автореферат диссертации по технологии продовольственных продуктов, 05.18.05, диссертация на тему:Совершенствование технологии флотационного осветления виноградного сусла и яблочного сока

НАЦИОНАЛЬНАЯ АКАДЕМИЯ АГРАРНЫХ НАУК УКРАИНЫ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИНСТИТУТ ВИНОГРАДА И ВИНА «МАГАРАЧ»

СИЛЬВЕСТРОВ АНТОН ВЛАДИМИРОВИЧ

УДК 663.252.3.(043.3)

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ ФЛОТАЦИОННОГО ОСВЕТЛЕНИЯ ВИНОГРАДНОГО СУСЛА И ЯБЛОЧНОГО СОКА

05.18.05 - технология сахаристых веществ и продуктов брожения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

11 /Л 2014

Ялта-2014 005556669

005556669

Диссертацией является рукопись.

Работа выполнена в Национальном институте винограда и вина «Магарач» Национальной академии аграрных наук Украины.

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор,

член-корр. НААН

Загоруйко Виктор Афанасьевич,

Национальный институт винограда и вина «Магарач»,

сектор коньяка, заведующий

Научный консультант:

доктор технических наук, старший научный сотрудник Виноградов Владимир Александрович,

Национальный институт винограда и вина «Магарач», отдел технологического оборудования, начальник

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор, Мартыненко Эдуард Яковлевич

Ялтинский филиал Европейского университета кафедра менеджмента и социально-гуманитарных дисциплин

кандидат технических наук, доцент Ермолин Дмитрий Владимирович, Южный филиал Национального университета биоресурсов и природопользования Украины «Крымский агротехнологический университет», кафедра виноделия и технологии бродильных производств, доцент

Защита состоится 26 декабря 2014 г. в 1400 ч. на заседании специализированного ученого совета Д 53.365.02 в Национальном институте винограда и вина «Магарач» по адресу: ул. Кирова, 31, г. Ялта, Республика Крым, 298600.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Национального института винограда и вина «Магарач» по адресу: ул. Кирова, 31, г. Ялта, Республика Крым, 298600.

Автореферат разослан «_» ноября 2014 г.

Ученый секретарь

специализированного ученого совета

В.А. Бойко

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Одним из важнейших технологических этапов в производстве вин, соков и концентратов является осветление свежеотжатого сусла (сока). Изучению и совершенствованию процесса осветления сусла посвящены работы отечественных и зарубежных ученых: Г.Г. Валуйко, В.И. Зинченко, В.А. Загоруйко, Б.М. Матова, A.C. Луканина, A.C. Макарова, В.А. Виноградова, С.П. Авакянца, Э.В. Каменской, И.Г. Калдаре, Н.М. Агеевой, Т.И. Гугучкиной, К. Wucherpfennig, J. Seckler, G. Bardini, Р. Ackermann, R. Fer-rarini, H. Müller-Spath и др.).

Интенсификация процесса осветления сусла (сока), основанная на применении природных и химических веществ, а также физико-механическом воздействии, позволила значительно сократить длительность осветления в сравнении с отстаиванием. Однако эти способы осветления не лишены своих технологических недостатков. Так, осветление с помощью вспомогательных веществ является периодическим процессом, требует достаточно длительного времени (до 8-10 часов), больших затрат труда и производственных ресурсов. Осветление с помощью центрифугирования и фильтрования влечет за собой значительные затраты энергии, вспомогательных материалов и необходимость квалифицированного обслуживания.

Перспективным направлением интенсификации процесса осветления виноградного сусла и яблочного сока является флотационное осветление (В.А. Загоруйко, В.А. Виноградов, A.C. Луканин, И.Г. Калдаре, Б.М. Матов, К. Wucherpfennig, J. Seckler, R. Ferrarini, К. Otto и др.). Однако, внедрение этого способа сдерживается вследствие недостаточности исследований процесса флотации виноградного сусла и яблочного сока, в связи с чем совершенствование технологии и оборудования для осветления флотационным эжекторным способом является актуальной задачей.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Исследования, результаты которых представлены в диссертационной работе, выполнялись в соответствии с научно-техническими программами НААН и тематическими планами НИВиВ «Магарач» (2001-2005 гг., 2006-2010 гг.) в рамках заданий: «Выявить влияние режимов переработки винограда, обработки мезги и сусла, режимов брожения, осветления и стабилизации на ускорение созревания виноматериалов» (0101U006749), «Исследовать закономерности показателей качества винограда, мезги, сусла и виноматериалов с целью создания конструктивных и режимных параметров нового оборудования» (0107U008014), «Усовершенствовать технологическое оборудование для переработки винограда» (0106U004462).

Цель и задачи исследований: Цель - совершенствование технологии флотационного осветления виноградного сусла и яблочного сока.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- исследовать технологический процесс флотационного осветления виноградного сусла и яблочного сока и построить математическую модель процесса;

- установить влияние флотационного осветления на качественные показатели сусла, соков и виноматериалов;

- обосновать и разработать аппаратурно-технологические схемы производства сусла флотационным эжекторным способом осветления для производства игристых вин, столовых и коньячных виноматериалов, виноградного сока;

- установить параметры и режимы флотационного осветления яблочного сока;

- уточнить методики расчета отдельных составляющих эжекторной флотационной установки и установить оптимальные параметры элементов и узлов для флотационных установок различной производительности;

- разработать технологическую и техническую документацию для проектирования и изготовления флотационной эжекторной установки для осветления виноградного сусла;

- провести производственные испытания разработанной технологии флотационного

осветления виноградного сусла.

Объект исследований - технологические процессы осветления виноградного сусла и яблочного сока.

Предмет исследований — способы осветления виноградного сусла и яблочного сока (отстаивание, флотация), экспериментальная флотационная установка, конструкция которой позволяла изменять исследуемые показатели в необходимых пределах, а также стандартизированные образцы технологического оборудования.

Методы исследований — основой проведенных исследований являлось математическое и физическое моделирование с использованием масштабного геометрического подобия. Для анализа физико-химических показателей сусла, соков, виноматериалов и вин использовались общепринятые аттестованные методы. Качество виноматериалов и вин оценивалось органолептически.

Научная новизна полученных результатов.

Впервые:

- построена математическая модель процесса флотационного эжекторного осветления виноградного сусла и яблочного сока, позволившая уточнить методику расчета эжектора для винодельческих сред;

- теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования эжекторного флотационного способа осветления виноградного сусла в технологических схемах получения игристых вин, столовых и коньячных виноматериалов, сульфитированно-го сусла, виноградного сока.

