нижней части которого имеется конусоидальный сегмент (3), обеспечивающий равномерное поддержание дрожжей по всей массе поступающей бродильной смеси.

Бродильная смесь с равномерно диспергированными дрожжевыми клетками проходит перфорированную перегородку (4) и поступает в

основную зону бродильного аппарата (2) для вторичного брожения. Процесс вторичного брожения проводят при температуре не выше 12-14°С.

Линейная скорость потока игристого виноматериала, способна поддерживать дрожжи во взвешенном состоянии, и осуществлять смыв дрожжевых клеток частично осевших на стенках бродильных аппаратов.

Для исключения скопления дрожжевых клеток, находящихся в активном (физиологическом состоянии, в нижней зоне бродильного аппарата имеется рециркуляционный контур (5) их возврата в бродильную смесь, поступающую на вторичное брожение.

4 - 1|с]н|ш||||]ни1:|||н:|4 I|е|»еп»р€*/11Г5' " сии^хмя

; - рециркуляционный контур 11 - иа цлуОок для сбора охмершнл

во^врлтя осевших дрожжевых дрол^кен (конгломератов) кпсток в бродильную смссь

Рисунок ] - Технологическая схема вторичного брожения

Виноматериал в процессе вторичного брожения, содержащий дрожжевые клетки, по винопроводу переходит во второй аппарат (6), заполненный насадкой, находящейся в хаотическом движении, на которой непрерывно задерживаются дрожжевые клетки, поступающие с потоком виноматериала из первого бродильного аппарата.

Дрожжевые клетки за счёт адсорбционных и адгезионных процессов закрепляются на насадке, образуя конгломераты. По мере увеличения на насадке слоя дрожжевой массы и ослабления адгезионных свойств, конгломераты дрожжей срываются и оседают в нижнюю зону второго бродильного аппарата и по мере скопления выводятся через патрубок (7). Освободившаяся от конгломератов насадка потоком бродящего

виноматериала вновь поднимается вверх.

Постоянно обновляемая на насадке дрожжевая масса, находящаяся в различном физиологическом состоянии, способствует протеканию процессов формирования вин и улучшения органолептической оценки игристого вина.

С целью проверки практической возможности и целесообразности внедрения в промышленность предлагаемой технологии, проведены исследования биохимических и физико-химических превращений.

Результаты исследований, представленные в таблице 6 показали, что в предлагаемой промышленной трехзвенной установке обеспечивается необходимое сбраживание сахара, причем основное брожение из-за выравнивания потока и равномерного распределения дрожжевых клеток проходит в первом аппарате установки, где наблюдается наибольший расход сахара и накопление спирта.

Анализ данных по изменению концентрации компонентов игристых вин (альдегидов, 2,3-бутандиола и глицерина), в процессе вторичного брожения, показал увеличение альдегидов в первом аппарате установки и их восстановление во втором и третьем аппаратах установки, накопление 2,3-бутандиола и глицерина, положительно влияющих на качество игристого вина. О протекании восстановительных процессов, особенно заметных во втором и третьем аппаратах, можно судить по величине ОВ-потенциала и восстановительной способности, значения которых к концу процесса вторичного брожения снижаются соответственно в 1,5-6 раз. Количество аминного азота уменьшается в первом аппарате за счет потребления дрожжевыми клетками. При прохождении через зону насадки второго аппарата с иммобилизованными на ней дрожжевыми клетками, находящимися в угнетенном или автолизированном состоянии, виноматериал в процессе вторичного брожения обогащается аминокислотами, в связи с чем к концу процесса содержание аминного азота возрастает. Прирост аминного азота связан с тем, что аминокислоты в процессе вторичного брожения подвергаются разнообразным превращениям с образованием высших спиртов, кислот, эфиров и других, важных в органолептическом отношении соединений, во многом определяющих вкус и букет игристого вина.

Из приведенных данных видно, что при вторичном брожении в первом аппарате содержание высших спиртов увеличивается, однако при прохождении через зону насадки второго аппарата и выдержки в третьем аппарате их содержание заметно снижается. В то же время в этот период вторичного брожения концентрация эфиров увеличивается, что говорит о вовлечении высших спиртов в реакции этерификации.

В процессе вторичного брожения отмечается увеличение активности

Р-фруктофуранозидазы. При прохождении через зону насадки активность фермента возрастает на 16 ед/дм3. Следовательно, в зоне насадки в результате длительной задержки дрожжевых клеток, создаются благоприятные условия для протекания процессов автолиза дрожжей.

Автолитические процессы способствовали повышению физико-химических свойств виноматериала в процессе вторичного брожения — устойчивости двусторонней пленки и пенообразующей способности, а следовательно, в установке созданы условия для получения вина с хорошими игристыми и пенистыми свойствами.

Таблица 6 - Изменение физико-химических и биохимических показателей виноматериала при вторичном брожении_

Показатель Бродильная смесь Виноматериал из установки

1-го аппарата 2-го аппарата 3-го аппарата

Массовая концентрация Сахаров, г/дм3 24,0 5,5 1,7 1,5

Объемная доля этилового спирта, % 10,5 11,4 11,6 11,8

ОВ-потенциал, мв 392 377 352 333

Восстановительная способность, с 25,2 8,2 6,3 3,8

Массовая концентрация альдегидов, общие мг/дм3 129,0 142,9 117,9 112,1

2,3 бутандиол, мг/дм3 118,6 148,5 162,6 164,4

Глицерин, мг/дм3 1586 1548 1606 1618

Аминный азот, мг/дм3 175,4 168,7 172,0 171,5

Активность Р-фруктофуранозидазы, ед/дм3 37 46 53 53

Высшие спирты, мг/дм3 233 250 244 219

Эфиры, мг/дм3 145,5 137 145,8 150,6

Пенообразующая способность, с 13,4 13,8 14,1 14,4

Устойчивость пены, с - 8,2 8,9 9,0

Сравнительный анализ образцов игристого вина марки «брют», произведенных по действующей и предлагаемой технологиям, показал (таблица 7) более высокие характеристики игристых и пенистых свойств в опытных образцах, что указывает на более благоприятные условия для формирования типичных свойств игристого вина. Это подтверждено и результатами органолептического анализа. В образце игристого вина, полученного по предлагаемой технологии, отмечены явно выраженные тона выдержки в букете и вкусе.

Разделение процессов вторичного брожения, имеющих место в первом аппарате установки, обогащение виноматериала биологически активными веществами во втором аппарате, заполненном свободно перемещающейся насадкой с постоянно обновляемой дрожжевой массой и выдержка виноматериала, обогащенного продуктами автолиза дрожжей в третьем аппарате, позволяет в значительной степени улучшить качественные показатели и типичные свойства игристого вина.

