S02oh s04

/ /

R—СН i: R-CH -+-H-,

\ \

OH OH

Состояние равновесия этих реакций зависит по закону действующих масс от концентрации связывающего компонента (альдегидов, Сахаров), сернистой кислоты, водородных ионов и температуры. С повышением рН количество связанных форм S0₂ уменьшается.

В настоящее время ия сульфитации применяют сжиженный диоксид серы, который вводят в сусло в определенном количе- 100

стве. Дозировка SO2 зависит от качества перерабатываемого винограда, назначения сусла, его состава и содержания в нем микроорганизмов.

При переработке здорового, кондиционного винограда доза S0₂ при отстаивании сусла не превышает 120 мг/л. При более высоких дозировках S0₂ (порядка 120—150 мг/л) увеличива­ется образование альдегидсернистой кислоты при последующем брожении сусла. В дальнейшем во время выдержки вина умень­шается содержание в нем свободной сернистой кислоты и про­исходит распад альдегидсернистой. В результате освобожда­ются альдегиды и повышается их содержание в вине, что от­рицательно сказывается на качестве белых столовых вин и шампанских виноматериалов. Поэтому при отстаивании сусла, идущего на приготовление этих вин, желательны низкие дози­ровки S0₂ (50—75 мг/л), не оказывающие существенного влия­ния на образование альдегидов. Большое количество S0₂ вводят только в исключительных случаях, когда сусло получено из гнилого винограда и содержит много окислительных ферментов, которые необходимо инактивировать.

Сусло из высококачественных сортов винограда, предназна­ченное для получения марочных столовых вин и шампанских виноматериалов, отстаивают в течение 14—16 ч после пред­варительного охлаждения до 10—12 °С и сульфитации из рас­чета 50—75 мг/л S0₂.

Сусло сульфитируют перед отстаиванием, используя суль-фитодозирующие аппараты. Сульфитодозаторы обеспечивают дозирование заданных количеств жидкого или газообразного S0₂. Газообразный диоксид серы вводят непосредственно в по­ток сусла, а жидкий — в смеситель, где он смешивается с сус­лом за счет турбулентного потока. Сульфитодозаторы могут работать в режимах дистанционного и автоматического управ­ления с насосами различной подачи при погрешности дозиро­вания в пределах 5—7 %.

При сульфитации сусла раствором S0₂ заранее готовят кон­центрированный раствор, который затем вводят в отстойные ре­зервуары в строго определенном количестве по расчету. При этом в основной массе сусла, поступающего на отстаивание, после заполнения резервуара на 90 % ^его общей вместимости должно быть точно обеспечено нужное содержание S0₂. После заполнения резервуара сусло тщательно перемешивают для равномерного распределения 50₂.

В случае получения малоокисленных виноматериалов из су­сла при отстаивании удаляют окислительные ферменты. Для этого в него вводят дисперсные минералы, эффективно сорби­рующие ферменты, например 'бентонит. В результате ускоряется и улучшается осветление, уменьшается содержание в сусле азотистых веществ. Добавление к суслу дисперсных минералов дает особенно хороший технологический эффект при перера-

'■ ■ - 101

ботке винограда, пораженного серой гнилью, когда необходимо удалить большое количество окислительных ферментов. Дози­ровки бентонита в этом случае колеблются от 1 до 3 г/л в за­висимости от количества оксидазы в сусле. Бентонит и другие дисперсные минералы сорбируют ферменты и вместе с ними оседают на дно отстойных резервуаров. Инактивации фермен­тов при этом не происходит, поэтому осветленное сусло необ­ходимо возможно быстрее и тщательнее отделять от выпавших осадков, чтобы окислительные ферменты вновь не перешли в сусло. При добавлении к суслу дисперсных минералов можно уменьшить дозировку SO2. Например, по подавлению окисли­тельных процессов в виноградном сусле 2 г/л бентонита и 60 мг/л S0₂ эквивалентны 100 мг/л SO2.

