Размещено на http://www.allbest.ru/

6

Размещено на http://www.allbest.ru/

Кабінет міністрів України

НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ БІОРЕСУРСІВ І ПРИРОДОКОРИСТУВАННЯ УКРАЇНИ

Кафедра фізіології, біохімії рослин та біоенергетики

КУРСОВА РОБОТА

З ДИСЦИПЛІНИ «ПРОЦЕСИ ТА АПАРАТИ БІОТЕХНОЛОГІЧНИХ ВИРОБНИЦТВ»

ПРОЦЕСИ ТА АПАРАТИ В ВИНОРОБСТВІ

Виконала студ. 2 курсу

денної форми навчання

Городецьких Ілона Андріївна

Перевірила:

Марченко Ольга Анатолівна

Київ-2012



РЕФЕРАТ

Виноградним вином називається напій, отриманий в результаті спиртового бродіння виноградного сусла (відпресований сік винограду) або мезги (роздроблення ягід винограду).

В залежності від місця виробництва, клімату, ґрунту, властивостей виноградної лози, типу вина хімічний склад виноградних вин відрізняється, але всі вина містять антисептичну і іонізаційну воду, вуглеводи (глюкозу, фруктозу, сахарозу та ін.), органічні кислоти (винну, яблучну, лимонну та ін.), спирти, альдегіди, складні ефіри та ацеталі, дубильні, барвні, азотисті, мінеральні речовини (майже всі елементи періодичної системи); вітаміни В₁, В₂, РР, С, фолієву кислоту, іонозит та інші біологічно-активні речовини. В вині міститься також комплекс поліфенольних речовин (рутин, кварцетин, антоціани). Усі ці складові роблять виноградне вино складним, споживним і біологічно цінним продуктом, корисним доповненням до звичайного харчування.

Виноградні вина володіють добре вираженими бактерецидними властивостями, які обумовлені вмістом органічних кислот, етилового спирту та інших сполук, які володіють антисептичними властивостями.

Смак вина, також як і букет, який характеризує чистоту, повноту, гармонію відтінків, складається з великої кількості компонентів. Цукор, спирт, кислоти, фенольні сполуки та інші речовини, що містяться у виноградному вині, надають йому помірну солодкуватість, терпкість, свіжість та інші присмаки, які характерні для різних типів вин.

Актуальністю даної теми є те, що за останні декілька десятиріч вир. України перетворилося із кустарного промислу в передову добре розвинуту промислову галузь, яка на основі нових розробок і впровадження промислових технол.й, високоефективного обладнання, автоматизації і комп'ютеризації виробництва продовжує розвиватися далі. Саме тому метою курсової роботи є дослідження процесів апаратів, що використовуються у виноробстві.

В курсовій роботі представлена 21 іллюстрація.



УМОВНІ ПОЗНАЧЕННЯ

вир. - виробництво;

вин.з. - винзавод;

с. - сусла;

пр. - процес;

м. - мезга;

об. - обробка;

техн. - технологія;

ег. - еграпомпи;

г.в. - гребневідділювач;



ВСТУП

Виноробне вир. перетворилося на велику галузь харчової промисловості. Проведено велике будівництво вин.з. і розширення існуючих раніше (в Массандрі, Цинандалі, Гурджаані, Єревані та ін), заново створено шампанське вир. на базі 17 крупних шампанських заводів, обладнаних новітньою вітчизняною технікою.

Однак технічне переозброєння виноробної промисловості ще далеко не закінчено. Основна увага має бути спрямована на розширення механізації та організації поточності окремих стадій техн. пр.. При цьому раціоналізація та удосконалення техн.-ного пр. на основі новітньої техніки і наукових знань повинні зайняти провідне місце. В цьому напрямку термічна об. с. і вина заслуговує особливої ??уваги.

За останні роки в виноробній промисловості проведені заходи щодо підвищення технічного рівня виробництва, в результаті яких були впроваджені нові види вітчизняного та імпортного обладнання. Для термічної обробки вина впроваджені пластинчасті теплообмінники та пастеризатори і технічно досконаліші пластинчасті фільтри. На багатьох великих вин.з. впроваджені автоматичні лінії для розливу вина і шампанського.

Всі великі вин.з. оснащені в даний час холодильними установками для обробки молодих вин. Крім того, в ряді пунктів первинного виноробства встановлюються холодильники невеликої потужності (10 000 ккал / год) для охолодження с. при відстоюванні і під час бродіння.

На заводах первинного і вторинного виноробства великого поширення набули великі металеві ємності, значною мірою витіснили з виробництва дубові бочки. Широке впровадження в виноробне вир. холодильних установок, пастеризаторів, а також інших пристроїв для термічної обробки вина є головним і невідкладним завданням. Застосування охолодження і нагрівання дає можливість створити нормальні температурні умови для ряду техн-них пр.: відстоювання с., бродіння, очищення вина, а об. вин холодом значно підвищує якість вина і збільшує його стабільність.

Також необхідна об. вин нагріванням до різних температур залежно від мети теплової обробки: прискорити дозрівання, додати певний характер, властивий різним типам вин, стерилізувати вино. Строго певні температурні режими тех-них пр. гарантують отримання стабільних якісних вин, що відповідають певним типам.

Значно сприяло механізації пр. виробництва червоних вин в первинному виноробстві впровадження насоса для перекачування червоної мезги.

Виноробне обладнання, як і будь-яке інше, може бути розцінена по багатьом загальним ознаками, наприклад:

- за характером впливу на оброблюваний продукт, структурі робочого циклу, ступеня механізації і автоматизації пр., принципу поєднання у виробничому потоці і ін..

- за тех-ною ознакою (відповідно до призначенням), хоча певною мірою й умовно, можна виділити вісім великих груп виноробного обладнання:

1) для доставки, приймання і переробки сировини і отримання с.;

2) для виробництва різних типів виноматеріалів і вин;

3) для зберігання і транспортування виноматеріалів і вин;

4) для переробки вторинних продуктів виноробства;

5) для фізико-механічної обробки тех-них продуктів виноробства;

6) для теплофізичної обробки тех-них продуктів виноробства;

7) для підготовки посуду, фасування та оздоблення готової продукції;

8) для механізації ВРТС робіт.