Получили дальнейшее развитие:

- исследование и систематизация факторов, влияющих на процесс флотационного осветления виноградного сусла эжекторным способом;

- исследование явления коалесценции пузырьков газа при флотационном эжекторном осветлении виноградного сусла;

- изучение влияния флотационного осветления сусла на качественные показатели конечных продуктов;

- методики расчета отдельных составляющих флотационной установки: накопительного резервуара, эжектора, устройства для удаления флотационной пены.

Практическая значимость полученных результатов.

Разработаны исходные требования на флотационную эжекторную установку для осветления виноградного сусла производительностью 500 дал/ч.

Разработано устройство для удаления продуктов флотации из флотационного резервуара (патенты Украины № 68128, №76328).

Разработана технологическая инструкция по производству осветленного виноградного сусла с использованием флотационного эжекторного осветления сусла, утвержденная в НИВиВ «Магарач».

Разработана технологическая инструкция по производству осветленного яблочного сока с использованием флотационного эжекторного осветления сока, утвержденная в НИВиВ «Магарач».

Предложен непрерывно-периодический способ флотационного осветления сусла (сока).

Разработан комплект рабочих чертежей для изготовления опытного образца флотационной эжекторной установки для осветления виноградного сусла.

Технология флотационного осветления виноградного сусла прошла производственные испытания на винзаводе ГП ОХ «Предгорное».

Ожидаемый экономический эффект от внедрения флотационной технологии составляет 1609 грн на 1000 дал осветленного сусла.

Личный вклад соискателя состоит в обосновании цели и задач исследования, подборе и анализе специальной литературы, планировании и проведении экспериментов, участии в

производственных испытаниях, анализе и обработке полученных результатов, разработке технологической и технической документации, а также в подготовке к публикации научных работ. Личный вклад соискателя составляет не менее 75 %.

Апробация результатов диссертации. Основные положения и результаты проведенных исследований доложены на заседаниях секции ученого совета НИВиВ «Магарач» по виноделию (Ялта, 2002-2013 гг.), IX международной научно-пракггичсской конференции молодых ученых и специалистов «Достижения современной науки в виноградарстве и виноделии» (Ялта, 2003 г.), международной научно-практической конференции «Совершенствование технологии и оборудования производства алкогольной, слабоалкогольной и безалкогольной продукции и методов анализа их качества» (Минск, 2004 г.), научно-практических конференциях «Вино. Качество, конкурентоспособность, защита от фальсификаций» (Судак, 2006-2007 гг.).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 25 работ, в том числе 19 статей в специализированных изданиях, 4 - в материалах конференций, получено 2 патента Украины.

Структура и объем диссертации. Основной объем диссертации составляет 119 страниц машинописного текста и состоит из введения, четырех разделов, выводов, приложений. Список использованных источников включает 218 наименований, в том числе 51 - иностранных авторов. Работа содержит 25 таблиц, 16 рисунков, имеет 9 приложений.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы диссертационной работы, ее связь с тематическими планами, сформулированы цель и задачи исследований, изложена научная новизна, показаны практическая значимость и апробация, а также сведения о личном вкладе автора в проведенные исследования.

В первом разделе проведен критический анализ научных работ отечественных и зарубежных авторов посвященных вопросам осветления виноградного сусла и яблочного сока. Описаны технологические приемы, режимы и параметры существующих способов осветления виноградного сусла и яблочного сока. Рассмотрены различные способы флотационного осветления сусла (сока). Указаны недостатки наиболее часто применяемых на практике флотационных способов осветления, и определены пути совершенствования технологии флотационного осветления сусла. Показано, что наиболее перспективным в условиях отечественной винодельческой промышленности является флотационный эжекторный метод. Систематизированы известные факторы и параметры процесса флотационного эжекторного осветления сусла. На основании анализа и обобщения литературных данных, анализа современного состояния винодельческого производства конкретизированы цели и задачи исследований.

Во втором разделе «Материалы исследований» дана характеристика объекта, предмета и методов исследований, описаны экспериментальная установка для проведения исследований и методы обработки экспериментальных данных. Исследования процесса осветления проводили на сусле из винограда белых сортов (Алиготе, Ркацители, Рислинг рейнский, Рислинг Магарача, Первенец Магарача, Алиготе мускатное, Сухолиманский белый, Тер-баш). Исследования по осветлению яблочного сока проводили с использованием яблок сортов Ренет-Симиренко, Голден делишес. Материалами исследований также были продукты, полученные из осветленного сусла: белые столовые, шампанские и коньячные виномате-риалы, игристые вина, виноградный сок, сульфитированное сусло, которые соответствовали требованиям, установленным действующими стандартами, техническими условиями и технологическими инструкциями. В качестве вспомогательных веществ при осветлении сусла использовали коллоидный раствор диоксида кремния, желатин, бентонит.

Для моделирования процесса флотационного осветления использовался метод мае-

штабного геометрического подобия. Разработку оптимальных режимов и параметров флотационного осветления сусла (сока) проводили на разработанной экспериментальной модельной установке, полностью имитирующей реальные производственные условия.

Сусло получали на стандартной линии переработки винограда ВПЛ-20К. Осветление сусла проводили следующими способами: отстаивание, отстаивание с обработкой вспомогательными веществами, флотационное осветление.

Эффективность осветления опытных и контрольных образцов сусла и сока оценивали по следующим показателям: скорость флотации взвесей, степень осветления, выход осветленного сусла, мутность, физико-химический состав сусла.

Определение физико-химических показателей сусла, сока, виноматериалов, вин и спиртов проводили общепринятыми в энохимии и аттестованными методами, которые изложены в соответствующих стандартах и руководствах по технохимическому и микробиологическому контролю в виноделии («Методы технохимического контроля в виноделии». Под ред. Гержиковой В.Г., 2009). Дегустационная оценка осуществлялась органолептическим способом.

Для получения достоверных результатов опыты проводили не менее чем в трех повтор-ностях. При исследовании технологического процесса осветления сусла (сока) использовали математические методы планирования эксперимента (Ю.П. Адлер и др., 1976). Полученные экспериментальные данные обрабатывали с использованием методов математической статистики, дисперсионного, корреляционного и регрессионного анализа и проверкой статистических гипотез. Существенность установленных различий проверяли по критериям Стьюдента и Фишера. Данные обрабатывали с применением компьютерной техники и прикладных программ Microsoft Excel, Statistica 6,0.

В третьем разделе представлены результаты экспериментальных исследований, их анализ и обобщение.