Внося в сусло одновременно с бентонитом небольшое коли­чество синтетических полиэлектролитов-флокулянтов, можно значительно увеличить скорость осаждения. Применение дис­персных минералов и флокулянтов особенно эффективно для ускорения осаждения наиболее мелких частиц, содержащихся в сусле. Время осветления сусла сокращается до 2—6 ч в слу­чае применения полиоксиэтилена, полиакриламида, фермент­ных препаратов. При этом обеспечивается более быстрое выв'е-дение из мутного сусла взвесей с адсорбированными на них окислительными ферментами и дикой микрофлорой, что спо­собствует улучшению качества осветленного сусла и получае­мого из него вина. Время отстаивания сокращается, а выход осветленной части сусла увеличивается, если перед отстаива­нием сусло кратковременно выдержать с коллоидным раство­ром S1O2 и желатином.

Отстаивание сусла проводят в основном в отстойниках пе­риодического действия: деревянных, железобетонных, металли­ческих. Вместимость отстойных резервуаров не должна быть очень большой, чтобы обеспечивалось достаточно быстрое их заполнение поступающим суслом, создавались благоприятные условия для процесса осаждения и упрощалось обслуживание. Рабочую вместимость каждого отстойного резервуара прини­мают обычно с таким расчетом, чтобы он заполнялся суслом за 2—3 ч.

Если осветленное сусло располагается слоем высотой Я₀, то произво­дительность отстойного резервуара (в м³/ч) выразится уравнением П— =FMt, где F₀ — площадь свободной поверхности отстойника, м²; /г₀ —вы­сота слоя сусла в отстойнике, м; t — время отстаивания, ч. Поскольку про­должительность отстаивания t при заданной высоте слоя светлой жидкости /г₀ зависит от скорости осаждения v_a (t=h₀/3600v₀), то Я=3600/^: > о- Таким образом, производительность отстойника зависит не от его высоты в явном виде, а только от скорости осаждения взвешенных частиц и площади сво­бодной поверхности отстойника. Однако для уменьшения общей продолжи­тельности отстаивания и лучшего уплотнения выпадающих осадков жела­тельно, чтобы рабочая высота отстойных резервуаров для сусла не пре­вышала 2, 5—3 м.

После окончание; процесса отстаивания осветленное сусло снимают с оеадка (деканти­руют) и перекачивают в емко­сти или специальные бродиль­ные аппараты для последую­щего брожения. При этом кон­тролируют прозрачность сусла по стеклянному отрезку вино­провода и не допускают по­падания гущи в осветленное сусло.

Осветление сусла в отстой­
ных резервуарах — процесс
малопроизводительный. Ему
присущи все недостатки пери­
одических технологических про­
цессов. На крупных винзаводах
требуется большое количество
'отстойных резервуаров, услож­
няется их обслуживание, зани­
маются значительные производ­
ственные площади.

Применение отстойников-ос­ветлителей непрерывного дей- _{Рис 16 Схема аппарата для ос}. ствия дает удовлетворительный ветления сусла в потоке:

результат При ОДНОВреМеННОЙ /-корпус; 2-нижний ввод; 3 —

обработке сусла бентонитом и ^°^е_я ™Г_а? Ч - вИ ™~_bS другими дисперсными минера- ^ХТ^~ Те™,, °T*^; co^H^P„^e:

ЛаМИ, Обладающими ДОСТаТОЧНО тельная коммуникация; 9 — отвод

эффективными сорбирующими ^осадка свойствами к взвесям.

Аппарат для осветления виноградного сусла в потоке (рис. 16) работает по принципу стесненного осаждения частиц. В нем жидкость движется снизу вверх, скорость ее меньше скорости свободного осаждения частиц. Осветление сусла в таком ап­парате проходит во взвешенной среде осадка. В нижней зоне аппарата, где концентрация взвесей значительна, образуется как бы «облако» частиц, которое способствует захвату и удер­жанию более мелких частиц, интенсифицирует их коагуляцию и увеличивает скорость осаждения суспензии.