1. ВИРОБНИЧІ ПРИМІЩЕННЯ

Тех-ний пр. виробництва вин вимагає спеціально пристосованих приміщень, обладнаних відповідними установками, машинами і апаратами.

Завод первинного виноробства складається з декількох відділень (цехів). Приміщення ці наступні.

1. Давильне відділення, де виноград роздавлюють на спеціальних машинах; на цих же машинах в більшості випадків відокремлюють і гребені.

2. Пресове відділення. Роздавлений або цілий (при пресуванні винограду за шампанським способом) виноград, що поступає сюди, віджимають на пресах.

3. Бродильне відділення для червоних вин, де поміщаються чани або залізобетонні резервуари для бродіння червоних вин, в яких бродить роздавлена м. червоних сортів.

4. Бродильне відділення для білих вин - приміщення, в якому знаходяться місця для установки бочок (або бутів), а також залізобетонні і металеві ємкості. Тут бродить сусло, що поступає з пресового відділення.

Всі ці приміщення мають бути просторими, чистими і мати хорошу вентиляцію.

Для підтримки чистоти в приміщеннях необхідно мати декілька водопровідних точок, що дає можливість за допомогою шлангів, що пригвинчуються, користуватися водою в будь-якому місці вин.з.. Під час розчавлювання і пресування винограду піл забруднюється суслом і мезгою, які можуть бути джерелом захворювання вин. Тому підлоги давильного і пресового відділення миють (кілька разів протягом робочого дня).

Для стоку води підлоги влаштовують з невеликим ухилом; їх роблять дерев'яні, асфальтові і цементні. Кращі підлоги - дерев'яні, зроблені з дощок, щілини між якими залиті смолою на зразок корабельних палуб.

Невеликі по розмірах вікна слід розташовувати ближче до стелі, оскільки уздовж стенів встановлюють чани або бочки з бродячою мезгою або суслом, які в холодну погоду можуть охолодитися через вікна, що знаходяться на одному з ними рівні. У теплу погоду прямі сонячні промені можуть нагрівати чани або бочки, що так само, як і охолоджування, порушує нормальний хід бродіння.

Особлива увага має бути обернене на пристрій вентиляції приміщень, оскільки під час бродіння виділяється вуглекислий газ. Вуглекислий газ важче за повітря і скупчується внизу; тому вентиляційні отвори влаштовують на рівні підлоги, а вуглекислоту відводять по спеціальних трубопроводах через спиртопастки в атмосферу.

Для установки бочок в бродильних приміщеннях на підлозі кладуть дерев'яні бруси, що носять в різних виноробних районах різні назви: стелажі, лежні, лагері.

Лагері встановлюють на бетонних подушках на висоті 50 см над підлогою. Щоб уникнути появи цвілі стіни, стелі і лагері у виноробні щорічно перед сезоном виноробства білять вапном з додаванням 10% мідного купоросу.

Вин.з. оснащуються санітарними вузлами і душовими. Всі робочі і службовці мають бути знайомі з правилами санітарії і гігієни і з вимогами техніки безпеки.

Проектування типових вин.з. первинної переробки, як і інших промислових будівель, здійснюється із застосуванням збірних залізобетонних конструкцій.

2. ДРОБЛЕННЯ ВИНОГРАДУ І ВІДДІЛЕННЯ ОТ ЙОГО ГРЕБЕНІВ

Найбільш поширений спосіб розчавлювання винограду - переробка його на дробарках, дробарках з г.в. (див. мал. 1) або на еграпомпах (див. мал. 4). Останні є агрегатом, що складається з дробарки, г.в. і насоса, який передає на подальшу переробку мезгу, відокремлену від гребенів.

Дробарка складається з двох паралельних вальців, розташованих в одній плоскості. Через вальці пропускається виноград, що рівномірно подається в поміщений над ними бункер. В даний час застосовуються переважно чавунні порожнисті рифлені вальці діаметром 20-25 см з поглибленнями, паралельно або під невеликим кутом до циліндра що проходить уздовж їх поверхні. Важливим завданням є заміна чавуну в дробарках неіржавіючими металами або пластмасою.

У деяких виноробних господарствах з успіхом практикується заміна чавунних вальців дерев'яними, окованими залізними кільцями. Регулятор - гвинт дає можливість зрушувати і розсовувати вальці дробарки. Вальці встановлюють за допомогою цього гвинта на такій відстані, щоб при розчавлюванні ягід насіння проходило вільно. Пошкодження насіння повідомляє вину гіркота.

У дробарці швидкість обертання вальців різна і знаходиться зазвичай в співвідношенні 3:4. Це дає можливість краще розривати шкірку ягоди. Один з вальців регулюється пружиною, що дозволяє проходити між циліндрами твердим предметам, що випадково потрапили.

Дробарки всіх систем роздавлюють виноград разом з гребенями, що в більшості випадків переробки винограду на сусло небажано. Гребені відокремлюють від ягід винограду на г.в.. Операція ця необхідна, щоб зменшити кількість дубильних речовин (таніну) і оберегти його від неприємного присмаку, званого гребневим.

При відділенні гребенів необхідно враховувати сорт винограду, ступінь зрілості ягід і якість вина, яке хочуть отримати.

Головну частину г.в. складає горизонтально розташований циліндр або напівциліндр, зроблений з листової лудженої міді, з круглими отворами діаметром 3-4 см, які розташовані в нижній половині циліндра на близькій відстані одне від іншого.

Уздовж циліндра, по його осі, проходить вал, що обертається, на якому гвинтоподібний насаджені металеві луджені лопатки.

Мал. 1 Дробарка -гребневідділювач

Г.в. як самостійні машини не застосовуються: вони сполучені з дробарками, які вмонтовуються над г.в. і складають з ними один агрегат, - дробарку-гребневідділювач(мал. 1).