Исследование технологических процессов флотационного осветления виноградного сусла и яблочного сока и построение математической модели процесса флотации. Сведения о влиянии различных факторов процесса флотационного осветления на его параметры являются разрозненными и несистематизированными с точки зрения их использования для фактической разработки флотационной технологии и ее аппаратурного оформления. В связи с этим из литературных источников были выбраны ранее исследованные факторы для различных флотационных процессов, затем определены наиболее важные из них для эжектор-ного способа флотационного осветления. Далее были проведены исследования по изучению влияния не исследованных ранее факторов, влияющих на основные параметры процесса флотации. При этом установлено, что основными факторами, влияющими на параметры процесса флотационного осветления, являются: доза флотационного газа, дисперсионный состав взвесей неосвещенного сусла, доза коллоидного раствора диоксида кремния (КРДК), доза желатина.

Для определения оптимальных режимов процесса флотационного осветления виноградного сусла (яблочного сока) от взвесей, которые соответствуют максимальной производительности, при заданной (для соответствующего целевого назначения сусла или сока) степени осветления сусла (сока) были проведены исследования с применением математико-статистических методов планирования экспериментов. В результате выполнен полный факторный эксперимент по плану ПФЭ 24. Интервалы варьирования и нулевые уровни факторов были назначены, исходя из колебания массовой концентрации взвесей в исходном продукте, диапазона варьирования дисперсионного состава взвесей в зависимости от фракции сусла, экономически обоснованных доз флотационного газа, типов вспомогательных веществ.

После математической обработки и статистического анализа коэффициентов при уровне значимости 0,05 с использованием критерия Стьюдента получены следующие уравнения

регрессии:

для виноградного сусла: У, = 3,30 +0,57 X, + 0,69 Х2 - 0,35 Х3 - 0,20Х4 У2 = 0,52 + 0,022X1 + 0,066Х2 + 0,03 0Х3 - 0.054Х,

для яблочного сока: У,= 3,03 + 0,650Х] + 0,013Х2 + 0,036Х3 + 0,410X4 У2 = 0,54 + 0,064X1 - 0,100Х2 + 0,021Х3 - 0,013Х4

где, - средняя скорость флотации, м/ч; У2 - степень осветления сусла, ед.

Х1 - доза флотационного газа, в % от объема сусла (сока);

Х2 - дисперсионный состав взвесей сусла (сока) (средний размер взвесей,

преобладающих в сусле (соке), мкм;

Хз - доза препарата КРДК, г/дм3;

X» - доза желатина, г/дм3.

Проведенными исследованиями установлено, что наибольшее влияние на исследуемые параметры оказывают доза флотационного газа, дисперсионный состав взвесей.

Положительные знаки при коэффициентах Х1 и Х2 свидетельствуют о том, что скорость флотации и степень осветления растут с ростом значений дозы газа и дисперсионного состава взвесей сусла. Уравнения регрессии для яблочного сока свидетельствуют о преобладающем влиянии на скорость флотации дозы флотационного газа: при увеличении дозы газа скорость флотации повышается.

Полученные зависимости позволяют изучить процесс флотационного осветления виноградного сусла и определить наиболее значимые факторы, позволяющие эффективно управлять этим процессом: доза флотационного газа, дисперсионный состав взвесей, доза желатина, доза КРДК.

Дальнейшие опыты по оптимизации полученной модели процесса флотации позволили установить зависимость размера образующихся пузырьков от дозы флотационного газа (рис. 1) и определить условия возникновения нежелательного явления коалесценции пузырьков газа и разрушения аэрофлокул (рис. 2).

а

о.

я

5

2,5" 2,01,51,0' 0,5

V д / * / / V / г/

/ / р /У

о/ ■

- прессовое сумо у = 0,1248х-0,1746

Я2 = 0,8915;

- сусло-самотек

у = 0,0795х-0,1082 Я2 = 0,9156,

где у - доза газа, % ; х - средний размер пузырьков, мм; Я2 — величина достоверности аппроксимации

0 5 10 15 20 25 30 Доза флотационного газа, % к объему сусла

Рис. 1 Зависимость среднего размера пузырьков от дозы флотационного газа

Анализируя полученную зависимость (рис. 1), установили критический размер пузырьков газа, при котором возникают турбулентные вихревые потоки во флотационном резервуаре. Так, при дозировке флотационного газа более 15% для обработки сусла-самотека с исходной массовой концентрацией взвесей 50 г/дм3 образуются пузырьки газа диаметром свыше 1,2 мм и начинают вызывать вихревые потоки во флотаторе. При обработке прессового сусла с исходной массовой концентрацией взвесей 120 г/дм критический диаметр пузырьков составляет 1,6 мм.

у = 0,8533х -16,6444 Я2 = 0,8345

где у - количество слившихся пузырьков газа, шт/мин; х - угол изгиба трубопровода, Я2 - величина достоверности аппроксимации

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 Угол изгиба, °

Рис. 2 Зависимость коалесценции пузырьков флотационного газа от угла изгиба трубопровода

70

60-

50-

40-

30-

20-

у = 60,4186 - 0,3643х Я2 = 0,8417

где у - количество слившихся пузырьков газа, шт/мин; х -радиус изгиба трубопровода, мм; Я2 - величина достоверности аппроксимации

10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 Радиус изгиба, мм

Рис. 3 Зависимость коалесценции от радиуса изгиба трубопровода

На основании полученной зависимости (рис. 2) показано, что при угле изгиба трубопровода более 30° явление коалесценции оказывает существенное влияние на флотационное

осветление - начинает частично разрушаться образовавшаяся флотационная пена. Аналогичный результат наблюдается при радиусе изгиба трубопровода менее 90 мм (рис. 3).

Таким образом, определены требования к месту расположения эжектора во флотационной установке: эжектор необходимо устанавливать горизонтально перед флотационным резервуаром на прямом участке трубопровода с углом изгиба не более 30°, радиус изгиба должен быть не менее 90 мм.

Проведенные исследования позволили усовершенствовать технологию флотационного осветления виноградного сусла, предложить новое аппаратурное оформление процесса. Осуществлять технологию флотационного осветления виноградного сусла предлагается с использованием новой флотационной установки (рис 4).

Рис. 4 Флотационная установка для осветления виноградного сусла качественных

фракций

1 - дозатор диоксида серы; 2 - накопительный резервуар для сусла; 3 — шаровой кран; 4 - установка для дозирования ингредиентов в поток; 5 - резервуар для приготовления рабочего раствора КРДК; 6 - резервуар для приготовления рабочего раствора желатина; 7 - эжектор; 8 - ротаметр газовый; 9 - флотационный резервуар.

Технология флотационного осветления виноградного сусла и яблочного сока и ее применение в технологических схемах переработки винограда и яблок. Флотационное осветление сусла влияет на его физико-химические показатели (табл. 1).

Установлено, что массовая доля взвесей снижается на 85-94 %. Из высокомолекулярных веществ наиболее заметно удаление фенольных веществ - до 16 %. Наблюдается также снижение содержания массовых концентраций белков до 8 % и полисахаридов до 10 %.