Сусло или виноматериал, смешанные с осветляющими ве­ществами, через патрубок 2 непрерывно подают в аппарат в зону коагуляции. В аппарате происходит стесненное осажде­ние взвеси и образуется взвешенно-контактный слой осадков с границей раздела осветленной жидкости и суспензии. Проходя через этот слой, сусло осветляется и поступает в сборник 5. Избыточный осадок из взвешенно-контактного слоч отводится

в осадкоуплотнитель через трубу 4. После уплотнения осадок удаляют через отвод 9. Осветленное сусло непрерывно отбирают через трубу 8 и выводят из аппарата через отвод 6.

Скорость потока в аппарате устанавливают в зависимости от физических свойств осветляемого материала. По опытным данным, продолжительность процесса осветления составляет 3—4 ч, если объемная концентрация взвешенно-контактного слоя 0, 148—0, 156 % и скорость восходящего потока в зоне коа­гулирования 0, 3—0, 9 мм/с.

В результате отстаивания получают два полупродукта: ос­ветленное сусло и сусловую гущу. Осветленное сусло поступает на брожение, а сусловая гуща — в обработку. В зависимости от сорта, степени зрелости и состояния винограда (отсутствия или наличия повреждений вредителями, болезнями, гнилью и др.) содержание гущи составляет 15—25 % объема сусла, по­ступившего на отстаивание. Гущи может быть больше, если раздавливание ягод и отделение гребней проводят на дробилках ударно-центробежного типа, работающих в форсированном ре­жиме. При правильном проведении отстаивания уплотненный осадок обычно составляет 6 % объема сусла, а отношение твер­дой и жидкой фаз в гуще — 1: 2.

Центрифугирование для осветления сусла перед брожением применяют значительно реже отстаивания, в основном в тех случая, когда по технологическим условиям исключается воз­можность сульфитации, например в производстве коньячных виноматериалов.

В отличие от отстаивания, при котором помимо осветления происходят ферментация и созревание сусла, центрифугирова­ние обеспечивает только отделение взвесей.

Технологически эффективное осветление сусла может быть достигнуто только при правильном выборе типа центрифуги и режима ее работы.

Наилучшие результаты получают при применении центри­фуг герметического и полузакрытого типа, работающих в атмос­фере инертных газов.

Выбирая центрифуги для осветления виноградного сусла, необходимо учитывать количество, гранулометрические харак­теристики и физические свойства взвесей и получаемых осадков. Совокупность этих факторов принято характеризовать величи­ной разделяемости гетерогенной системы Y — мерой способ­ности смеси к выделению осадка в силовом поле. Для вычисле­ния Y виноградного сусла Э. С. Гореньковым предложена сле­дующая эмпирическая формула: У = (0, 1 7/С — 0, 0025) d₃², где С —содержание сахара, г на 100 мл; d_a — эквивалентный диа­метр частиц, мкм.

При обработке сусел с большим содержанием дисперсной фазы (сусловые гущевые осадки, сусло, полученное на шнеко-вых стекателях и прессах, с содержанием дисперсной фазы 104

больше 5—8%) между логарифмом средней скорости выхода фугата и продолжительностью центрифугирования существует прямолинейная зависимость. Полноту выхода фугата при данных условиях центрифугирования характеризует эмпири­ческий коэффициент Кг, величина которого зависит от фак­тора разделения Fr и вида обрабатываемого материала (табл. 5).

Зная величины К\ для виноградных сусел и осадков вино-материалов, можно определить количество осветленного про­дукта, получаемого в результате центрифугирования с различ­ными факторами разделения. Величина коэффициента выхода фугата для одного и того же фактора разделения зависит от вида обрабатываемого продукта. Например, при Fr = 999 величина К\ для виноградных сусел лежит в пределах 0, 70—0, 72.

Таблица 5

Сусло сорта Алиготе 0, 50 0, 70 0, 90 1, 00

Сусло сорта Кумшацкий 0, 53 0, 72 0, 88 0, 98

Осадок виноматеоиала портвейна бе- 0, 70 0, 78 0, 88 0, 95

лого

Осадок виноматериала вермута 0, 66 0, 77 0, 87 0, 94

В процессе центрифугирования виноградного сусла с боль­шим содержанием взвесей максимальный выход фугата дости­гается при Fr = 2775 и продолжительности процесса 8 мин. При меньших величинах фактора разделения полный выход фугата не обеспечивается даже в случае продолжительного ведения процесса.