Таблица 7 - Сравнительные исследования физико-химических показателей игристого вина марки «брют» _

№п п Показатели Игристое вино марки «брют»

Действующая технология Предлагаемая технология

1. Поверхностное натяжение, мН/м 47,21 47,79

2. Динамическая устойчивость двусторонних пленок, с 14,7 18,9

3. Показатель пеностойкости,с 13,4 13,8

4. Поглотительная способность вина к С02 0,89 0,91

5. Массовая концентрация диоксида углерода, г/дм3 в том числе связанного 7,9 1,5 8,5 1,7

6. Давление, КПа 440 520

7. Дегустационная оценка, балл 86 90

Изучение биохимических и физико-химических превращений в бродящем виноматериале при производстве игристых вин, в условиях интенсификации вторичного брожения, подтверждает возможность повышения качества игристых вин за счет разделения процессов брожения, автолиза и выдержки в предложенной бродильной установке непрерывного действия, аналогично этапам бутылочной шампанизации.

На основании проведенных исследований разработана технологическая инструкции на производство российского шампанского «Красная площадь».

2.2.4 Оптимизация температурных режимов обработки игристых

вин холодом

Температурный фактор играет значительную роль в производстве игристых вин. Известно, что изменение температурных условий среды в большой степени влияет на скорость и направленность физиологических процессов, осуществляемых дрожжами.

С целью обеспечения технологических параметров обработки игристого вина холодом нами исследовалась возможность управления полем температур виноматериала в резервуаре цилиндрической формы с «рубашкой», по которой циркулирует хладоноситель.

Для резервуара цилиндрической формы (при г « 2, где г - радиус, г -высота цилиндра), заполненного игристым вином, уравнение теплопроводности в общем (3-х мерном) случае имеет вид:

с(т)р{т)^ = сЦу(А{т)-ёгаЛ), (1)

о/

где: Т - температура виноматериала; коэффициенты с(Т), Х(Т), р{Т) -соответственно, удельная теплоемкость, теплопроводность и плотность виноматериала (измеренные при постоянном давлении).

Расчет распределения поля температур игристого вина в резервуаре цилиндрической формы проводим по эквивалентной схеме распределения температур по радиусу цилиндра. Для этого по радиусу цилиндра г были выбраны к расчетных точек через одинаковый шаг /?,.. Расчетная схема была построена таким образом, что рассчитывалась средняя температура в каждом из к концентрических колец проходящих через к выбранных расчетных точек по радиусу цилиндра /•; при этом ширина указанных колец одинакова и

равна Иг.

В этом случае, цилиндр объемом Va можно представить в виде к - 1 полых цилиндров с объемами V\, V2, ..., Vk.h соответственно, и одного сплошного цилиндра объемом Vk. Таким образом, если цилиндр объемом У0 состоит из к - 1 полых цилиндров с объемами Vx, V2, ..., Vk.\, соответственно, и одного сплошного цилиндра объемом Vk, температура в которых равна Т\, Т2,...,Тк.\, Ть соответственно, то средняя температура в цилиндре объемом V0 (для случая г « z) рассчитывается по формуле взвешенного среднего:

Т =——1--—- (2)

- Vt+V2+... + Vk ' u

где Vl+V2+...+Vk.]+Vt=V0.

С учетом К0 = Sü-z (где S0 - площадь, z - высота цилиндра), в формуле (2) вынося z за скобки в числителе и знаменателе, и сокращая z, среднюю температуру в резервуаре (для одномерного случая) можно определить из уравнения:

_ S,' Т,., 4-... Ч" S, * Т..,

Tt—, ' (Ц , (3)

яг~

где: Si+S,2+...+5t.i+5k= 50; соответственно, 5Ь S2,..., SkA - площади колец, Sk-площадь круга; Таi, Т02, •••, средние температуры колец, Ток- средняя

температура круга.

Уравнения (1) - (3) можно использовать для расчета распределения поля температур и определения средней температуры игристого вина в резервуаре. Разработана программа для расчета распределения поля температур в резервуаре цилиндрической формы с «рубашкой».

С использованием данной программы были произведены расчеты температур и построены графики, по которым можно определить температуру охлаждения игристого вина в определенном диапазоне времени (через 2, 4, 6 и 8 часов) при различных температурах хладоносителя в «рубашке» резервуара. Анализ полученных данных позволил обосновано повысить температуру хладоносителя в «рубашке» резервуара с минус 10 С до минус 8°С, что обеспечивает энергосберегающий эффект (20%).

2.2.5 Разработка эффективной технологии приготовления

игристых вин с интенсификацией вторичного брожения

Полученные экспериментальные данные и разработанные технологические приемы позволили предложить эффективную технологию вторичного брожения в непрерывном потоке в условиях энергосберегающего управления технологическим процессом производства игристых вин. Для реализации предложенной технологии игристых вин с интенсификацией

вторичного брожения разработана аппаратурно-технологическая схема (рисунок 2).

Дрожжевую разводку готовят в дрожжегенераторах (8) и насосом-дозатором (2) подают в установку на вторичное брожение. Бродильная смесь из резервуара (1) подается насосом-дозатором (2) через петлю-компенсатор (3) на процесс вторичного брожения в трехзвенную бродильную установку. Геометрические размеры бродильных аппаратов установки имеют соотношение диаметра к высоте 1:5.

С целью лучшего распределения потока бродильной смеси и дрожжевой массы, нижнее днище аппарата выполнено в виде конуса, что позволяет обеспечить достаточно энергичное перемешивание входящей бродильной смеси, содержащей дрожжевые клетки и исключить их оседание. На высоте 1м от днища установлена перфорированная решетка, позволяющая равномерно делить поток виноматериала по периметру аппарата. Температура процесса вторичного брожения составляет 12-14°С. Часть дрожжей, которая оседает в нижней зоне первого бродильного аппарата, отбирается с помощью специального клапана и снова поступает в поток бродильной смеси. Первый аппарат - без насадки, а во втором - подвижная насадка (A.c. № 2000324). Третий аппарат установки (4) предназначен для выдержки сброженного виноматериала. Минимальный срок процесса вторичного брожения - 17 суток. Далее игристое вино охлаждается до минус 3°С - минус 5°С в теплообменнике (5) и поступает в аппарат (6), где выдерживается в течение 48 часов с целью предотвращения помутнений.

Дрожжанкн

Рисунок 2 - Аппаратурно-технологическая схема производства игристых вин с интенсификацией вторичного брожения и энергосберегающим управлением.

Выбранная оптимальная температура хладоносителя (минус 8°С) в «рубашке» резервуара (6) обеспечивает энергосберегающий эффект (20%). Готовое игристое вино подается в приемные резервуары (7) и на розлив.