Можно предположить, что это связано с тем, что при флотационном осветлении улучшается распределение вспомогательных веществ по всему объему сусла, в результате чего возрастает эффективность действия диоксида кремния и желатина по отношению к высокомолекулярным веществам сусла.

Снижение окислительно-восстановительного потенциала свидетельствует об определенной степени восстановленности опытных образцов сусла.

Флотационное осветление по сравнению с отстаиванием приводит к ускореншо процесса осветления, позволяет получить осветленное сусло, пригодное по своим физико-химическим показателям для производства белых столовых вин.

Влияние способов осветления на технологические и

физико-химические показатели сусла_

Показатели Варианты опытов

до осветления отстаивание 18 ч. флотация до осветления отстаивание 18 ч. флотация

Сорт винограда Алиготе Ркацители

Массовая концентрация Сахаров, г/дм3 180 180 180 194 194 194

Массовая концентрация титруемых кислот, г/дм3 8,4 8,4 8,4 8,8 8,8 8,8

рН 2,9 2,9 2,9 3,12 3,12 3,13

Содержание взвесей, г/дм3 74,0 13,8 13,0 60,0 10,5 8,5

Массовая концентрация фенольных веществ, мг/дм3 245 335 210 400 430 330

ОВ-потенциал, мВ 320 255 195 315 270 240

Массовая концентрация белка, мг/дм3 17,6 16,5 15,9 18,4 16,2 16,0

Массовая концентрация полисахаридов, мг/дм3 428 393 378 543 508 495

Технология флотационного осветления виноградного сусла для производства белых столовых виноматериалов. Снижение массовой доли взвесей в сусле, удаление спонтанной микрофлоры, снижение содержания высокомолекулярных веществ, а также обусловленное этими причинами медленное и длительное протекание брожения при пониженных значениях окислительно-восстановительного потенциала способствовали получению качественных виноматериалов (табл. 2). Для них характерна пониженная массовая концентрация феноль-ных веществ, полисахаридов, белка, альдегидов. По современным критериям оценки окис-ленности виноматериалы, полученные из сусла, осветленного флотационным способом, могут быть квалифицированы как более восстановленные, что в итоге положительно сказывается на их дегустационной оценке.

Виноматериалы, полученные из сусла, осветленного методом флотации с обработкой КРДК и желатином, характеризовались пониженной массовой концентрацией высших и повышенной - ароматических спиртов. Уменьшается массовая концентрация изобутилового и изоамилового спирта, который является главным компонентом, создающим неприятный аромат и вкус. Массовая концентрация 2,3-бутиленгликоля и Р-фенилэтилового спирта в образцах увеличивается.

Таким образом, новая технология флотационного осветления сусла, особенно при использовании КРДК и желатина, позволяет повысить качество белых столовых виноматериалов за счет снижения содержания нестабильных веществ коллоидной природы, а также сохранения и увеличения содержания ароматических компонентов, играющих по-

ложительную роль в сложении аромата и вкуса вина.

Физико-химические показатели белых столовых виноматериалов

Варианты осветления сусла

Показатели Алиготе Ркацители

отстаивание флотация отстаивание флотация

Объемная доля этилового спирта,% 10,6 10,7 11,1 11,0

остаточных Сахаров, г/дм'3 3 3 3 3

титруемых кислот, г/дм3 9,4 9,7 9,0 9,5

летучих кислот, г/дм3 0,56 0,53 0,60 0,60

диоксида серы, мг/дм3:

общего 118 113 124 130

свободного 6,0 5,5 4,0 4,0

приведенного экстракта, г/дм3 19,2 20,0 18,6 19,0

белка, мг/дм3 10,3 14,0 18,0 14,0

общего азота, мг/дм3 198 164 187 167

фенольных веществ, мг/дм3 185 170 180 165

§ ванилинреагирующих форм, мг/дм3 9,4 7,1 8,0 6,3

сз процианидинов, мг/дм3 55 35 60 27

У полисахаридов, мг/дм3 460 445 450 440

я пектина, мг/дм3 98 91 87 96

о и калия, мг/дм3 430 405 425 370

53 кальция, мг/дм3 115 105 125 108

и о магния, мг/дм3 47 45 46 44

а и железа, мг/дм"1 2,5 1,8 2,5 1,5

£ меди, мг/дм3 0,15 0,10 0,20 0,20

цинка, мг/дм'' 0,3 0,3 0,3 0,3

метанола, мг/дм3 11,7 11,1 15,9 15,1

уксусного альдегида, мг/дм3 109,9 62,4 110,9 90,2

пропанола, мг/дм3 6,7 4,5 6,1 10,9

этилацетата, мг/дм3 22,4 6,4 13,2 27,2

изобутилового спирта, мг/дм3 9,4 6,5 10,7 8,6

изоамилового спирта, мг/дм3 44,0 37,4 46,4 40,4

2,3-бутиленгликоля, мг/дм3 163,3 214,8 160,4 241,2

Р-фенилэтилового спирта, мг/дм3 34,0 38,9 37,4 42,2

глицерина, г/дм 7,2 7Д 7,3 7,2

Дегустационная оценка, балл 7,76 7,81 7,73 7,75

Подтверждена эффективность флотационного осветления виноматериалов непосредственно после брожения. При этом в течение одного часа достигается снижение мутности виноматериала в 3,6 раза, физико-химические показатели существенно не изменяются (табл. 3).

Влияние различных способов осветления виноматериалов на их _физико-химические показатели_

Показатели Отстаивание Флотация

Объемная доля этилового спирта, % 10,4 10,4

остаточных Сахаров, г/дм"1 1 2

- титруемых кислот, г/дм"' 8,8 8,9

i летучих кислот, г/дм3 0,55 0,55

свободного диоксида серы, мг/дм3 5 4

общего диоксида серы, мг/дм3 115 110

аз белка, мг/дм3 15 16

§ азота общего, мг/дм3 106 95

а В фенольных веществ, мг/дм3 205 200

о процианидинов, мг/дм^ 56 44

л 2 ванилинреагирующих ФВ, мг/дм"* 23 22

полисахаридов, иг/дм3 350 350

пектина,мг/дм"1 70 64

D420 0,09 0,09

D520 0,05 0,04

и 0,14 0,13

Мутность, ф.е. 90 25

Использование флотационного осветления сусла в технологии игристых вин. В результате проведенных исследований по использованию флотационного осветления сусла в технологии игристых вин установлено: качество опытных образцов находится на уровне образцов, в технологии которых применялся традиционный способ отстаивания сусла. В образцах, прошедших флотационное осветление, проявляются большая пенообразующая способность и устойчивость пены; флотационное осветление позволяет получать типичные игристые вина (табл. 4).