Виноград, що подається в бункер А, роздавлюється валами дробарки Б, після чого поступає в г.в. В. Лопати г.в. збивають ягоди з гребенів, просувають гребені уздовж циліндра і виводять їх назовні. Роздавлені ягоди і сік проходить через отвори мідних грат Г і падають в приймач Д, що знаходиться внизу, з якого передаються в прес або чан.

Іноді розташування частин в агрегаті буває зворотне (мал. 2): г.в. Б розташований безпосередньо під бункером А, в який подається виноград. Дробарка в знаходиться нижче за г.в..

Мал.2 Гребневідділювач-дробарка

Гребневідділювач-дробарку застосовують при виготовленні вин, в які бажають ввести якомога менше таніну. Розчавлювання ягід в них відбувається після відділення гребенів, а тому при переробці винограду на гребневідділювачах-дробарках сік менше збагачується дубильними речовинами, чим на дробарках-гребневідділювачах.

Для передачі мезги в чан або прес застосовуються спеціальні відцентрові насоси, які можуть перекачувати мезгу з гребенями або без них на значну відстань по шлангах (гумовим рукавам діаметром 10-12 см). Ці насоси конструюються також в агрегаті з дробарками або з дробарками-г.в. і г.в. -дробарками. На мал. 3 зображена дробарка-насос (подовжній розріз), яка передає в прес або чан роздавлений виноград разом з гребенями.

М. в дробарці-насосі просувається за допомогою бронзових лопатей а, які при обертанні навколо осі насоса, прийшовши в нижнє положення, висуваються завдяки своїй тяжкості з циліндра, що обертається, і просувають мезгу до виходу, а перейшовши у верхнє положення, опускаються в тіло циліндра.

Дробильна і гребневідділююча машина (мал. 4) служить для розчавлювання винограду, відділення гребенів від ягід і транспортування маси роздроблених ягід до місця їх подальшої переробки.

Мал.3 Дробарка-насос (поперечний переріз)



Вона складається з наступних основних частин: дробарки з вальцями, г.в., відцентрового насоса.

Агрегат приводиться в дію від індивідуального мотора або від трансмісії. Переробка винограду здійснюється по потоку.

Мал.4 Дробильна і гребневіділююча машина(еграпрому)

Розчавлений на дробарці А - виноград падає в камеру г.в. Б, де від нього відділяються гребені. Гребені викидаються назовні, а м., звільнена від гребенів, проходить через отвори грат В і поступає в нижнє відділення камери Р. Звідси шнек Д переміщає її до відцентрового насоса Ж, який подасть мезгу по шлангу (діаметром 10-12 см) на подальшу переробку - в прес або чан. Продуктивність агрегату 10-15 т/час.

У крупних зарубіжних виробництвах застосовують ег., що переробляють до 70 т винограду в годину. Еграпомпа має значні переваги. Володіючи великою продуктивністю, вона здійснює три операції: розчавлювання винограду, відділення гребенів і передачу мезги на відстань, що набагато економить робочу силу. Недоліком ег. є велика кількість металевих частин (вальці, шнеки і циліндр г.в.), які зустрічає на своєму шляху виноград, що переробляється, і від зіткнення з якими він збагачується важкими металами, особливо залізом. Усунення цього недоліку шляхом застосування неіржавіючої сталі і антикорозійних покриттів зробить еграпомпу ще ціннішою машиною у виноробному виробництві.

Відцентрова дробарка подібної конструкції освоєна і випускається Керченським судноремонтним заводом під маркою ЦДГ-20.

Апарат складається із сталевого емальованого усередині циліндра 1 (кожуха), зверху закритого чавунною кришкою 4 (мал. 5). В центрі апарату проходить вертикальний робочий вал 10, на якому укріплені давильні лопаті 16, що мають форму совків.

Мал.5 Центробіжна дробарка-г.в.

а) загальний вигляд;

б) схематичний розріз;



Робочий вал закритий нерухомим перфорованим циліндром 8, який, у свою чергу, оточений ще двома циліндрами: суцільним 7 і перфорованим 6. Між цими циліндрами рухаються спіральні лопаті турбіни 9, що спирається при обертанні на підп'ятник 11 (2-кріпильні болти). Виноград, завантажений в бункер 5, лопатями, розташованими на вертикальному валу, що обертається із швидкістю 450 об/мін., розбивається об стінки перфорованого циліндра 8, після чого через отвори в циліндрі і відкриту нижню його частину 12 прямує в центрифугу. Під дією відцентрових сил виноград роздавлюється об стінки другого перфорованого циліндра 6. Гребені підхоплюються спіральними лопатями 9 центрифуг, піднімаються вгору і через відвідне вікно 13 виходять назовні. М. потрапляє в резервуар 15, розташований під апаратом, звідки перекачується по каналу 14 в прес для віджимання або в чан на бродіння. Для огляду і очищення апарату в нім є люки 3, 17.

У блоці з відцентровою дробаркою - г.в. може успішно працювати мезгонасос ПМН-28, що виготовляється Керченським судноремонтним заводом.

Для перекачування мезги застосовуються насоси великої продуктивності. Поршневий насос Мабіля, сконструйований спеціально для цієї мети. Насос приводиться в дію мотором, вмонтованим в його корпус. Перевагою цього насоса є те, що, розташований внизу, він може подавати мезгу вгору, а поміщений вгорі, може піднімати (всмоктувати) її на значну висоту. Продуктивність насоса від 40 до 70 т/час.

3. ВИТЯГАННЯ СУСЛА. СТІКАЧІ

Щоб отримати сусло, яке якомога менше стикалося б з шкіркою винограду після розчавлювання, мезгу безпосередньо з дробарки або ег. направляють в стікачі.

На Анапськом винному заводі винного комбінату Абрау-дюрсо сконструйований саморозвантажний стікач(мал. 6), що є барабаном 1, обертається на вертикальному валу і розділений на дванадцять секцій 2 трикутні перетини.