Разработанная технология предусматривает сокращение потерь сырья за счет исключения процессов обескислороживания и частичного возврата дрожжевой массы. На всех этапах вторичного брожения осуществляется мониторинг технологического процесса производства игристых вин, что позволяет снизить энергозатраты: на 20 % - за счет управления полем температур виноматериала в резервуаре с «рубашкой» и выбора оптимальной температуры хладоносителя; до 30% - за счет использования современных средств автоматизации и управления (частотно-регулируемый электропривод для энергосберегающего управления трехфазными асинхронными электродвигателями на базе преобразователей Altivar).

На основании проведенных исследований разработана технологическая инструкция на производство российского шампанского «Красная площадь».

Выводы

1 Предложены технологические приемы интенсификации процесса вторичного брожения при производстве игристых вин: иммобилизация дрожжей на плавающей насадке, использование петли-компенсатора.

2 Установлена интенсификация физиологической активности дрожжей при использовании свободно перемещающейся в бродильном аппарате насадки за счет увеличения поверхности контакта бродящего виноматериала с постоянно-обновляемой на насадке дрожжевой массой (A.c. №2000324), образования конгломератов, их коагуляция и вывод из технологического процесса. Определена скорость потока 27,0 дал/час, обеспечивающая поддержание насадки с иммобилизованными на ней дрожжевыми клетками во взвешенном состоянии.

3 Выявлена функциональная перестройка дрожжевых клеток с дыхания на брожение в петле-компенсаторе, при этом показатель бродильной активности возрастает более чем в 1,4 раза, что способствует интенсификации процесса вторичного брожения. Установлено наличие процесса деаэрации в петле-компенсаторе, что позволяет исключить из технологической схемы производства игристых вин (Российского

шампанского) узел обескислороживания и, тем самым, снизить технологические потери.

4 Изучена зависимость кинетики процесса вторичного брожения, распределение дрожжевых клеток и их физиологическая активность от гидродинамических характеристик процесса. Установлено, что с изменением геометрических параметров бродильного аппарата (соотношение диаметра к высоте 1:5), более чем в 3 раза увеличивается линейная скорость непрерывного потока, величина которой выше скорости оседания дрожжей.

5 Изучены биохимические и физико-химические превращения в бродящих виноматериалах при производстве игристых вин, в условиях интенсификации вторичного брожения, подтверждающие возможность повышения качества игристых вин за счет разделения процессов брожения, автолиза и выдержки в предложенной бродильной установке непрерывного действия, аналогично этапам бутылочной шампанизации.

6 Установлено, что лучшим способом стабилизации температуры вторичного брожения является предварительное охлаждение бродильной смеси до температуры 8°С - 10°С. Разработана математическая модель термообработки игристого вина холодом, позволяющая определить распределение температуры игристого вина в резервуаре и выбрать оптимальную температуру хладоносителя (минус 8°С), что обеспечивает энергосберегающий эффект 20%.

7 Разработана эффективная технология игристых вин на основе интенсификации физиологической активности дрожжей в процессе вторичного брожения (путем использования подвижной насадки и включения в технологическую схему петли-компесатора для адаптации дрожжей к вторичному брожению, а также предложенных конструктивных особенностей бродильной установки), позволившая получать высококачественную продукцию. Применен впервые мультиканальный лабораторный стенд для мониторинга процесса вторичного брожения, обеспечивающий энергосберегающее управление технологическим процессом производства игристых вин на основе:

- снижения энергозатрат (на 20%) за счет регулирования температуры хладоносителя;

- снижения энергозатрат (до 30%) за счет использования современных средств автоматизации технологических процессов (частотно-регулируемый электропривод для энергосберегающего управления трехфазными асинхронными электродвигателями).

8 Разработана нормативная документация на новые виды игристых вин российское шампанское «Красная площадь» и аппаратурно-

технологическая схема производства игристых вин с интенсификацией вторичного брожения и энергосберегающим управлением.

9 Экономический эффект от внедрения разработанной технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения составил 191054,9 руб. в год (на одну установку).

Список трудов

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ

1 Магомедов Н.М., Преснякова О.П. Оптимизация технологической схемы непрерывной шампанизации на Ростовском комбинате шампанских вин // Производство спирта и ликероводочных изделий. 2009. №2. С. 22-23.

2 Магомедов Н.М., Хисамов Р.Н. Преснякова О.П. Исследование схемы шампанизации вина в спаренных бродильных аппаратах // Виноделие и виноградарство. 2009. №3. С. 20-21.

3 Магомедов Н.М., Жиров М.В. Автоматизация технологического процесса непрерывной шампанизации с использованием средств промышленной автоматики // Виноделие и виноградарство. 2009. №6. С. 28-29.

4 Магомедов Н.М., Жиров М.В., Хисамов Р.Н. Мониторинг процесса непрерывной шампанизации с использованием мультиканального лабораторного стенда АСУТП на базе программируемого логического контроллера TSX PREMIUM // Виноделие и виноградарство. 2010. № 3. С.12-13.

5 Магомедов Н.М. Производство игристых вин в условиях повышения физиологической активности дрожжей // Виноделие и виноградарство. 2011. №3. С. 24-26.

Авторские свидетельства и патенты РФ

1 Магомедов Н.М., Арестов В.П., Зенин В.В., Ильченко Л.П, Кривошлыкова Т.Н. Способ производства шампанского в непрерывном потоке. -A.c. №2000324 (СССР) - Зарегистрировано в Государственном реестре изобретений 11 июня 1993 г.

2 Магомедов Н.М., Совлуков A.C., Жиров М.В. и др. Расходомер. Патент РФ №102109 от 10.02.2011.

3 Совлуков A.C., Жиров М.В., Магомедов Н.М. и др. Способ определения физических свойств вещества. Патент РФ №2415409 от 27.03.2011.

4 Жиров М.В., Совлуков A.C., Магомедов Н.М. и др. Устройство для определения содержания спирта и сахара в вине. Патент РФ №243218 от 27. 02.2011.

Материалы конференций

1 Магомедов Н.М. Оптимизация потоков в СБА на ООО РКШВ // Сб. материалов научно-практической конференции «Актуальные проблемы современной науки» - Ростов-на-Дону: МГУТУ, 2009, С. 234-235.

2 Магомедов Н.М. Распределение потоков шампанизируемого вина при вторичном брожении в спаренных бродильных аппаратах // Сб. научных статей Международного научно-образовательного форума «Формирование отраслевой инновационной среды на основе развития профессиональных сообществ и саморегулируемых организацией АПК, пищевой промышленности и индустрии питания» -М.: МГУТУ, 2009, С. 163-166.