Таблица 4

Физико-химические и специфические показатели игристых вин_

Показатели Отстаивание без обработки вспомогательными веществами Отстаивание с обработкой КРДК и желатином Флотация с обработкой КРДК и желатином

Объемная доля этилового спирта, % 12,3 12,3 12,2

Массовая концентрация титруемых кислот, г/дм3 7,6 7,5 7,6

Массовая концентрация фенольных веществ, мг/дм3 общих 199 192 178

полимеров 23 12 4

ЕЬ, мВ 218 202 195

Показатель желтизны в 8,3 7,3 7,2

Прирост после окисления Д в 6,3 7,2 6,2

Максимальный объем пены, см3 1080 1110 1090

Скорость разрушения пены, см3/с 17,8 19,0 19,5

Дегустационная оценка, балл 9,12 9,09 9,15

и

Использование флотационного осветления сусла в технологии коньячных виноматериа-лов. Экспериментально обоснована возможность качественного осветления виноградного сусла в технологии коньячных виноматериалов.

Установлено, что флотационный метод осветления сусла, применяемый в технологической схеме производства коньячных виноматериалов, не приводит к ухудшению качества коньячных спиртов. Опытные образцы молодого коньячного спирта по органолептическим показателям (цвету, аромату, вкусу) соответствовали своему типу (табл. 5).

Экспериментально доказана возможность использования флотационного осветления виноградного сусла, консервированного диоксидом серы. При этом установлен эффект де-сульфитации сусла: массовая концентрация общего диоксида серы снижается на 65,6 %, свободного - на 16,3 %.

Таблица 5

Химические и дегустационные показатели молодого коньячного спирта_

Вариант осветления сусла ДСТУ 18.40 -2001

Показатели Отстаивание Флотационное осветление

Объемная доля этилового спирта, % 62,5 64,5 62-70

Е высших спиртов в пересчете на изоамиловый спирт 370 325 120-500

я & 5 ® альдегидов в пересчете на уксусный альдегид 11 5 3-50

S s §2 средних эфиров в пересчете на уксусно-этиловый эфир 115 115 20-200

я? § 2 летучих кислот в пересчете на уксусную кислоту 13,5 10,0 80,0

о rt 2 метилового спирта 13 9 10-100

фурфурола 1Д 1,0 1-5

Массовая концентрация меди, мг/дм3 0,3 0,3 не более 5

Массовая концентрация общего железа, мг/дм3 0,1 0,1 не более 0,5

Дегустационная оценка, балл 7,91 7,93 не менее 7,5

Использование флотационного осветления сусла в технологии производства виноградного сока. Теоретически обоснована и экспериментально подтверждена возможность использования флотационного осветления сусла в технологии производства натурального виноградного сока (табл. 6).

Сравнение технологических и физико-химических показателей осветленного сусла свидетельствует о преимуществе флотационного способа осветления. Значения технологических параметров снижаются: время осветления - в 10-12 раз, расход электроэнергии - в 3 раза, массовая концентрация фенольных веществ - на 11 %, повышаются степень осветления и выход осветленного сусла.

Установлено, что замена отстаивания сусла на флотационное осветление позволяет получать равный по Качеству сок, при этом сокращаются затраты времени, трудовых и энергетических ресурсов.

Показатели различных способов осветления при производстве виноградного сока

Показатель Сусло Алиготе

исходное сусло отстаивание на холоде флотация бентонит + желатин флотация КРДК + желатин

Массовая концентрация общих фенольных веществ, мг/дм3 270 265 235 250

Выход осветленного сусла, в % к объему исходного сусла 76 91 92

Массовая концентрация взвесей, г/дм3 55,0 15,5 8,5 9,0

Дозы вспомогательных веществ, мг/дм3 1000/50 100/50

Время осветления, ч - 18,0 1,5 1,5

Удельный расход электроэнергии, кВт-ч/м3 сусла 1,75 0,50 0,50

Использование флотационного осветления в технологии производства яблочного сока. Установлена высокая эффективность эжекгорного способа флотационного осветления для яблочного сока - независимо от исходной массовой доли взвесей достигается остаточное их содержание не более 10 г/дм3 и выход осветленного сока - не менее 86 %. Установлено, что скорость флотации растет с ростом исходной массовой концентрации взвесей. Особенно это заметно в течение первого часа прохождения процесса флотационного осветления (рис. 5).

о

¡тг

•Э*

о

п. §

и

2,8 -

2,4 -

2 -1,6

1,2 -

0,8 -

0,4 -

0

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 Время флотации, ч

Рис. 5 Изменение скорости флотации при различной исходной массовой концентрации взвесей: 1- 140 г/дм3; 2-70 г/дм3

Оптимизация аппаратурного оформления технологического процесса осветления виноградного сусла и яблочного сока. На основе комплекса полученных экспериментальных данных и анализа конкретных аппаратурно-технологических схем флотационного осветления были уточнены методики расчета отдельных узлов флотационной установки: резервуа-

ра для исходного сусла, эжектора для винодельческих сред; оптимизирована методика расчета диаметра трубопроводов. Предложена технология удаления и дальнейшего использования продуктов флотации (рис 6). Уточнена методика расчета устройства для удаления пены.

6,7-шнек 13-зубчатое кольцо

Рис. 6 Устройство для удаления флотационной пены

В результате комплекса проведенных исследований разработана технологическая схема флотационного эжекторного осветления виноградного сусла (рис. 7).

При испытании флотационной установки в производственных условиях установлено, что при отсутствии специально оборудованного флотационного резервуара для флотации можно использовать обычные отстойные резервуары, приспособленные для флотационного осветления. При этом возникает необходимость соответствующей организации производства. Нами предложено использовать непрерывно-периодический способ флотационного осветления сусла, который предусматривает использование блока из трех резервуаров, работающих по принципу: наполнение (флотация) —» осветление (флотация) —> слив осветленного сусла —► мойка. Предложена формула для расчета производительности данной установки. Теоретически обосновано и экспериментально установлено, что данный способ обеспечивает непрерывную поточную переработку больших количеств виноградного сусла.

Раздел 4 «Анализ и обобщение результатов исследований». По результатам исследований, посвященных оптимизации процесса флотационного осветления сусла и с учетом предшествующих экспериментальных данных была разработана усовершенствованная ап-паратурно-технологическая схема флотационного осветления виноградного сусла качественных фракций (см. рис. 4).

Схема включает следующие новые технологические решения: использование для перекачивания сусла и дозирования вспомогательных веществ установки для дозирования ингредиентов в поток ВДИ-10; экспериментально обоснованное место расположения эжекторного устройства; оригинальную конструкцию флотационного резервуара с устройством для удаления флотационной пены.