Мал.6 Саморозвантажувальний стікач

Барабан приводиться в круговий рух мотором через редуктор, роблячи один оборот за 13 хвилин. При обертанні барабана секції поперемінно завантажуються виноградною мезгой, яка подається по шлангу розташованою нижче еграпомпой. Кожна секція забезпечена відкидними днищами. Коли секція підходить до розташованого нижче її пресу безперервної дії, днище опускається і м. потрапляє в бункер преса. Таким чином, при роботі стікача сусло постійно стікає з 10 секцій, тоді як 11-а секція розвантажується, а у 12-ої піднімається дно і вона поступає на завантаження під шланг ег.. Продуктивність стікача 65-70 т в робочий день. До недоліків цього стікача треба віднести порівняно малу продуктивність при великих габаритах стікача. Досконаліші стікача є сітчастими циліндрами, що приводяться в обертальний рух мотором 2-2,5 кВт. Такий стікач, зображений на мал. 7.

Мал.7 Стікач, що обертається

М. з ег. по шнеку поступає в циліндр стікача, що обертається, де від неї відокремлюють до 67% с.-самопливу.

4. ПЕРЕМІЩЕННЯ СУСЛА

Сусло з пресів стікає в підстави або в спеціально влаштовані нижче за рівень підлоги невеликі цементні басейни (збірки), з яких його перекачують у відстійники. Для цього користуються спеціальними насосами.

Відмінність насосів, вживаних у виноробному виробництві, від всіх інших полягає в тому, що вони розраховані на перекачування рідин (с. і провина), що мають кислотність близько 1 %. Тому всі внутрішні проходи насоса, дотичні з суслом або вином, роблять з бронзи. Насос повинен працювати без поштовхів (при фільтрації).

Іноді весь корпус насоса відливають з бронзи або роблять з фарфору.

Найбільше застосування мають поршневі насоси. За допомогою поршнів вони всмоктують сусло або вино з приймача і передають його по шлангах до місця призначення.

Дуже поширені у виноробному виробництві поршневі насоси Н-11, що виготовляються заводом імені Орджонікідзе.

Поршневий насос Н-11 (мал. 10) складається з наступних головних частин: станини, електромотора, редуктора і циліндра. Для зручності пересування насоса станина забезпечена двома колесами. Підвівши насос за ручки, його можна пересувати з місця на місце.

Рис. 8 Поршневий насос Н-11 (схематичний розріз):

1-руктор; 2-кулисний механізм; 3-еластична муфта; 4-циліндр; 5-повітряний ковпак; 6-електромотор; 7-станина.

Поршневий насос Н-11 працює таким чином. Коли поршень 6 рухається управо (рис. 9), сусло (вино) всмоктується по шлангу через прохід 1 в камеру А, а з камери В, підводячи клапан 3, проходить в камеру Б. При русі поршня вліво сусло з камери Б, проходячи під повітряною камерою 5, підводить клапан 2 і наповнює камеру В. Потім поршень рухається управо, і цикл повторюється.

Повітря в камері 5 при русі поршня вліво стискується. При зворотному ході поршня подача с. до вихідного проходу 4 не припиняється, а проводиться силою стислого повітря.

Рис.9 Схема дії поршневого насоса Н-11

Рис.10 Поршневий насос Н-21 (схематичний розріз);

1-редуктор; 2-поршень; 3-воздушний балон (буфер); 4-елктромотор; 5-станика таким чином, повітряна камера забезпечує рівномірне перекачування с..

Велике розповсюдження в наших виноробних виробництвах мають насоси Н-21 (рис. 10). Механізм насоса Н-21 приводиться в дію мотором потужністю 2,1 кВт, причому вино просувається зі всмоктуючого шланга в камеру з клапанами, поперемінно каучуковими кулями, що замикаються, і що викидають вино через шланг, що відходить (Рис. 11).

Мал. 11 Гідравлічна схема поршневого насоса Н-21

Рівномірність роботи насоса регулюється стислим повітрям. Кожен насос має автоматичний запобіжник на випадок його засмічення і клапан для автоматичної зупинки при наповненні бочки, в яку перекачують вино.

Всі описані вище насоси пересувні і можуть обслуговувати вир. в різних місцях. У крупному виробництві застосовують також стаціонарні насоси. Продуктивність стаціонарних насосів типу Н-21 досягає 30000 л/година і більш.

Великого поширення у виноробному виробництві набули також відцентрові насоси, які у ряді випадків мають свої переваги.

Принцип дії відцентрових насосів полягає в тому, що всмоктування і нагнітання рідини здійснюється за рахунок відцентрової сили, що виникає при обертанні укладеного в кожух колеса з лопатками.

Рис.12 Дворівневий центробіжний насос з електромотором:

1-насос; 2-електромотор N=1 кот; n=450 об/хв.; 3-візок.

В чавунному кожусі 1 спіралевидної форми обертається вал 2, що приводиться в рух безпосередньо від електродвигуна. На валу закріплено робоче колесо 3, що має лопатки 4 певних форми, між якими утворюються канали для проходу рідини. Кожух насоса має два штуцери, один з яких поміщений на осьовій частині його і безпосередньо сполучається з простором внутрішнього кола робочого колеса; до цього штуцера приєднаний всмоктуючий трубопровід 5. Другий штуцер збожеволіє на бічній частині кожуха і з'єднується з нагнітальним трубопроводом 6.

Якщо внутрішній простір кожуха, а значить і колеса, заповнити рідиною, то при обертанні колеса його лопатки приводять рідину, що знаходиться в колесі, в обертальний рух. Відцентрова сила відкидає рідину від центру до периферії колеса, звідки вона потім викидається в кожух і поступає в нагнітальний трубопровід.

При обертанні колеса рідина безперервно виштовхується з насоса і засмоктується з басейну або резервуару в насос. Таким чином, у відцентровому насосі, на відміну від поршневого, всмоктування і нагнітання рідини протікає рівномірно і безперервно, що усуває необхідність установки клапанів на лінії всмоктування і на лінії нагнітання.

Висота нагнітання, а значить і тиск, що розвивається відцентровою силою в насосі, залежить від швидкості обертання робочого колеса і буде тим більше, чим більше число оборотів робить колесо.