3 Магомедов Н.М., Жиров М.В., Жирова В.В. и др. Энергосберегающее управление технологическим процессом шампанизации // Сб. материалов Международного научно-образовательного Форума «Основы государственной политики в области создания продуктов здорового питания: технологические аспекты» -М.: МГУТУ, 2010, С.26-30.

4 Магомедов Н.М., Жирова В.В. Изучение физиологического состояния дрожжей при различных скоростях потоков в процессе шампанизации // Сб. материалов Международного научно-образовательного Форума «Основы государственной политики в области создания продуктов здорового питания: технологические аспекты» -М.: МГУТУ, 2010, С.30-33.

5 Магомедов Н.М., Жиров М.В. Энергосберегающее управление технологическим процессом непрерывной шампанизации // Международная научно-практическая конференция «Передовые информационные технологии, средства и системы управления и их внедрение на Российских предприятиях» -М.: Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН. 4-6 апреля 2011, С.32-34.

Подписано в печать 25.08.2011 г. Тираж 100 экз. Заказ № 2232 Отпечатано в типографии «АллА Принт» Тел. (495) 621-86-07, факс (495) 621-70-09 www.allaprint.ru

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Магомедов, Низамутдин Маллараджабович

ВВЕДЕНИЕ.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР.

1.1 Резервуарный способ производства игристых вин.

1.2 Физико-химические процессы, протекающие при производстве игристых вин.

1.3 Биохимические процессы, протекающие при формировании.

1.4 Роль микробиологических процессов, протекающих при производстве игристых вин.

1.5 Пути совершенствования метода непрерывной шампанизации.

1.6 Использование современных способов управления технологическими процессами в виноделии.

1.7 Цели и задачи исследований.

2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ.

2.1 Объекты и методы исследований.

2.2 Результаты и обсуждения.

2.2.1 Разработка способов регулирования физиологической активности дрожжей в процессе вторичного брожения.

2.2.1.1 Исследование влияния способа иммобилизации дрожжевых клеток на насадке.

2.2.1.2 Разработка приемов адаптации дрожжевых клеток к условиям вторичного брожения.

2.2.1.3 Изучение зависимости кинетики вторичного брожения, распределения дрожжевых клеток и их физиологической активности от гидродинамических характеристик вторичного процесса.

2.2.2 Исследование технологии интенсификации процесса вторичного брожения.

2.2.2.1 Исследование биохимических и физико-химических показателей в условиях интенсификации вторичного брожения.

2.2.3 Оптимизация температурных режимов вторичного брожения и обработки игристого вина холодом с целью интенсификации и повышения энергосбережения производства.

2.2.4 Разработка энергосберегающей технологической схемы игристых вин с интенсификацией вторичного брожения.

3 ВЫВОДЫ.

Введение 2011 год, диссертация по технологии продовольственных продуктов, Магомедов, Низамутдин Маллараджабович

Технологический процесс производства игристых вин является энергоемким, что приводит к большим энергозатратам. Поэтому разработка 4 новых технологий и технических решений, позволяющих интенсифицировать процесс вторичного брожения и одновременно снизить энергозатраты, приобретает важное значение.

Цель и задачи исследования

Для достижения поставленной цели были определены следующие задачи исследований: разработать способы регулирования физиологической активности дрожжей в процессе вторичного брожения; выявить зависимость кинетики вторичного брожения, распределение дрожжевых клеток и их физиологическую активность от гидродинамических характеристик процесса;

- изучить влияние биохимических и физико-химических процессов на качество игристых вин с учетом предложенных способов регулирования физиологической активности дрожжей; оптимизировать температурные режимы при производстве игристых вин с целью снижения энергозатрат; разработать технологию игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения; разработать нормативную документацию на новые виды игристых вин; рассчитать экономическую эффективность разработанной технологии.

Научная новизна

Установлена зависимость активности дрожжей от способа иммобилизации й их адаптации к условиям вторичного брожения, приводящая к его интенсификации.

Выявлена зависимость физиологического состояния дрожжей от гидродинамических характеристик процесса вторичного брожения, обосновывающая необходимость разделения процессов брожения, автолиза и выдержки в промышленных установках непрерывного брожения, аналогично этапам бутылочного способа производства игристых вин. Разработана математическая модель термообработки игристого вина холодом, позволяющая выбрать оптимальную температуру хладоносителя и определить распределение температуры игристого вина в резервуаре.

Практическая значимость работы

Даны рекомендации по оптимизации распределения насадки в бродильном аппарате (A.c. № 2000324).

Применен впервые мультиканальный лабораторный стенд для мониторинга процесса вторичного брожения, обеспечивающий энергосберегающее управление технологическим процессом производства игристых вин на основе использования современных средств автоматизации технологических процессов (частотно-регулируемый электропривод для управления трехфазными асинхронными электродвигателями с использованием преобразователей АШуаг — снижение энергозатрат до 30%).

Разработаны- и утверждены технологические инструкции по производству российского шампанского «Красная площадь» (ТИ 9172-06102068812-10 и ТИ 9172-062-02068812-10).

Апробация работы

Основные положения диссертации обсуждались и получили одобрение: на научно-практической конференции «Актуальные проблемы современной науки», Ростов-на-Дону, МГУТУ, 2009; на Международном научно-образовательном форуме «Формирование отраслевой инновационной среды на основе развития профессиональных сообществ и саморегулируемых организацией АПК, пищевой промышленности и индустрии питания»; на Международном научно-образовательном Форуме «Основы государственной политики в области создания продуктов здорового питания: технологические аспекты», посвященном присвоению ФГЪОУ ВПО «Московский государственный университет технологий и управления имени К.Г. Разумовского», Москва, Государственная Дума, 2010; на Международной научно-практической конференции «Передовые информационные технологии, средства и системы автоматизации и их внедрение на российских предприятиях», Москва, Институт проблем управления им. В.А. Трапезникова РАН, 2011.

Публикации

Структура и объем диссертации

Заключение диссертация на тему "Разработка технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения"

3 ВЫВОДЫ

1. Предложены технологические приемы интенсификации процесса х вторичного брожения при производстве игристых вин: иммобилизация дрожжей на плавающей насадке, использование петли-компенсатора.

2. Установлена интенсификация физиологической активности дрожжей при использовании свободно перемещающейся в бродильном аппарате насадки за счет увеличения поверхности контакта бродящего виноматериала с постоянно-обновляемой на насадке дрожжевой массой (A.c. №2000324), образования конгломератов, их коагуляция и вывод из технологического процесса. Определена скорость потока 27,0 дал/час, обеспечивающая поддержание насадки с иммобилизованными на ней дрожжевыми клетками во взвешенном состоянии.