Неосветленное сусло с линии переработки винограда

Рис. 7 Технологическая схема осветления виноградного сусла флотационным

эжекгорным способом

Данная схема прошла предварительные и приемочные испытания на винзаводе ГП ОХ «Предгорное», была признана перспективной. Рекомендовано провести разработку опытного образца флотационной установки для осветления виноградного сусла производительностью 500 дал/ч.

Полученные результаты исследований и производственных испытаний технологии флотационного осветления сусла были использованы при разработке «Технологической инструкции по производству осветленного виноградного сусла с использованием флотационного эжекгорного способа» ТИ У 00334830.002: 2013, утвержденной 14.08.2013 г. НИВиВ «Магарач», и «Технологической инструкции по производству осветленного яблочного сока с использованием флотационного эжекгорного способа» ТИ У 00334830.003: 2013, утвержденной 14.08.2013 г. НИВиВ «Магарач».

Разработаны и утверждены НИВиВ «Магарач» исходные требования на флотационную установку для осветления виноградного сусла производительностью 500 дал/ч.

ВЫВОДЫ

1. На основании анализа научно-технической и патентной литературы по вопросу осветления виноградного сусла и яблочного сока показано, что в современных условиях винодельческого производства перспективным является флотационный эжекторный способ осветления сусла (сока), позволяющий обеспечить качественное осветление при снижении материальных затрат.

2. Установлена высокая эффективность флотационного эжекторного способа осветления виноградного сусла. На основании систематизации и анализа факторов, влияющих на процесс осветления, разработана математическая модель технологии флотационного осветления виноградного сусла и яблочного сока. Установлено, что наиболее значимыми факторами являются доза флотационного газа и дисперсионный состав взвесей.

3. Определены требования к месту расположения эжектора в флотационной установке: эжектор необходимо устанавливать горизонтально перед флотационным резервуаром на прямом участке трубопровода с углом изгиба не более 30°, радиус изгиба должен быть не менее 90 мм. Для исключения появления коалесцснции пузырьков доза газа не должна превышать 15 %.

4. Установлено, что осветление виноградного сусла с использованием флотационного эжекторного способа не оказывает отрицательного воздействия на качественные показатели сусла, виноматериалов, соков и вин.

5. Установлена высокая эффективность осветления яблочного сока эжекторным способом флотации: независимо от исходного содержания взвесей в соке в среднем за 60 минут достигается осветление до остаточной массовой концентрации взвесей 10 г/дм3, при выходе осветленного сока 80-90 %. Разработана аппаратурно-технологическая схема поточного флотационного осветления яблочного сока.

6. Разработаны технологические рекомендации и аппаратурно-технологические схемы для выработки белых столовых, шампанских, коньячных виноматериалов, виноградного сока, виноматериалов с использованием флотационного способа осветления. Установлено, что при флотационном осветлении сульфитированного сусла происходит частичная десульфи-тация.

7. Экспериментально обоснован непрерывно-периодический способ флотационного осветления сусла. Уточнена методика расчета флотационной установки.

8. Установлены технологические требования и оптимальные параметры накопительного резервуара для исходного сусла, при этом уточнены методики расчета эжектора для винодельческих сред и разработано новое устройство для удаления продуктов флотации из флотационного резервуара.

9. На основании теоретических и экспериментальных исследований определены оптимальные конструктивные и режимные параметры и разработаны исходные требования на флотационную установку для осветления виноградного сусла производительностью 500 дал/ч.

10. Результаты проведенных исследований использованы при разработке «Технологической инструкции по производству осветленного виноградного сусла с использованием флотационного эжекторного способа» и «Технологической инструкции по производству осветленного яблочного сока с использованием флотационного эжекторного способа».

11. Технология флотационного осветления виноградного сусла качественных и прессовых фракций прошла производственные испытания и рекомендована комиссией для внедрения. Ожидаемый экономический эффект составляет 1609 грн/1000 дал осветленного сусла.

СПИСОК РАБОТ,

опубликованных по теме диссертации Статьи в специализированных изданиях:

1. Виноградов В.А. Определение минимального диаметра резервуара для моделирования процессов осаждения и флотации при осветлении виноградного сусла / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B. // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2003. -№ 2. - С. 31-33. Личный вклад: постановка экспериментов, обработка и публикация экспериментальных данных.

2. Тенденции развития флотационной технологии и оборудования для осветления виноградного сусла и плодовых соков / Загоруйко В.А., Виноградов В.А., Рахлеев П.И., Сильвестров A.B., Кнышева В.В // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2003. - № 4. -С. 27-31 .Личный вклад: подбор и анализ литературы, написание статьи.

3. Виноградов В.А.Удаление продуктов флотации при осветлении виноградного сусла / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров А.В // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2004. - № 3. - С. 27-30. Личный вклад: анализ и обработка результатов исследований.

4. Загоруйко В.А. Использование флотации для осветления виноградного сусла при приготовлении белых столовых и шампанских виноматериалов / Загоруйко В.А., Виноградов В.А., Сильвестров A.B. // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2004. - № 4. - С. 3234. Личный вклад: планирование экспериментов, обработка и обобщение экспериментальных данных.

5. Виноградов В.А. Влияние исходной массовой доли взвесей на основные параметры флотационного осветления виноградного сусла / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров А.В // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2005. - № 1. - С. 28-31. Личный вклад: постановка экспериментов, обработка и публикация экспериментальных данных.

6. Виноградов В.А. К вопросу математического описания процесса флотации взвесей виноградного сусла / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B. // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2005. - № 2. - С. 31-32. Личный вклад: постановка экспериментов, получение экспериментальных данных.

7. Виноградов В.А. О выборе газа для флотации взвесей виноградного сусла / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B. // Магарач. Виноградарство и виноделие. -2005. - № 4. - С. 29-32. Личный вклад: получение, обработка и публикация экспериментальных данных.

8. Виноградов В.А. Осветление виноградного сусла флотационным способом / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B. // Виноделие и виноградарство. - М.:ПП. — 2005. - № 4. - С. 12-13. Личный вклад: проведение и анализ исследований, написание статьи.

9. Прояснения виноградного сусла / Загоруйко В., Виноградов В., Бойко В., Сшьвестров А. // «Харчова i переробна промисловють». — 2006. - серпень-вересень - С. 2223. Личный вклад: анализ и обработка результатов исследований.

10. Виноградов В.А. Выбор параметров сетчатого фильтра грубой очистки при флотационном осветлении виноградного сусла / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B. // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2006. - № 1-2. - С. 49-51. Личный вклад: постановка экспериментов, анализ и обработка результатов, подготовка статьи.

11. Влияние флотационного метода осветления на удаление из сусла естественной микрофлоры винограда / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B., Иванова Е.В // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2006. - № 3. - С. 36-38. Личный вклад: постановка экспериментов, обработка и публикация экспериментальных данных.