Продуктивність відцентрового насоса залежить від відносної швидкості протікання рідини по каналах колеса і ширини каналу. На рис. 12 зображений дворівневий відцентровий електронасос, вживаний у винному виробництві. Цей насос, залежно від розмірів, має продуктивність від 2 до 18 м 31 година і дає висоту підйому близько 10 м.

Великими перевагами перед іншими насосами володіють ті, що випускаються західноєвропейськими фірмами відцентрові насоси з регулятором продуктивності і натиску.

5. ТИПОВІ ТЕХНОЛОГІЧНІ СХЕМИ ОТРИМАННЯ СУСЛА З ВИНОГРАДУ

Щоб дати уявлення про організацію пр. отримання с. з винограду в сучасних механізованих виноробнях, приводиться декілька найбільш типових технол. схем переробки винограду на сусло в розміщення потрібного для цього устаткування по потоку виробництва.

Побудова цих технол. схем знаходиться залежно від типу і якості вироблюваного вина.

Основними є дві технол. схеми переробки винограду на сусло, вживані при виробництві білих і червоних столових вин, до якого вносяться ті або інші зміни залежно від вимог, що пред'являються до якості або типу вина.

В основному ці схеми (послідовність операцій і необхідне устаткування) можуть бути представлені в наступному вигляді:

Рис.13

Побудова схеми технол. пр. отримання с. з винограду при виробництві шампанського, міцних і десертних вин всіх типів мало відрізняється від основних схем. Специфічні властивості, якими володіють різні типи десертних вин, обумовлюються головним чином технол. прийомами, вживаними при подальшій обробці.

Основна відмінність між різними технол. схемами пр. переробки винограду на сусло полягає у виборі устаткування, який обумовлюється вимогами до отримуваного с.. Ці вимоги, у свою чергу, знаходяться в прямій залежності від типу вина, яке повинне вироблятися, а також від його якості.

Технол. схема отримання с. з винограду при виробництві білих вин різко міняється залежно від системи преса, який застосовується для віджимання мезги. Преси безперервної дії дають грубе, збагачене дубильними речовинами сусло, тому вони можуть бути включені в технол. схему виробництва масових ординарних столових вин або винних матеріалів для міцних десертних шин. Для отримання якісних білих столових вин, а також білих винних матеріалів для десертних вин необхідно в схемі переробки винограду на сусло передбачити гідравлічні або механізовані гвинтові преси.

При виготовленні деяких вин (білих якісних їдалень і десертних, шампанських і хересних винматеріалів) необхідно при переробці винограду на сусло відокремити можливо більше самопливу. В цьому випадку в технол. схему після дроблення винограду включають відділення самопливу, встановлюючи перед пресом стікач.

Вкажемо декілька схем, які найчастіше застосовуються при виробництві білих вин.

Рис.14 Схема установки егапомпи - гідравлічний прес;

1-еграпомпа; 2-гідравлівчний прес.

Еграпомп - гідравлічний прес (рис. 14). Ця схема (№ 1) застосовується в невеликих і середніх за розміром господарствах, що виробляють якісні столові вина, шампанські винні матеріали і якісні десертні вина.

При необхідності збільшити продуктивність ця схема може бути замінена без збитку для якості наступними схемами.

Рис. 15 Схема установки: ег. - стікач - гідравлічний прес.

1-еграпомпа; 2- стікач, що рухається; 3-гідралічний прес.

Еграпомпа - стікач - гідравлічний прес (схема № 2, рис. 15). Практика показала, що в технол. схему отримання якісних білих вин і навіть шампанських винматеріалів, до отримання «яких пред'являються особливо строгі вимоги, можна включити прес безперервної дії. В цьому випадку перед пресом встановлюється стікач (схема № 3, рис. 16).

Рис. 16 Схема установки: ег. - стікач - прес безперервної дії

1-еграпомпа; 2-прес-стікач; 3-прес безперервної дії.

При роботі за цією схемою необхідно враховувати, що сусло, що отримується з преса безперервної дії, буде збагачено дубильними речовинами і придатне лише для вироблення грубих ординарних столових вин і міцних винматеріалів. Кількість с. для якісних вин по цій схемі вийде значно менше, ніж по схемі з гідравлічним пресом, оскільки для їх вироблення береться тільки самоплив із стікача.

У деяких господарствах при отриманні винматеріалів виноград (минувши еграпомпу) безпосередньо поступає в гідравлічний прес. Ця схема великого розповсюдження не має. Від описаних різко відрізняється технол. схема № 4 (рис. 16), вживана при отриманні червоних вин - еграпомпа - бродильний чан.

Рис. 16 Схема установки: ег. - чан

1-еграпомпа; 2-бродильний чан.

виноград насос вино

По цій схемі роздроблений виноград з ег. поступає безпосередньо в бродильний чан.

Вибір виноробного устаткування для переробки винограду при отриманні вина того або іншого типу має велике значення. Якість с., а отже, і отриманого з нього вина, значною мірою визначається тією апаратурою, яка застосовується при переробці винограду на сусло. Нами наголошувався вплив різних систем пресів на склад с.. Якість с. залежить також і від ег. і стікача.

6. ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ВІДСТОЮВАННЯ СУСЛА

Відстоювання проводиться в залізобетонних резервуарах. Для збереження якості продукту сусло в період відстоювання сульфітується чи охолоджується.

Рис. 17 Сульфітодозуючий апарат



1, 4-клапан, 2-мембрана, 3-отвір, 5-камера, 6, 10-патрубок, 7-простір, 8-розтруб, 9-насадка.

Апарат для зброджування сусла по білому способу

Установки безперервного бродіння

Рис. 18 Обладнання

залізо-бетонного

резервуара

1-компенсаційний бак,

2-коробка,

3-воронка,

4-прохід,

5-штуцер,

6-отвір,

7-кран,

8-термогільза,

9-виномірне скло,

10-кронштейн,

11,12-трубка.

Рис. 19 Установка БА-1

1-насос, 2-резервуари (І-VІ), 3-трубопровід, 4-реле. 5-труби, 6,15-запірний вентиль, 7-переливні баки (І`-V`), 8 ,9-вентель, 10-гідрозатвор, 11,12-газові труби, 13-мірне скло, 14-поплавок, 16-приймальник, 17-кран.