3. Выявлена функциональная перестройка дрожжевых клеток с дыхания на брожение в петле-компенсаторе, при этом показатель бродильной активности возрастает более чем в 1,4 раза, что способствует интенсификации процесса вторичного брожения. Установлено наличие процесса' деаэрации в петле-компенсаторе, что позволяет исключить из технологической схемы производства игристых вин (Российского шампанского) узел обескислороживания и, тем самым, снизить

136 технологические потери.

4. Изучена зависимость кинетики процесса вторичного брожения, распределение дрожжевых клеток и их физиологическая активность от гидродинамических характеристик процесса. Установлено, что с изменением геометрических параметров бродильного аппарата (соотношение диаметра к высоте 1:5), более чем в 3 раза увеличивается линейная скорость непрерывного потока, величина которой выше скорости оседания дрожжей.

5. Изучены биохимические и физико-химические превращения в бродящих виноматериалах при производстве игристых вин, в условиях интенсификации вторичного брожения, подтверждающие возможность повышения качества игристых вин за счет разделения процессов брожения, автолиза и выдержки в предложенной бродильной установке непрерывного действия, аналогично этапам бутылочной шампанизации.

6. Установлено, что лучшим способом стабилизации температуры вторичного брожения является предварительное охлаждение бродильной смеси до температуры 8°С - 10°С. Разработана математическая модель термообработки игристого вина холодом, позволяющая определить распределение температуры игристого вина в резервуаре и выбрать оптимальную температуру хладоносителя (минус 8°С), что обеспечивает энергосберегающий эффект 20%.

7. Разработана эффективная технология игристых вин на основе интенсификации физиологической активности дрожжей в процессе вторичного брожения (путем использования подвижной насадки и включения в технологическую схему петли-компесатора для адаптации дрожжей к вторичному брожению, а также предложенных конструктивных особенностей бродильной установки), позволившая получать высококачественную продукцию. Применен впервые мультиканальный лабораторный стенд для мониторинга процесса вторичного брожения, обеспечивающий энергосберегающее управление технологическим процессом производства игристых вин на основе:

- снижения энергозатрат (на 20%) за счет регулирования температуры хладоносителя;

8. Разработана нормативная документация на новые виды игристых вин - российское шампанское «Красная площадь» и аппаратурно-технологическая схема производства игристых вин с интенсификацией вторичного брожения и энергосберегающим управлением.

9. Экономический эффект от внедрения разработанной технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения составил 191054,9 руб. в год (на одну установку).

Библиография Магомедов, Низамутдин Маллараджабович, диссертация по теме Технология обработки, хранения и переработки злаковых, бобовых культур, крупяных продуктов, плодоовощной продукции и виноградарства

1. Авакянц С.П. Биохимические основы технологии шампанского, М:. «Пищевая промышленность», 1980. -351 с.

2. Авакянц С.П.Исследование биохимических процессов формирования шампанского. Диссертация на соискание д.б.н. Ереван:. Ереванский Государственный Университет, 1975. - 350 с.

3. Авакянц С.П., Игристые вина. -М: «Агропромиздат», 1986. -272 с.

4. Авакянц С.П., Гюров И.Ф. Дисперсно-морфологическое распределение дрожжевых клеток.// Виноделие и виноградарство, 2003. №1. -С. 19-21.

5. Авакянц С.П., Гюров И.Ф Седиментация дрожжевых клеток при шампанизации. // Виноделие и виноградарство, 2003. №5. -С. 30-32.

6. Агабальянц Г.Г. Избранные работы по химии и технологии вина, шампанского и коньяка. М.: «Пищевая промышленность», 1969. - 612 с.

7. Аношин И.М. Физические процессы в виноделии. М.: «Пищевая промышленность», 1976. -342 с.

8. Арестов В.П., Зенин В.В., Магомедов Н.М. и др. Авторское свидетельство № 2000324 «Способ производства шампанского в непрерывном потоке» Зарегистрированно в Государственном реестре 11 июня 1993 года.

9. Белоусова И.Д., Саришвили Н.Г., Сторчевой E.H. Оптимизация температуры при шампанизации вина в непрерывном потоке. — М.: ЦНИТЭИПищепром, 1977. №10. - С. 6-8.

10. Бирюков В.В. Кантере В.М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. М.: Наука, 1985. — 288 С.

11. Брусиловский С.А., Мельников A.M., Мержаниан A.A., Саришвили Н.Г. Производство советского шампанского непрерывным способом. — М.: Пищепромиздат, 1977. 230 с.

12. Брусиловский С. А., Саришвили Н.Г. Способ производства шампанского в непрерывном потоке. Авторское свидетельство №435270 (СССР), 1974, Б.И. №25.

13. Бурьян Н.И. Водорез Г.Д. Зависимость физиологических и биохимических показателей от давления СОг- // Виноделие и виноградарство СССР, 1972. №5. - С. 10-12.

14. Бурьян Н.И. Микробиология виноделия. -Симферополь:. Таврия, 2002,-433 с.

15. Бурьян Н.И. Практическая микробиология виноделия. — Симферополь: Таврида, 2003. 560 с.

16. Воробьева A.B. Разработка, методов и систем автоматического контроля при производстве вин, насыщенных диоксидом углерода. Автореферат на соискание ученой степени к.т.н. М., МГУТУ, 1999. -23 с.

17. Гагарин 1VLA. Прогрессивная технология шампанских вин. М.: «Кругозор-Наука», 2003. - 320 с.

18. Гагарин М.А. Точность функционирования непрерывного процесса шампанизации по прогрессивной технологии. // Виноделие и виноградарство России, 2001. №1. - С. 30-32.

19. Гагарин- М.А., Жиров М.В., Бакулин В.П., Соловьев И.А. Исследование поля температур виноматериала в резервуаре цилиндрической формы. // Виноделие и виноградарство, 2002. №3. - С. 38-40.

20. Гагарин М.А, Бакулин В.П., Хасикова A.A. Исследование физиологической активности дрожжей в процессе вторичного брожения. // Виноделие и виноградарство России, 2000. №6. - С. 41-43.

21. Горина В:А. Особенности использования иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин бутылочным способом Магарач.// Виноделие и виноградарство, 2000. № 3. -С. 22-24.

22. Государственные контроль качества винодельческой продукции. -М.: ИПК, Издательство стандартов, 2003. -871 с.

23. Громов A.C. Робастное управление электротехнологическими процессами термобоработки виноматериалов с неточно заданными параметрами. Диссер. на соискание ученой степени к.т.н. М.: РГАЗУ , 2004. - 137 с.

24. Гюров И.Ф. Совершенствование технологии производства шампанского в потоке на основе интенсификации массообмена. и метаболизма.дрожжей. Автореферат дис. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. М.: 1989. - 24 с.