Электросепарирование, или электрофлотация, — способ ос­ветления сусла в потоке, основанный на прохождении через слой сусла пузырьков водорода, образующихся в результате электролиза воды, содержащейся в сусле, при напряжении электрического тока 20—30 В. Твердые частицы, взвешен­ные в сусле, прилипают к пузырькам и всплывают вместе с ними на поверхность, образуя плотную шапку, которую уда­ляют.

Процесс осуществляют в потоке, пропуская загрязненное сусло через специальный аппарат — электросепаратор.

Электросепарация обеспечивает достаточно полное осветле­ние сусла и предохраняет его от окисления кислородом воздуха, но производительность процесса невелика.

ТИПОВЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ПЕРЕРАБОТКИ ВИНОГРАДА

Качество вина и эффективность винодельческого производ­ства зависят не только от применяемой технологии и режимов отдельных операций, но и от их взаимосвязи и последователь­ности по ходу производственного процесса, от применяемого технологического оборудования и его компоновки. Для каждого вида продукта эти условия определяются технологическими схемами. Помимо последовательности технологических опера­ций, через которые проходит сырье в процессе превращения его в готовый продукт, на технологической схеме указывают вспо­могательные материалы, вводимые в производство, получаемые полупродукты, оборудование, применяемое для выполнения от­дельных операций, и компоновку этого оборудования. Тех­нологические схемы непрерывно совершенствуются, в них вводятся новые процессы, более совершенное оборудова­ние, современные средства автоматического контроля и регу­лирования.

При получении виноматериалов для вина одного и того же типа могут применяться один или несколько способов и соот­ветственно одна или несколько технологических схем. В на­стоящее время разработан ряд рациональных технологических схем для производства различных вин и других продуктов ви­ноделия. Эти схемы имеют типовое аппаратурное оформление и обеспечивают переработку винограда на виноматериалы в со­ответствии с требованиями действующих технологических ин­струкций.

С технологическими схемами производства отдельных про­дуктов виноделия, их обоснованием и построением, использова­нием при проектировании предприятий винодельческой про­мышленности студенты подробно знакомятся на лабораторном практикуме по курсу технологии вина, в курсе «Основы проек­тирования предприятий винодельческой промышленности» и при выполнении курсовых и дипломных проектов.

Для переработки винограда по этим схемам применяют по­точные линии ВПЛ, на которых проводят следующие техноло­гические операции: дробление (раздавливание) ягод и отделе­ние гребней, выделение на стекателях из мезги сусла-самотека и сусла I фракции, отделение следующих фракций сусла на дожимочных прессах.

Линии ВПЛ выпускаются промышленностью в различных по назначению и производительности вариантах: ВП1Л-10К и ВПЛ-20К для переработки винограда на высококачественные белые столовые вина и шампанские виноматериалы; ВПЛ-10, ВПЛ-20МЗ, ВПЛ-ЗОЕЗ и ВПЛ-50 для белых ординарных вин; ВПКС-10А для красных столовых вин; ВПЛ-10К Для белых и красных крепленых вин,

ТёЩЬлогическая схема получения виноматериалов для столовых вин

Приемка винограда на переработку (взвешивание, отбор средней пробы, разгрузка в приемные бункера)