Батарея БРК-3 для термічної обробки мезги



Рис. 20 Резервуар для термічної обробки

мезги.

1-конічні шестерні,

2-металічний резервуар,

3-повний ведучий вал,

4-тяга,

5-ковзаюча муфта,

6-важіль,

8-дренуючі сітки,

9-штурвал механізму ножа,

10-змієвик,

11-шнек вивантаження мезги, 12- розвантажувальний люк, 13-кран спуску сусла,

14-стійки,

15- люк,

16-мішалка-змієвик,

17-труба подачі води,

18-труба подачі

пари.

7. ОБЛАДНАННЯ ДЛЯ ТЕРМІЧНОЇ ОБРОБКИ ВИНМАТЕРІАЛІВ

Теплообмінник для нагрівання та охолодження продуктів виноробства

Рис. 21 Кожухотрубний теплообмінник

1-кришка, 2-рухома трубчата решітка, 3-корпус, 4-набивка, 5-прокладка

8. РОЗАХУНКОВА ЧАСТИНА

а) Матеріальний баланс

Розрахунок матеріального балансу проводять на 1 т винограду з певною кількістю продуктів, що отримуються, відходів і втрат в кілограмах і літрах.

Для визначення матеріалу х на виході з операції використовуються такі формули:

- коли відомий вихід продукту з операції:

х=NЧП/100 (1.1) (1.1)

- коли відомий вихід виробничих втрат:

х=N(100-n)/100 (1.2) (1.2)

де N - к-сть матеріалу, що надходить під час операції.

На стадії вилучення сусла з винограду враховують кількісно відхід гребенів, змочених соком ягід в процесі дробіння грон, і відхід виноградних вичавок, а не піддаються прямому обліку втрати сировини при його прийомі і переробці.

При освітленні сусла його кількість зменшується за рахунок відділення суспензій, при цьому в розрахунках відсоток відходу суспензій вважають однаковим за масою і за обсягом від кількості сусла. На стадіях бродіння і доброджування сусла беруть до уваги не тільки втрати бродіння, а й сумарні механічні втрати.

Втрати бродіння Q_бр (в кг) рахують по кількості цукру, що бродив:

Q_бр=10Ч46,6С_іV_с/10 (1.3) (1.3)

де 46,6-вихід СО₂ при бродінні 100 г інвертного цукру, г

С_і - кількість бродильного інвертного цукру в 100 мл сусла, г (%)

V_c- к-сть суслі з1 т винограду, що поступило на бродіння, л.

Продуктові розрахунки бродіння сусла з спиртування проводять в суворій відповідності з технологічною схемою виробництва.

- Втрати винограду при прийомі, розвантаженні, подачі на дробіння, дробінні (n=0,6%)

n_в=7000,00Ч0,006=42 кг

- Кількість винограду, що пройшло дроблення,

m_в=7000,00-42,0=6956,00кг

- Кількість гребенів, що утворились з винограда при дробленні,

m_г=6956,00Ч0,036(100+17,4)/100=294,00 кг

-Кількість жирної мезги, що утворилась з винограду при дробленні,

m_м=6956,00-294,00=6662кг

- Втрати сусла в стікачах, пресах, збірниках сусла і при переміщенні на освітлення (n=0.5%)

n_c=7000,00Ч0,005=35кг

- Кількість солодких вижимок:

m_c.в.=6662,00-35-5356,1Ч1,077=858,5кг

где 1,077- густина сусла цукристістю 18,0% при 20°С, кг/л

- Кількість суслі, що відходить, високого тиску,

m_в.т.=858,3Ч1,077=924,3кг

- Кількість суслової гущі з суміші сусла-самопливу і сусла низького тиску ( зміст щільних осадів в суслі взятого по суспензіям складають 5,54% об., а відношення сусла і щільних частин в гущі принято вважати 1,5:1)

m_с-с=(3829+553)Ч1,077-653,6=4065,8кг

- Вихід продуктів при центрифугуванні суслової гущі:

653,6Ч1,5/2,5=392,2

- Вихід сусла для бродіння на сухе вино:

4060+392,2=4452,2 кг

В табл. 1 наведено приклад материального балансу переробки 7000,00 кг винограду для сухого марочного вина.

Надходження	Одиниця виміру	Вихід	Одиниця виміру
	Кг	Л		кг	л
Сировина	Продукти
Виноград В тому числі сусло з нього не освітлене	7000,0 ---	2274,0	Сусло для сухого виноматеріала	4457,9	4139,3
	Відходи
			Солодкі вижимки	858,5	---
			Гребені після дроблення винограду	294	---
			Сульфований шільний сусловий осад	262,5	242,8
			Втрати
			При прийомі і відвантаженні	42,0	---
			При переробці мезги мезги на сусло	35,0	---

б) Тепловий баланс

Вихідні дані.

Проектований кожухотрубний теплообмінник призначений для пастеризації продукту від початкової (на вході в апарат) температури t₁ = 12 С⁰, до кінцевої (на виході з апарату) t₂ = 70 С⁰.

Продуктивність апарату G = 2,8 . Продукт потрапляє в трубне простір примусово за допомогою насоса і рухається по трубах зі швидкістю w = 2,0 . Гріє пар підводиться в між трубне простір з температурою t_п = 140 С⁰. Теплообмінні труби Ж30'2, 5 мм (зовнішній діаметр d = 30 мм, товщина стінки d _ст = 2,5 мм), довжина труб в пучку l Т = 2,5 м. Матеріал труб - мідь, товщина шару забруднення на поверхні трубок s = 0,001 г, абсолютна шорсткість внутрішньої стінки трубки D = 0,01.

Коефіцієнт корисної дії (к.к.д) насоса = 0,8.

Середня різниця температур теплоносія і продукту ,⁰С:



,

де

?t _б, ?t _м - велика і менша різниці температур між теплоносіями на кінцях теплообмінника, ⁽⁰ С).

?t _б = t _{п-t 1} = 140-12 = 128 ⁰С,

?t _м = t _{п-t 2} = 140-70 = 70 ⁰С.