25. Гюров И.Ф., Белоусова И.Д. Гидродинамические характеристики действующих установок для шампанизации вина. — М.: АгроНИИТЭИП, 1989. Вып. 7. - С.Л-З.

26. Дрбоглав Е.С., Вейшторд И.П. Производство Советского шампанского. М.: 1987. - 248 с.

27. Драган В.М., Тартус B.C. Резервуарный способ выдержанного шампанского в непрерывном потоке. Патент РФ 22728. МПК7с12 G 1/06. Опубл. 27.03.2006.

28. Дубинчук JI.B., Журавлева Е.И., Сторчевой Е.И., Пазырев П.Я. Новая технология шампанизации вина на Ленинградском комбинате. //Виноделие и виноградарство СССР, 1983. № 5. - С. 13-16.

29. Жиров М.В. Идентификация и адаптивное управление в АСУТП виноделия. // Промышленные АСУ и контроллеры, 2001. № 10. - С. 26-30.

30. Жиров М.В. Обработка экспериментальных данных и идентификация объектов управления в виноделии. // Виноделие и виноградарство, 2002. №4. - С. 24-26.

31. Жиров M.B. Методика расчета экономической эффективности адаптивного управления в технологии виноделия. // Виноделие и виноградарство, 2002. №2. - С. 22-24.

32. Жиров М.В., Шаховской A.B. Разработка адаптивной компьютерной системы управления термообработкой виноматериалов. // Виноград и вино России, 2000. № 2. - С. 33-35.

33. Жиров М.В., Хисамов Р.Н., Петров С.С., Хохловский В.Н. Мультиканальный лабораторный стенд на базе ПЛК TSX Premium. // Автоматизация в промышленности, 2007. №4. - С. 8-10.

34. Жиров М.В., Хисамов Р.Н., Петров С.С., Хохловский В.Н. Программирование мультиканального лабораторного стенда АСУТП с использованием ПО PL-7 Pro. // Автоматизация в промышленности, 2007. -№8. С. 57-59.

35. Жиров М.В. Адаптивное управление процессами с нестационарными параметрами (на примере виноделия) Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. М: МГУТУ, 2004. -54 с.

36. Жиров М.В., Совлуков A.C., Магомедов Н.М., Расходомер. Заявка на получение патента на изобретение № 2009134983/28 от 18.09.09. Патент 102109 От 10 февраля 2011.

37. Жиров М.В., Совлуков A.C., Магомедов Н.М., Жиров В.М. Устройство для определения содержания спирта и сахара в вине. Патент 243218 от 27 февраля 2011 г.

38. Кавецкий Г.Д., Касьяненко В.П. Процессы и аппараты пищевойтехнологии. М.: Колос, 2008, -591 с.

39. Кардаш Н.К., Саришвили Н.Г., Рейтблат Б.Б., Гончарова Г.Г. Динамика ферментативных процессов при различных условиях культивирования дрожжей. // Виноделие и виноградарство, 1979. №8. - С. 55-57.

40. Кардаш Н.К. Регулирование функциональной деятельности дрожжей при производстве шампанского. Автореферат на соискание ученой степени к.т.н. Ялта: ВНИИВиВ «Магарач», 1980. - 24 с.

41. Каталог фирмы Schneider Electric. M: 2010. - 40 с.

42. Кишковский З.Н., Скурихин И.М. Химия вина. М.: Пищевая промышленность, 1976 - 312 с.

43. Козенко Е.М. О новых путях производства игристых вин. Дисс. на соискание ученой степени к.т.н. — Краснодар: КПИ, 1945. — 24 с.

44. Козенко Е.М. Динамика насыщения вина С02 в процессе брожения.

45. Виноделие и виноградарство СССР, 1955. №8. - С. 17-19.

46. Котельникова A.B., Звягальская P.A. Биохимия дрожжевых митохондрий. М.: «Наука», 1973. -240 с.

47. Лебедева Т.И., Рейтблат Б.Б., Саришвили Н.Г., Иванов O.K. Математические модели выдержки шампанского, изготовляемого непрерывным способом. // Виноделие и виноградарство СССР, 1982. №2. -С. 54-55.

48. Литвинцева O.P. Методы определения диоксида углерода и егосостояние в шампанском. Диссертация на соискании е ученой степени к.т.н. —1. М.: ВЗИПП, 1982.- 105 с.

49. Магомедов Н.М., Жиров В.М., Преснякова О.П. Оптимизация технологической схемы непрерывной шампанизации на Ростовском комбинате шампанских вин. // Производство спирта и ликероводочных изделий, 2009. -№2. С. 22-23.

50. Магомедов Н.М., Жиров В.М., Хисамов Р.Н., О.П. Преснякова О.П. Исследование схемы шампанизации вина в спаренных бродильных аппаратах. // Виноделие и виноградарство, 2009. №3. - С. 20-21.

51. Магомедов Н.М., Жиров М.В., Жиров В.М. Автоматизация технологического процесса непрерывной шампанизации с использованием средств промышленной автоматики. // Виноделие и виноградарство, 2009. -№6. С. 28-29.

52. Макаров A.C. Производство шампанского. Симферополь.: «Таврия», 2008. - 416 с.

53. Мартыненко H.H. Современные препаративные формы дрожжей для виноделия. М.: Россельхозиздат, 2006. -278 с.

54. Мартыненко H.H. Биотехнологические основы высокоэффективных препаративных форм дрожжей рода Saccharomices. Автореферат диссетации на соискание д.б.н., 2009. -50 с.

55. Мартыненко H.H., Грачева И.М., Эль-Регистан Г.И., Зубов А.Л., Лозинский В.И. Способ получения биокатализатора для производства игристых вин. Патент РФ №2239658, 2004, БИ №31.

56. Мартыненко H.H., Грачева И.М. Иммобилизованные шампанские дрожжи. Физилого-биохимические особенности и участие в шампанизации вин (обзор). // Прикладная биохимия и микробиология, 2003. т. 39. - №5. -С. 501-508.

57. Мержаниан A.A. Факторы накопления в шампанском связанной углекислоты. //Биохимия виноделия, 1963. Вып. 7. - С. 148-163.

58. Мержаниан A.A. Физикохимия игристых вин М.: «Пищевая промышленность», 1979. - 271 с.

59. Методы технохимического контроля в виноделии. / Под редакцией В.Г. Гержиковой. Симферополь: Таврида, 2009. — 304 с.

60. Моисеенко Д.А., Ломакин В.Ф. Производство вин на поточных автоматизированных линиях. — М.: Пищевая промышленность, 1981. — 224 с.