1 Раздавливание ягод с отделением гребней

I Сульфитация мезги

Белые виноматериалы

I Схема 3

Выделение из

мезги сусла-самотека

I

Сульфитация сусла

г, 4

Внесение чистой

культуры дрож­жей

Сбраживание сусла в потоке

Экстрагирование

мезги сброженным

суслом в потоке

Отделение сбро­женного сусла от мезги

Прессование сбродившей мезги

I Дображивание сусла

I Снятие с дрожжевого осадка

I Сульфитация

у Эгализация виноматериалов

107-

Технологическая схема получения виноматериалов для белых и красных крепленых вин

Приемка винограда на переработку

I Раздавливание ягод с отделением гребней

1 Сульфитация мезги

Схема 3

\ Тепловая обработка

мезги

1 Настаивание на мезге

I

Выделение из мезги сусла-самотека

1 Прессование стекшей мезги

i Сульфитация сусла

1 Внесение чистой куль­туры дрожжей

1 Сбраживание сусла в потоке

i Снятие с дрожжевого осадка

1 Сульфитация

1 Эгализация виноматериалов

Техническая характеристика линий ВПЛ

Т

S

Производительность по вино­граду, т/ч

Максимальный выход сусла из 1 т винограда, дал Суммарная установленная мощ­ность электродвигателей, кВт Занимаемая площадь (без бун­кера-питателя), м² Масса оборудования линии, кг Съем продукции с 1 м² произ­водственной площади, т/ч

Рис. 17. Поточные линии для переработки винограда:

а — ВПЛ-20 (вариант М2); б —ВПЛ-10К; /— приемный бункер со шнековым питате­лем; 2 — дробилка-гребнеотделитель; 3 — мезгопровод; 4 — стекатель; 5 — пресс; 6 и 7 — суслосборники

При применении автоматизированных поточных линий пе­реработки винограда резко сокращаются потери сырья, так как отсутствуют переливы, повышается коэффициент загрузки обо­рудования, улучшается общая культура производства.

Компоновка поточных линий ВПЛ-20 (вариант М2) и ВПЛ-10К показана на рис. 17. Управление поточными линиями осуществляется с общего пульта. Система автоматизации обес­печивает контроль и управление работой всех машин, входящих в состав линий.

Глава 3. БРОЖЕНИЕ

Спиртовое брожение — основной технологический процесс виноделия. Вещества, образующиеся в результате спиртового брожения, сообщают продукту характерные особенности, свой­ственные сложению вкуса и букета вина. Поэтому спиртовое брожение — обязательный процесс в производстве всех вин, в том числе содержащих наибольшее количество остаточного несброженного сахара.

109! i I

В производстве крепленых вин сахар сбраживают частично, в производстве сухих вин — полностью. Основными правилами производства виноградных вин в нашей стране установлены обязательные минимальные нормы спирта, получаемого в ре­зультате естественного брожения: для крепких вин не менее 3 % об., для десертных — не менее 1, 2 % об.

Помимо спиртового брожения, вызываемого винными дрож­жами, в виноградных винах может проходить также яблочно-молочное брожение, вызываемое молочнокислыми бактериями. не образующими летучих кислот. В результате яблочно-молоч­ного брожения яблочная кислота превращается в молочную, кислотность вина понижается, вкус его становится более гар­моничным, улучшается букет. Этот процесс желателен в мо­лодых винах, имеющих чрезмерно высокую кислотность вслед­ствие избыточного содержания в них яблочной кислоты.

СПИРТОВОЕ БРОЖЕНИЕ

Спиртовое брожение — сложный биохимический процесс раз­ложения глюкозы и фруктозы, который проходит при катали­тическом действии ферментов дрожжевых клеток. Этот процесс сопровождается выделением теплоты и характеризуется сле­дующим количественным соотношением основных продуктов:

C_eH_uO, = 2C₈H₆OH+ 2C0₂ -> Теплота.
1 г 0, 6 мл 247 см³ 0, 14 ккал

(0, 51 г) (0, 49 г) (586, 6 Дж)

Механизм спиртового брожения тесно связан с эндогенной природой бродильных ферментов, т. е. с превращением моно­сахаридов внутри дрожжевых клеток. В связи с этим скорость брожения зависит прежде всего от скорости проникновения са­хара в дрожжевые клетки, т. е. от проницаемости их цитоплаз-матических мембран.

Молекулы сахара, содержащиеся в бродящей среде, диф­фундируют за счет осмотического давления через оболочки дрожжевых клеток, затем внутри клеток эндоферменты рас­щепляют сахара и образующиеся продукты брожения осмоги-руют из клетки в среду.