Так як = 1,829 <2, то середній температурний напір можна знаходити з певною точністю як середньоарифметичну різницю:

⁰ С.

Середня температура продукту t _ср, 0 С:

t _сер = t _{п-?t ср} = 140-99 = 41 ⁰ С

Різниця температур теплоносія і стінки ?t ₁, 0 С:

?t ₁ = (R ₁ / R) ?t ср = (0,6) Ч 99 = 59,4 ⁰ С

Різниця температур стінки і продукту ?t ₂, ⁰ С:



⁰ С.

Температура стінки з боку теплоносія ?t _СТ1, ⁰ С:

t _СТ1 = t _{п-Dt 1} = 140-59,4 = 80,6 ⁰ С.

Температура стінки з боку продукту ?t _ст2, ⁰ С:

t _ст2 = t _ср + ?t 2 = 41 +33,66 = 74,66 ⁰ С.

Температура плівки конденсату теплоносія t _пл, ⁰ С:

t _пл = 0,5 (t _п + t _СТ1) = 0,5 (140 +80,6) = 110,3 ⁰ С.

Теплофізичні властивості плівки конденсату (при температурі плівки

t _пл = 110,3 0 С):

динамічний коефіцієнт в'язкості рідини m _пл = 0,228 Ч 10 -3 (Па Ч с),

питома теплоємність c _пл = 4,2 Ч 10 3 ,

Коефіцієнт теплопровідності l _пл = 0,682 і щільність r _пл = 950 . Питома теплота конденсації пари (при температурі t _п = 140 ⁰ С)

r = 2150 Ч 10 3 .

Коефіцієнт тепловіддачі від пари, що гріє до стінок теплообмінних трубок a ₁, :



.

Теплофізичні властивості продукту, який нагрівається (при температурі

t сер = 41 ⁰ С) :

динамічний коефіцієнт в'язкості m _пр = 0,719 Ч 10 -3 (Па Ч с),

коефіцієнт об'ємного розширення b _пр = 0,397 Ч 10 - 3 ,

Питома теплоємність c _пр = 4159 ,

Коефіцієнт теплопровідності l _пр = 0,634 і щільність r _пр = 991 .

Теплофізичні властивості пристінкового шару продукту (при температурі

t _ст2 = 74,66 0 С):

коефіцієнт динамічної в'язкості m _ст = 0,4 Ч 10 -3 (Па Ч с),

питома теплоємність c _ст = 4225 ,

Коефіцієнт теплопровідності l _ст = 0,669 і щільність r _ст = 975 .

Критерій Рейнольдса (Re) для потоку продукту:

Критерій Прандтля для потоку продукту (Pr) і для пристінного шару продукту (Pr _ст):

Критерій Нуссельта (Nu) (для випадку розвинутого турбулентного руху рідин у трубах і каналах (Re> 10000) ):

Nu =

Nu =

Для критеріїв Nu, Re і Pr за визначальну температуру приймається середня температура рідини, а для критерію Pr _ст - температура стінки. За лінійними розмірами в критеріях Nu і Re береться внутрішній діаметр труби або еквівалентний діаметр каналу. При ламінарному русі (Re <2300)

Коефіцієнт тепловіддачі від стінки теплообмінних труб до продукту a ₂, :



Термічний опір стінки (без урахування термічного опору забруднень) R _ст, :

R ст =,

Загальний коефіцієнт теплопередачі між середовищами К,

,

де a _1, a ₂ - коефіцієнти тепловіддачі відповідно для гарячого і холодного теплоносія.

Теплове навантаження апарату (кількість тепла, яке передається через поверхню теплообміну від теплоносія до продукту) Q, (Вт)):

Q = Gc _пр (t ₂ - t ₁) = 2,8 Ч 4159 (70-12) = 675422 Вт

Необхідна поверхню теплообміну F, (м ²)):

(М ²),

де

Q - теплова навантаження теплообмінника, (Вт);

?t _сер - середня різниця температур, ⁽⁰ С);

К - коефіцієнт теплопередачі.

Коефіцієнт теплопередачі показує, яка кількість теплоти передається від гарячого теплоносія до холодного за 1 с через 1 м ² стінки при різниці між теплоносіями, рівної 1 град.

Витрата теплоносія (пари, що гріє) G _гр, :

.

9. ПИТАННЯ ЕКОЛОГІЇ

Охорона навколишнього середовища

Охорона навколишнього середовища - сукупність заходів, що забезпечує оптимальне функціонування фізичних, хімічних та біологічних параметрів природних і антропогенних систем, в яких протікає праця, побут і відпочинок людей. Оптимальне функціонування таких систем можливе тільки за умови повного залучення в природний кругообіг продуктів виробництва і життєдіяльності людини.

При виробництві вина утворюються стічні води, газоподібні і тверді вторинні матеріальні продукти.

Після обробки екологічно виправданими способами ці продукти можуть трансформуватися гетеротрофними організмами води і ґрунту, не надаючи негативного впливу на навколишнє середовище.

Охорона стічних вод

Стічні води виробничих підприємств містять забруднюючі речовини органічного походження, які надходять у воду при митті обладнання, трубопроводів, виробничих приміщень і ємкостей.

На 1 дал готового вина припадає 8-9 дав забруднених стічних вод, 0,3 дал з них - господарсько-побутові.

Для стічних вод, що спускаються у міську каналізацію, встановлені наступні вимоги:

- Температура - не більше 30 є С;

- РН - 6,5 - 8,5;

- БПК повна - 500 - 800 мг/дм3;

- Жирові домішки - не допускаються;

- Суспензії - не більш 10 г/дм³.

Переробка та утилізація відходів

Відходи виробничо-господарської діяльності вин розміщуються до здачі на утилізацію чи переробку в спеціально відведених місцях господарства.