61. Моисеецко Д.А., Ломакин В.Ф., Тохмахчи Н.С. Поточно-автоматизированные линии производства виноматериалов. М.: Легкая и пищевая промышленность. 1983. -129 с.

62. Оганесянц Л.А., Рейтблат Б.Б. Способ производства Советского шампанского. Патент РФ 2268295. МПК 7с 12 Gl/06. Опубл. 20.01.2001.

63. Опарин А.И. Биохимия вина. // X Международный конгресс по виноградарству и виноделию, 1962. Сб. 3. - 199 с.

64. Пищиков Г.Б. Научное обоснование и разработка новых конструкций поточных аппаратов непрерывной шампанизации. Автореферат дис. на соиск. уч.«степ. канд. техн.наук. Краснодар. 1982. -24 с.

65. Пищиков Г.Б. Научное обоснование и разработка технологии, процессов и аппаратов шампанизации вина. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. М: 2002. — 52 с.

66. Пищиков Г.Б. Способ производства шампанского. Патент РФ 2229505. МПК 7с12 G /06. Опубл. 2004, Бюл. №15.

67. Пищиков Г.Б., Саришвили Н Г Формирование потока в аппаратах непрерывной шампанизации вина. //Виноделие и виноградарство, 1996. № 1.-С. 35-38.

68. Пищикоег Г.Б. Интенсификация шампанизации вина с помощью бифункциональных развитых поверхностей в бродильно-биогенерационных аппаратах. // Виноделие и виноградарство, 2009. №5. - С. 43-48.

69. Пищиков Г.Б. Адсорбция дрожжевых клеток на контактных поверхностях продольно секционированных аппаратов шампанизации вина. // Виноделие и виноградарство, 2009. №6. - С. 37-41.

70. Палик З.П. Совершенствование технологии производства игристых вин бутылочным способом на основе использования иммобилизованных дрожжей. Автореф. дис.канд. техн. наук. — Ялта, 1992. — 22 с.

71. Рейтблат Б.Б. Научное обоснование и разработка технологии шампанизации вина на основе регулирования физиологии и метаболизма дрожжей. Автореферат диссертации на соискание ученой степени д.т.н. М.: 1997.-67 с.

72. Родопуло А.К.,Егофанова Р.Х., Дрбоглав Е.С., Качейшвили Г.П. Выделение ароматобразующих веществ из винных дрожжей. // Виноделие и виноградарство СССР, 1976. №5. - С. 49-52.

73. Родопуло А.К. Биохимия шампанского производства. М.: «Пищевая промышленность», 1979. - 352 с.

74. Рудоманова Н.Ф. Вечер A.C. Влияние повышенных давлений углекислоты на накопление кетокислот при спиртовом брожении. // Известия вузов СССР. Пищевая технология, 1971. №1. - С. 50-52.

75. Сагоян K.P. Биохимические возможности использования иммобилизованных дрожжей в производстве игристых вин бутылочнымспособом. Автореферат дис. на соисканиеКанд. техн. наук. Ялта; 1998. —18 с.

76. Саришвили Н.Г. Разработка и промышленное освоение технологии Советского шампанского непрерывным способом. Автореферат на соискание ученой степени д.т.н. — М. 1982. — 67 с.

77. Саришвили Н.Г., Визельман Б.Б. Новые принципы культивирования дрожжей шампанского производства. М: ЦНИТЭИПищепром, 1977. — 52 с.

78. Саришвили Н.Г., Ковалева Н.В., Черняга Б.С., Роженко И.Н. Зависимость качеотва шампанского от продуктов метаболизма дрожжей. // Известия ВУЗов. Пищевая промышленность, 1976. №5. - С. 82-87.

79. Саришвили Н.Г., Рейтблат Б.Б., Микробиологические основы технологии шампанизации вин. М.: «Пищепромиздат», 2000. -364 с.

80. Саришвили Н.Г., Орешкина А.Е., Белоусова И.Д., Сторчевой E.H. Шампанизация вина в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей. — М.: ЦНИИТЭИпищепром, 1975. Вып. 7 - С. 8.

81. Саришвили Н.Г., Орешкина А.Е., Лебедева Т.И., Квасников Е.И. Влияние дрожжей на физико-химические показатели вина. // Виноделие и виноградарство, 1980. №2. - С. 14-17.

82. Саришвили Н.Г.,, Панасюк А.Л., Столярова Е.И. Использование иммобилизованных дрожжей в виноделии. // Хранение и переработка сельхозсырья, 1996. №3. - С. 40-44.

83. Саришвили Н.Г., Орешкина А.Е., Сторчевой E.H. Способ шампанизации вина в непрерывном потоке. А.С.№730805 (СССР). БИ 1980^ №16.

84. Саришвили Н.Г., Шакарова Ф.И., Ковалева Н.В. Исследование активности дыхания дрожжей при адгезии их на поверхности насадки. // Виноделие и виноградарство СССР, 1976. № 6. - С. 25-27.

85. Сборник основных правил, технологических инструкций и нормативных материалов по производству винодельческой продукции. М.: Пшцепромиздат, 1988. — 242 с.

86. Степаненкова Л.Н. Оптимизация организации потоков в биореакторах непрерывного действия. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. М.: МГУТУ, 2006. -108 с.

87. Солдатов В.В., Жиров М:В., Шаховской A.B. Алгоритмы расчета параметров настройки многопараметрических цифровых регуляторов // Контроль. Диагностика, 2002. №6. - С. 26-32.

88. Солдатов В.В., Жиров М.В., Шаховской A.B. Робастные многопараметрические алгоритмы цифрового управления. // Промышленные АСУ и контроллеры, 2002. №6. - С. 19-23.

89. Солдатов В.В., Жиров М.В., Шаховской A.B. Многопараметрические цифровые регуляторы и методы их настройки. //

90. Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика, 2002. №6. - С. 1924.

91. Справочник по теории автоматического управления / Под ред. А.А. Красовского. М.: Наука, 1987. - 712 с.

92. Сторчевой Е.И. Научное обоснование и разработка технологии непрерывной шампанизации вина в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей. Автореферат на соискание ученой степени к.т.н. М.: 1981. — 24 с.

93. Шумилова JI.A. Разработка методов определения форм существования диоксида углерода в шампанском. Диссертация на соискание ученой степени к.т.н. М.: ВЗИ1111, 1978. - 97 с.

94. Чапликене В.И. Разработка технологии красных игристых вин на основе регулирования физиологии и метаболизма дрожжей. Диссертация на соискание кандидата технических наук. — М.: 2003. 135 с.