Проницаемость цитоплазматических мембран дрожжевых клеток сильно возрастает с повышением температуры, при этом увеличивается энергия и скорость брожения. В пределах 10— 27 °С скорость брожения виноградного сусла прямо пропорци­ональна температуре.

Наряду с температурой на брожение влияет также состав среды, особенно концентрация спирта и других продуктов, ко­торые снижают скорость процесса.

ПО

Диффузия сахара в дрожжевые клетки и спирта из клеток в среду как веществ, хорошо растворимых, практически зави­сит только от градиента концентраций. В интервале концент­раций сахара 0—20 % осмотическое давление изменяется при­близительно пропорционально содержанию сахара в среде. Благодаря сорбции сахара дрожжевой клеткой на ее поверх­ности поддерживается достаточно высокая концентрация пи­тательных веществ, что обеспечивает хорошие условия для диффузии сахара внутрь клетки при снижении его содержания до 2—3%. При этом уровень адсорбционного равновесия за­висит от температуры: чем выше температура, тем быстрее достигается равновесное состояние.

По мере накопления спирта в среде жизнедеятельность дрожжей угнетается и процесс брожения тормозится. Из всех продуктов брожения спирт является основным, лимитирующим процесс брожения. При концентрации спирта выше 18 % об. брожение останавливается.

На ход брожения влияет также диоксид углерода, но в мень­шей мере, чем спирт. В отличие от спирта С0₂ плохо растворя­ется в бродящей жидкости (~2 г/л). В связи с этим он бы­стро насыщает среду и затем адсорбируется на поверхности дрожжевой клетки, образуя тесно связанный с нею газовый пу­зырек. Адсорбированный диоксид углерода препятствует по­ступлению питательных веществ в клетку и снижает скорость брожения. По достижении газовым пузырьком С0₂ определен­ной величины он всплывает вместе с дрожжевой клеткой и, дойдя до поверхности, сливается с газовой средой, а клетка опу­скается в бродящую жидкость, и процесс повторяется. Следова­тельно, на скорость процесса брожения влияют условия выде­ления СОг. При благоприятных условиях брожение проходит в среде с меньшей концентрацией С0₂ и с большей скоростью.

Скорость выделения диоксида углерода находится в зави­симости от диэлектрической проницаемости | поверхности бро­дильной емкости и взвешенных в среде частиц: чем меньше |, тем быстрее выделяется С0₂, который заряжен отрицательно и имеет £ = 1-

На ход брожения влияют молекулярное сродство среды к соприкасающимся с ней поверхностям, а также их микро­рельеф. Это связано с тем, что основная масса С0₂ выделяется путем «кипения», т. е. возникновения в жидкости газообразной фазы в виде многочисленных пузырьков. Начальная стадия этого процесса —кавитация —связана с затратой работы на преодоление сил адгезии жидкости к различным поверхностям. Скорость выделения С0₂ и, следовательно, скорость брожения сильно возрастают при наличии мелкодисперсной твердой фазы, образующей в среде активную поверхность десорбции, если эта фаза имеет положительный заряд, т. е. противоположный

заряду С0₂, и не смачивается вином. Аналогичное действие на скорость брожения оказывает интенсивное движение (перемеши­вание) бродящей жидкости, способствующее более быстрому удалению с поверхности клеток продуктов обмена веществ.

Кинетика спиртового брожения в общем виде подчиняется условиям реакции первого порядка. Однако применение закона мономолекулярной реакции для характеристики хода брожения виноградного сусла затруднено в связи с тем, что величина кон­станты скорости процесса существенно зависит от концентра­ции дрожжей, которая непостоянна и во время брожения изме­няется в широких пределах.

Зависимость скорости образования спирта от концентрации дрожжей, по данным Аиба, может быть описана логарифмиче­ской функцией вида dC_c/d/ = u_maxC_Aexp (— КС_С), где С_с —кон­центрация спирта в бродящей среде, % об.; v_{m& x} — максималь­ная удельная скорость образования спирта, мл/мин; С_д — кон­центрация (или масса) дрожжей; К — константа скорости процесса.