12. Влияние обработки виноградного сусла ферментными препаратами на параметры его флотационного осветления / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B., Бойко В.А. // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2006. - № 4. - С. 21-23. Личный вклад: планирование и проведение экспериментов, обработка экспериментальных данных.

13. Виноградов В.А. Выбор дозы газа при флотационном осветлении виноградного сусла / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров А.В // Магарач. Виноградарство и виноделие. - 2006. - № 4. - С. 21-23. Личный вклад: планирование и проведение экспериментов, анализ экспериментальных данных.

14. Виноградов В.А. Влияние различных осветляющих веществ на качество виноматериалов при флотационном осветлении виноградного сусла / Виноградов В.А., Загоруйко

В.А., Сильвестров A.B. // Виноградарство и виноделие: сб. науч. тр. НИВиВ «Магарач». Т. XXXVII. - 2007. - С. 141-144. Личный вклад: планирование и проведение экспериментов, обработка экспериментальных данных.

15. Виноградов В.А. Изменение физико-химических показателей качества сусла по высоте флотационного резервуара / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B. // Виноградарство и виноделие: сб. науч. тр. НИВиВ «Магарач». Т. XXXVII.- 2007. - С. 128130. Личный вклад: планирование эксперимента, обработка и обобщение экспериментальных данных.

16. Виноградов В.А. Использование флотации для осветления виноградного сусла при приготовлении коньячных виноматериалов / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B. // Виноградарство и виноделие: сб. науч. тр. НИВиВ «Магарач». Т. XXXVII. -

2007. — С. 130-131. Личный вклад: планирование и проведение экспериментов, обработка экспериментальных данных.

17. Виноградов В.А. Влияние температуры виноградного сусла на параметры эжек-торной флотации взвесей виноградного сусла / Виноградов В.А., Сильвестров A.B., Шалимова Т.Р. // Виноградарство и виноделие: сб. науч. тр. НИВиВ «Магарач». Т. XXXVIII.-

2008. - С. 117-120. Личный вклад: планирование эксперимента, обработка и обобщение экспериментальных данных.

18. Виноградов В.А. Осветление виноматериалов флотационным способом / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B. // Магарач. Виноградарство и виноделие. -2008. - № 1 - 2. - С. 35-37. Личный вклад: постановка экспериментов, обработка и публикация экспериментальных данных.

19. Виноградов В.А. Эффект десульфитации при осветлении виноградного сусла флотацией / Виноградов В.А., Сильвестров A.B. // Магарач. Виноградарство и виноделие. -2014. - № 1. - С. 30-31. Личный вклад: постановка экспериментов, анализ и обработка результатов исследований.

Патенты

20. Пат. 68168 УкраГна МПК: 7 B03D 1/14 - 15.07.2004 ПристрШ для видалення продукпв флотащТ / Загоруйко В.О., Виноградов В.О., Сиьвестров A.B., Книшева В.В.; заявитель и патентообладатель - ИВиВ «Магарач» УААН; заявл. 30.10.03; опубл. 15.07.04. Бгол. № 7. Личный вклад: планирование, проведение экспериментов, обработка результатов, теоретический и практический анализ проблемы, подготовка заявки на изобретение.

21. Пат. 76328 Укршна МПК: (2006) C02F 1/40 B03D 1/14 - 17.07.06 Пристрш для видалення продукпв флотацй' / Садлаев О.О., Виноградов В.О., Бобров О.Г., Боброва О.О., Сшьвестров A.B.; заявитель и патентообладатель - Садлаев О.О., Виноградов В.О., Бобров О .Г., Боброва О.О., Сьчьвестров A.B.; заявл. 04.10.2004 опубл. 17.07.06. Бюл. № 7. Личный вклад: планирование, проведение экспериментов, обработка результатов, теоретический и практический анализ проблемы, подготовка заявки на изобретение.

Материалы научно-практических конференций

22. Сильвестров A.B. Флотация как перспективный способ осветления сусла и плодовых соков / Сильвестров A.B. // «Достижения современной науки в виноградарстве и виноделии»: Тез. докладов IX международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов, посвященной 175-летию института винограда и вина «Магарач». -Ялта. - 2003. - С. 108-110. Личный вклад: изучение и анализ литературы, написание доклада, подготовка к печати.

23. Сильвестров A.B. Осветление сусла методом флотации при приготовлении белых столовых и шампанских виноматериалов / Сильвестров A.B., Загоруйко В.А., Виноградов В.А. // «Совершенствование технологии и оборудования производства алкогольной, слабо-

алкогольной и безалкогольной продукции и методов анализа их качества»: материалы международной научно-практической конференции. - Минск. - 2004. - С. 34-36. Личный вклад: планирование эксперимента, обработка и обобщение экспериментальных данных, написание доклада..

24. Загоруйко В.А. Использование флотации для приготовления качественных вино-материалов / Загоруйко В.А., Виноградов В.А., Сильвестров A.B. // «Вино-2006. Качество, конкурентоспособность, защита от фальсификации»: материалы научно-практической конференции. - С.: 2006. - С. 91-92. Личный вклад: постановка экспериментов, обработка экспериментальных данных, написание тезисов доклада.

25. Флотационное осветление продуктов переработки винограда и плодово-ягодного сырья / Виноградов В.А., Загоруйко В.А., Сильвестров A.B., Бойко В.А. // «Вино-2007. Качество, конкурентоспособность, защита от фальсификации»: материалы научно-практической конференции. - С.: 2007. - С. 93-95. Личный вклад: планирование и проведение экспериментов, анализ и обобщение результатов, написание тезисов доклада.

АННОТАЦИЯ

Сильвестров A.B. Совершенствование технологии флотационного осветления виноградного сусла и яблочного сока. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 05.18.05 - технология сахаристых веществ и продуктов брожения. - Национальный институт винограда и вина «Магарач». - Ялта, 2014.

Диссертация посвящена вопросам совершенствования технологии осветления виноградного сусла и яблочного сока. Проведены теоретические исследования существующих подходов и методов осветления сусла, соков. Отмечена недостаточная эффективность наиболее часто применяемых способов осветления по различным критериям. Установлены недостатки применяющихся способов флотационного осветления. Изучены факторы, влияющие на процесс флотационного осветления эжекгорным способом, и установлены наиболее значимые: доза флотационного газа и дисперсионный состав взвесей.

Совершенствование технологии осветления реализовано за счет оптимизации режимов флотационного процесса, установления наиболее благоприятного гидродинамического режима, обеспечивающего устойчивое флотационное осветление различных типов сусел и соков. Установленные в ходе исследования процесса флотации закономерности позволили определить оптимальные режимы работы флотационной установки и параметры их отдельных узлов, а также установить оптимальные затраты вспомогательных веществ и сократить время осветления.