Перелік відходів, що утворюються на винзаводах та їх характеристика представлена у таблиці

Характеристика відходів, що утворюються на винзаводі

№ п/п	Наименование Отхода	Код отхода	Класс опасности	Физико-химическая характеристика
1.	Гребни	1590.2.9.	4	Пожароопасные, теплотворная способность 2760 ккал/кг
2.	Выжимки виноградные	1590.2.9.01	4	Органические, пожаро- и взрывобезопасные
3.	Осадки дрожжевые	1590.2.9.15	4	Органические, пожаро- и взрывобезопасные
4.	Осадки клеевые	1590.2.9.13	4	Жидкие, пастообразные, tкип = 93-98єС, рН - 6, q - 1,3, разбавляются водой



ВИСНОВКИ

1. Тема процеси та апарати у виноробстві досить актуальна на наш час, функціонує близько 600 виноробних підприємств, які займаються переробкою винограду та фруктово-ягідної сировини, виготовленням виноматеріалів і вир.м готової продукції, але ефективність роботи більшості з них залишається низькою.

2. Однією з головних проблем виноробства є нестача сировини. Істотною проблемою виноробної галузі є недосконалість матеріально-технічної бази: високий ступінь зношення основних фондів виноробних підприємств (близько 50%), моральне застаріння обладнання, слабкий розвиток вітчизняної промисловості з виробництва допоміжних матеріалів для виноробства.

3. В курсовій роботі описано процес виноробства. Технол. пр. виготовлення вина складається з декількох етапів: переробка винограду й одержання виноматеріалів, їхня об., витримка і розливання.



СПИСОК ВИКОРИСТАНОЇ ЛІТЕРАТУРИ

1. Герасимов М. А. Технология вина. -- 3-е изд. -- Москва, 1964 - 642с.;

2. Валуйко Г. Г. Технология столовых вин. -- Москва, 1969 - 624с.;

3. Валуйко Г.Г. Биохимия и технология красных вин. -- Москва, 1993;

4. Герасимов М.А. Избранные работы по виноделию - М.: Пищепромиздат, 1955 - 380 с.

5. Кишковский 3.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. -- М.: Легкая и пищевая промышленность, 1984 -- 504 с.

6. Родопуло А.К. Основы биохимии виноделия - М.: Легкая и пищевая промышленность, 1983 - 240 с.

7. Косюра Владимир Терентьевич Основы виноделия : учеб. пособие для вузов "Технология пр-ва и перераб. с.-х. продукции" / В. Т. Косюра, Л. В. Донченко, В. Д. Надыкта. - М. : ДеЛи принт, 2004. - 440 с..

8. Хью Джонсон «Большой винный справочник», BBPG-2010. - 688 с..

9. А. П. Коваленко, Е. М. Гончарова. Секреты опытного винодела М.: Айрис-Пресс 1999, - 416 с.

10. В. П. Нужный. Вино в жизни и жизнь в вине. - М.: МПСИ, 2000 352 с.

11. Г. М. Карагодин. Книга о водке и виноделии М.: АСТ, 2000 296с.

12. Кожекин Г.Я., Синица Л. М., Организация производства Минск: ИП “Экоперспектива”. - 1998 507 с.

13. Кризи Р., Остервальдер П. Вино: Переживание и наслаждение. - М.: Ниола 21 век, 2003 - 202 с..

14. Иванова Л. Домашнее виноделие. - М.: МПСИ, 2000.

15. Виноделие. - Ростов н/Д: Издательский дом «Владис», 2006. - 64 с.

16. Ковалевский К.А. Технология и техника виноделия. - М.: Инкос, 2004. - 560 с.

17. Методы технохимического контроля в виноделии / под ред. Гержиковой В.Г. -Симферополь: Таврида, 2002. - 260 с.

18. Стабилизация виноградных вин / под ред. Валуйко Г.Г. -Симферополь: Таврида, 2002. - 208 с.

19. Рева В.И. Учет и отчетность в виноделии -Симферополь: Таврида, 2003. - 320 с.

20. Валуйко Г.Г. Технология виноградных вин. -- Симферополь: Таврида, 2001.- 624 с.

21. Бурьян Н.И., Тюрина Л.В. Микробиология виноделия. -М.: Пищ. пром-сть, 1979. -271 c.

22. Краткий технический справочник винодела / под ред. Л. Фитовой. -Кишинев: Картя Молдовеняскэ, -1960. -548 с.

23. Кишковский З.Н., Мержаниан А.А. Технология вина. -- М.: Легкая и пищевая пром-сть, -1984. --504 с.

24. Виноградарство и виноделие. Труды института "Магарач". Том 16. -М.: Пищевая пром-сть, 1967. -375 с.

25. Е.А. Белоусова, П.И. Кибалов, Н.Т. Лелека, Н.П. Потипак. Развитие, размещение и специализация виноградарства и виноделия в СССР.

26. П.И. Литвинов. Улучшение почвенной среды и омоложение корневой системы винограда на плодоносящих насаждениях .

27. Т.Г. Катарьян, А.И. Цейко, В.Ф. Рыбин. Агрокомплекс, обеспечивающий повышение урожая и качества винограда.

28. А.С. Борисов. Параметры кустов винограда в связи с механизированным укрытием.

29. С.И. Аникин, Г.Д. Паламарчук. Об управляемости тракторных навесных агрегатов на виноградниках.

30. Нилов В.И., Тюрин С.Т. Созревание и хранение виноматериалов в крупных резервуарах. -М.: Пищевая пром-сть, 1967. -189 с.

31. Валуйко Г.Г., Шольц-Куликов Е.П. Теория и практика дегустации вин. -Симферополь: Таврида, 2-е изд., 2005. -232с. Серия научно-технической литературы по виноделию.

32. H. Johnson, J. Robinson. The World Atlas of Wine. (6th ed.) - London : Mitchell Beazley, 2007. - 400 p.

33. Нилов В. И., Скурихин И. М. Химия виноделия. -- М. : 1967.

34. Енциклопедія виноградарства / гол. ред. А. І. Тимуш. -- Кишинів : Гол. ред. Молдавської Радянської Енциклопедії, 1986. -- 512 с.

35. Der Brockhaus Wein. - Bibliogr. In-t & F.A.Brockhaus, Mannheim, 2008. - 512



ДОДАТОК А

Технологічна схема виробництва вина

Размещено на Allbest.ru