Ход процесса спиртового брожения, его кинетика определя­ются рядом факторов, которые имеют различную природу, фи­зических (температура, давление, динамический режим), хими­ческих (состав среды и его изменение в процессе брожения), биологических (раса дрожжей, концентрация и состояние дрож­жевых клеток).

Взаимодействие этих факторов весьма сложно и не всегда поддается точному учету, что затрудняет количественную ха­рактеристику процесса брожения.

ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВИННЫХ ДРОЖЖЕЙ

Виноградное сусло содержит большое количество различных микроорганизмов, которые попадают в него из поврежденных ягод винограда и с поверхности оборудования. Наибольшую часть естественной микрофлоры сусла составляют плесневые грибы, меньшую — дрожжи и наименьшую — бактерии. В сусле развиваются только кислотовыносливые микроорганизмы, среди которых наибольшее значение имеют дрожжи.

На виноградных ягодах и в сусле находятся дрожжи раз­личных родов и видов. В начальный период спонтанного забра-живания сусла в нем преобладают апикулятусы, в средний пе­риод— сахаромицеты (Saccharomyces), среди которых наиболь­шее количество составляют Sacch. vini и меньшее — Sacch. ovi-formis, Sacch. uvarum и др.

Дрожжи разных родов и видов размножаются с различной скоростью, имеют разную бродильную активность, спорообра-зующую способность, устойчивость к низкой или повышенной температуре. Если сусло сбраживают спонтанно на диких дрож­жах, то получаются виноматериалы с небольшим содержанием

спирта, повышенным содержанием летучих кислот и с другими недостатками.

Для исключения этих нежелательных явлений брожение проводят на чистых культурах винных дрож­жей. Чистые культуры — это дрожжи, выделенные из одной клетки и специально подобранные путем селекции для опреде­ленных типов вин — столовых, шампанских, хересных.

Чистые культуры дрожжей (ЧКД) выделяют в микробиоло­гических лабораториях, откуда они поступают на винодельче­ские заводы в стерильном состоянии: в пробирках на твердых средах, в лиофилизованном или прессованном виде. На заводах дрожжи культивируют, т.е. готовят дрожжевые разводки путем постепенного наращивания биомассы активных клеток чистой культуры в количестве, достаточном для сбраживания всего сусла или мезги, поступающих на брожение. Дрожжевую разводку готовят по утвержденной технологической инструкции на стерильном (пастеризованном) сусле в специальных дрож­жевых аппаратах — дрожжегенераторах.

В разводке, приготовленной на виноградном сусле, концен­трация дрожжевых клеток в стадии бурного брожения среды находится в пределах 100—150 млн./мл, количество почкую­щихся клеток составляет 30—50 %, мертвых — около 5 % •

В винодельческой промышленности начинают применять активные сухие дрожжи (АСД), которые получают пу­тем многостадийного культивирования на питательных средах с последующим отделением от среды, прессованием и гранули­рованием. Дрожжи высушивают до влажности 8—10 % и хра­нят в специальных упаковках, предохраняющих дрожжевые клетки от контакта с кислородом воздуха. Перед использова­нием АСД реактивируют (восстанавливают их активность) в ви­ноградном сусле, подогретом до 35—37 °С. Для брожения ви­ноградного сусла вносят АСД в количестве 1 — 1, 5 г/дал. При применении АСД отсутствуют дополнительные затраты в сезон виноделия на приготовление больших количеств жидкой раз­водки чистой культуры дрожжей, забраживание сусла начина­ется раньше, обеспечивается брожение на заданной чистой куль­туре.

Готовую разводку вносят в осветленное сусло или мезгу в различном количестве в зависимости от состава сбраживае­мой среды, применяемого способа брожения и типа получае­мого вина. Для сбраживания виноградного сусла в статических условиях обычно достаточно внести 1—3% и мезги — 3—5% дрожжевой разводки по объему, что обеспечивает содержание около 2—3 млн. клеток ЧКД в 1 мл сусла. Для равномерного распределения дрожжевых клеток во всей массе сусла его после внесения разводки перемешивают.