Обоснованы и разработаны технологические параметры и режимы использования флотационного осветления сусла в технологических схемах приготовления белых столовых и коньячных виноматериалов, игристых вин, виноградного и яблочного соков. Показано, что флотационное осветление не приводит к ухудшению качества этих продуктов, а в отдельных случаях способствует повышению стабильности.

Усовершенствованы и доработаны методы выбора и расчета параметров отдельных составляющих флотационной установки: накопительного резервуара; эжектора; резервуаров для вспомогательных веществ; устройства для удаления флотационной пены.

Разработана и утверждена документация: «Исходные требования к флотационной установке для осветления виноградного сусла производительностью 500 дал/ч», «Технологическая инструкция по производству осветленного виноградного сусла с использованием флотационного эжекторного способа осветления», «Технологическая инструкция по производству осветленного яблочного сока с использованием флотационного эжекторного способа

осветления».

Представлены результаты производственных испытаний усовершенствованной технологии осветления виноградного сусла с использованием эжекторной флотационной установки и экономического эффекта от внедрения новой технологии.

Ключевые слова: переработка винограда, сусло, виноматериалы, флотация, осветление, технология, эжектор.

АНОТАЦ1Я

Сшьвестров A.B. Удосконалення технологи флотацшного освгелення виноградного сусла i яблуневого соку. - Рукопис.

Дисертацш на здобуття наукового ступеня кандидата техшчних наук за спешальшстю 05.18.05 - «технолопя цукристих речовин i продукпв бродшня». - Нацюналышй ¡нститут винограду i вина «Магарач». - Ялта, 2014.

Дисертащя присвячена питаниям удосконалення технолопУ освгелення виноградного сусла i яблуневого соку. Проведет теоретичт дослщження шнуючих тдход1в i мстщв освгелення сусла та соив. Вщзначена недостатня ефектившсть найбшып вживаних cnocoöiB освгелення за р1зними критер1ями. Також встановлеш недолги найбшып розповсюдженого HanipHoro способу флотащйного освгелення. Ршення поставлених в дисертащУ задач здшс-нювалося шляхом дослщження фактор1в, що впливають на процес флотащйного освгелення ежекторним способом. Проведеними досл1дженнями встановлено, що найбшьш важливими факторами при флотацШному освгеленш с доза флотащйного газу та дисперсшний склад за-висей.

Вдосконалення технолопУ освгелення було спрямовано на огпташащю режшмв флотащйного процесу, встановлення иайсприятлив1шого пдродинам^чного режиму, який би за-безпечував стшке флотацшне освгелення р1зних TimiB сусел i соив. Встаиовлеш в ход1 до-сл1дження процесу флотащУ закопом1рност! дозволили визначити оптимально режими робота флотацшних установок i параметри Ух окремих вузл1в, встановити оптимальш витрати допо\пжних речовин та аргументовано скоротити час освгелення.

Обгрунтоваш та розроблет технолопчш рекомендащУ для використовування флотащйного освгелення сусла в технолопчних схемах приготування 6innx столових, коньячних ви-номатер1ал1в, irpucrax вин, виноградного та яблуневого союв, концентрата виноградного соку. Показано, що флотацШне освгелення не приводить до попршення якосп цих продук-TiB, а в деяких випадках сприяе пщвищенню стабшьносп.

Вдосконалено та допрацьовано методи вибору i розрахунку параметр1в окремих елеме-HriB флотацшноУ установки: фшьтра грубого очищения, накопичувального резервуару, еже-ктору, резервуар1в для допом1жних речовин, пристрою для видалення флотацшноУ пши.

Розроблена та затверджена документащя: «Вихщш вимоги до флотацШноУ установки для освгелення виноградного сусла продуктивтстю 500 дал/год»; «Технолопчна шструкщя по виробництву освгеленого виноградного сусла i3 використанням флотацШного ежектор-ного способу освгелення»; «Технолопчна шструкщя по виробництву освгеленого яблуневого соку i3 використанням флотацшного ежекторного способу освгелення».

Представлен! даш виробничих випробувань вдосконаленоУ технологи освгелення виноградного сусла методом з використанням ежекгорноУ флоташйноТ установки та економ!чний ефекг вщ упровадження технолопУ.

Ключом слова: переробка винограду, сусло, виноматер1али, флотащя, освгелення, технолопя, ежектор.

ANNOTATION

Silvestrov A.V. The improvement to flotation technology of clarification grape must and apple juice. - Manuscript.

Thesis for the Degree Candidate of Technical sciences in specialty 05.18.05 - Technology of sugaru substances and fermentation products. National institute of Vine and Wine "Maga-rach",Yalta, 2014.

Subject of the dissertation is advanced to the technological productivity of grape must and apple juice. Theoretical studies of the existing approaches and methods of clarification of grape must, juices were made. Insufficient efficiency in commonly used application methods of clarification according to various criterions was noted. Defects of adaptive methods of the flotation clarification were fixed. Factors which influence on flotation clarification process by ejector method were examined. The major factors were established: flotation gas dose and dispersing composition of indiscernible substance.

Advances in technological productivity of the clarification were implemented by using of the optimization of flotation process, establishment of the most favorable hydrodynamic mode, which guarantees resistant flotation clarification of different types of grape must and juices. Regularities of the flotation process which were noted during the study allowed us to establish optimal modes of flotation plant's work, and also their separate units options, and also allowed to establish cost-optimal usage of the auxiliary materials and reduce the clarification time.

The technological parameters and modes of flotation clarification of the must in preparation flow sheets of white table wine and brandy, sparkling wine, grape and apple juices were substantiated and developed. It is shown that the flotation clarification does not lead to deterioration in thé quality of these products, and in some cases improves the stability.

Selection methods and calculation of parameters of the individual components of flotation plant were improved and modified: cumulative and flotation tank; ejector; tanks for auxiliaries; devices for removing the flotation froth.

Documentation were developed and approved: «Initial requirements for flotation plant for clarification of grape must with a capacity of 500 dal/ h»; «Technological instruction for the production of clarified grape must using the flotation method ejector clarification»; «Technological instruction for the production of clarified apple juice using the flotation method of the ejector clarification».

The results of production testing of advanced technology clarification of grape must using the ejector flotation plant and the economic effects of the introduction of new technology are presented

Keywords: grape processing, must, wine materials, flotation, clarification, technology, ejector.

Подписано в печать 2 £ 3 2014 г. Формат 60x90/16. Бумага печатная. Усл. печ. листов 0,9; тираж 100 экз. Заказ № £ Печатная группа НИВиВ «Магарач», 298600, РК, г. Ялта, ул. Кирова, 31