95. Aivasidis A., Wandrey С. Reaktionstechnische Optimierung und MaPstabsvergroPerung von anaeroben Festbett-Umlauf- und Wirbelschichtreaktoren. Chem.-Ing.-Tech. 1992, 64, -S. 374-375

96. Buchoiz K, Kasche V. Biokatalizatoren und Enzymtechnologie, Weinheim: VCH Verlag, 1997, -233 s.

97. Charpentier C., Nguen van Long T., RonalyT., Feuilat M. Altération of cell structure in Saccharomices cerevisia and Saccharomices baynus . during autolysis. Appl. Microbiol. Biotechnol. 24, 1986, S. 405-413.

98. De Deken R.H., The Gratree effects a regulatory system in yeast. J. Foot Chem. 44, №8, 1996, S. 149-158.

99. Dittrich H. Microbiologie des Wenes. -Verlag E. Ulmer, 1987, -357s.

100. Feuillat M., Charpentier C. Autolysis of yeasts in champagne. Amer. J. Enol. Vitic. 1982, 33, S. 6-13.

101. Harrison D.E., Pirt B.I. The influence of dissolved oxygen concentration on the respiration and glucose metabolism of Klebsiella aerogens during growth. J. Gen. Microb., 1967, v.46, -S. 193-199.

102. Hennind K. Uber das Heraussprudeln vonSchaumwein beim Offen der Flachen Weinberg und Keller. 1963, №3, -103 s.

103. Jayn V.K. Relationship between energy metabolism and growth. Glucose depence of the exponential growth rate of Saccharomyces cerevisae. Arch. Microbiol. 1970, v.72, -S. 252-259.

104. Jördening H.-J., Janssen W., Brei., Pellegrini A. Optimierung und

105. Maßstabsvergrößerung des Fließbettsystems zur anaeroben Abwasserreinigung. Zuckering, 1991,116, -S.1047-1052.

106. Kielhofen E. Die garungsverhindernde Wirkung von Pirokohlensauredoathylester in alkoholarmen Weinau mit unvergorenen Zucer. Deutsche Wein-Zeitung. 1962, №35, -S. 234-240.

107. Kielhofen E., Wirdig G. Nachweis und Bestimmung einss Zusatzes von Pirokohlensauredoathylester zum Wein. Deutsche Lebensmittel-Rundschau. 1963, №8, -224 s.

108. Krasy S., Malik F., Minarik E. Einzats immobilisierter Zellen in der weinbereitung. Verwendung immobilisierter Hefen bei der secundären Gärung. Wein-WessenschafM992, 4, 1992, -S. 53-55.

109. Kuntsevich A.V., Kuntsevich V.M. Linear adaptive control for nonstationary uncertain systems under bounded noise // Syst. And Controll Letters. 1997. V. 31. No l.-S. 33-40.

110. Labbe P., Dechateaubodeau C., Bois R. Synthesis of protonom by yeast Saccharomyces cerevisae. Effect of culture conditions on synthesis. Bioh. 1972, 54,-S.512-521 .

111. Leroy M.J., Charpentier M., Duteurtre B., Feuillat M. Yeast autolysis during champagne aging. Amer J. Enol. Vitic. 1990, 41, -S.21-28.

112. Li R. A weighted adaptive one-step ahead minimum variance controller based on the ELS algorithm // J. Adapt. Control and signal Proc. 1997. V. 11. No 6. -S. 461-474.

113. Li R., Chu D. Stability of Kaiman filter for time-varying systems with correlated noise // J. Adapt. Control and signal Proc. 1997. Vol. 11. No 6. P. 475487.

114. Maitelli A.L., Yoneyama T. Adaptive control scheme using real time tuning of the parameter estimator // IEE Proc. Control Theory and Appl. 1997.V. 144. No. 3. -S. 241-248.

115. Malik F., Pach L., Halama D., Bales V. Charakterisierung einiger Eigenschafeten immobilisierten Weinhafen. 1. Mechanische Eigenschaften immobilisierten Zellen. Mitteilungen Klosterneuburg. 1990, 40, -S. 205-208.

116. Malik F., Pach L., Halama D., Vollek O. Charakterisierung der Eigenschafeten immobilisierten Weinhafen. 1Y.Technologische. Eigenschafeten immobilisierten Weinhafen. Mitteilungen Klosterneuburg. 1991, 41, -S. 11-13.

117. Sarishwili N., Raitblat B., Zhirova V. Technologie der Weinvtrsektung auf der Grundiage der Regulierung von Hefephysiologie und Hefemethabolismus. 26 Int. Treffen fur Biotechnologie ARCEMA, 2000, Banel, -S.214-215.

118. Scheffers P.W.A., Wiken T. Custers effect (negative Pasters effect) as a diagnostic criterion for the genus Bretanomyces. Antoni van Leeuwenhoek. 1969,35.-S.31-36.

119. Yarsman I., Cotman G., Magier H., Sharp G. Biochimical correlate of respiratory Deficiency. 7. Glucose repression. Arch. Biochem. And Biophys. 1977. V.16, -S. 224-235.1. УТВЕРЖДАЮ

120. ООО "Ростовский комбинат шампанских вин"внедрения результатовгдассертационнои работы Магомедова Низамутдина Маллараджабовича «Разработка технологии игристых вин на основе интенсификации процесса вторичного брожения»г. Москва/0. » . 2011

121. Аспирант кафедры технологии бродильных производств и виноделия ФГОУВПО "Московский Государственный университет технологий и управления им.К.Г. Разумовского"1. Н.М. Магомедов

122. Профессор кафедры технологии бродильных производств и виноделия ФГОУ ВПО "Московский государственный университет технологий и управления им. К.Г.Разумовского" В.В. Жирова

123. Технолог биохимического цеха Т.В.Егупова

124. Начальник производственной лаборатории (или зам) л^Э^у^^-Т.И.Зенина

125. На основе исследований, проведенных в диссертационной работе, разработаны и внедрены новые технологические схемы производства шампанского непрерывным способом, что позволило:

126. Сократить потери сырья и материалов;

127. Автоматизировать трудоемкие операции технологического процесса, внедрить энергосберегающие системы управления;

128. Оптимизация расхода холода на технологические процессы, тем самым расход электроэнергии.

129. В результате внедрения разработок сократилось потребность в персонале на некоторых участках производства и обеспечена экономия заработной платы.

130. Выше указанные составляющие создали экономический эффект.

131. Расчет фактического экономического эффекта проводился по данным внедрения разработок на одном из девяти СБА биохимического цеха за период с 01.01.2010г по 31.12.2010г.

132. Расчет годового прогнозируемого экономического эффекта проводился исходя из программы 2011 г с учетом планируемого внедрения разработок на всех девяти СБА.

133. Фактический объем производства по биохимическому, цеху в 20Юг 1630 тыс.дал.

Похожие работы

Технология продовольственных продуктов
05.18.00