Между отдельными микроорганизмами, в том числе между дрожжами одного и того же вида, может наблюдаться антаго-

низм. Дрожжи, имеющие более высокую скорость размноже­ния, вытесняют из среды дрожжи с меньшей скоростью размно­жения. При внесении дрожжей чистой культуры в нестерильное сусло они вытесняются дикими дрожжами, если последние имеют большую скорость размножения. В таких случаях при­менение дрожжей чистой культуры не дает желаемых резуль­татов. По этой же причине бесполезно вносить дрожжи чистой культуры в сусло, которое уже забродило на диких дрожжах. Для успешного применения чистой культуры дрожжей необхо­димо, чтобы количество дрожжевых клеток, вносимых с раз­водкой, намного превышало содержание в сусле диких дрож­жей. Если это требование не выполняется, дрожжи чистой куль­туры не успевают размножиться и практически не принимают участия в брожении, так как средой овладевают дикие дрожжи. В связи с этим необходимо по возможности наибольшее удале­ние спонтанной (дикой) микрофлоры из сусла перед внесением в него разводки чистой культуры дрожжей. Для этого исполь­зуют такие технологические приемы, как отстаивание сусла, ох­лажденного до 10 °С и ниже, сульфитацию сусла при отстаива­нии, осветление сусла центрифугированием или фильтрацией в присутствии диатомита, внесение в сусло дисперсных минера­лов и флокулянтов и др.

Применение дрожжей чистой культуры в первичном виноде­лии особенно необходимо, когда по тем или иным причинам создаются неблагоприятные условия для жизнедеятельности дрожжей, например сусло имеет чрезмерно высокую титруемую кислотность, содержит много сернистой кислоты, брожение про­ходит при низкой или высокой температуре. В таких случаях хорошие результаты получают при проведении брожения на специально подобранных расах дрожжей, приученных к соот­ветствующим условиям. Без применения чистой культуры дрож­жей брожение невозможно, если была проведена термическая обработка сусла и мезги и природные дрожжи погибли.

В настоящее время выделен ряд высокоэффективных рас винных дрожжей, хорошо адаптированных к различным небла­гоприятным условиям брожения. Так, для сбраживания сусел с высокой кислотностью рекомендованы расы Феодосия 1—19, Судак II—9, Берегово-1. К сульфитостойким относят расы Бе-регово-2, Севлюш-72, Феодосия 1—19. Высокой спиртообразую-щей способностью обладают Середне-191, Ужгород-671 и др. Для брожения в условиях низкой температуры применяются хо­лодоустойчивые расы Ленинградская, Кахури-7, Феодосия 8—15, Бордо-20, Штейнберг 1892, Судак VI-5 и др. Наиболее термо­выносливыми расами, обеспечивающими брожение при темпе­ратуре 35—37 °С, являются Ашхабадская-3, Туркестанская 36— 5, Романешты-47, Магарач-125 и др.

Некоторые виноделы рекомендуют применять смешанные куль­туры дрожжей или разводку, взятую из спонтанно бродящего сусла,

При этом исходят из того, что несколько различных рас дрожжей могут брдсе надежно обеспечить хороший ход брожения па всех его стадиях. Однако если взятые в смеси дрожжи находятся в антагонизме, то приме­нение смешанных культур теряет свой смысл.

При нормальном составе сусла и благоприятных темпера­турных условиях брожение может успешно проходить без при­менения дрожжей чистой культуры. Это объясняется тем, что в природе непрерывно происходит естественный отбор наибо­лее жизнеспособных дрожжей, которые быстро размножаются и обеспечивают хорошее сбраживание сахара. В ряде стран, например во Франции, Италии, Испании, чистые культуры дрожжей в первичном виноделии применяют ограниченно.

БРОЖЕНИЕ ВИНОГРАДНОГО СУСЛА

При брожении виноградного сусла — жидкости с невысокой вязкостью — обеспечиваются благоприятные гидродинамические условия для распределения активных дрожжевых клеток в бродящей среде, а также для массо- и теплообмена.

Скорость и ход брожения существенно влияют на качество вина. Более высокое качество вин формируется в условиях медленного брожения, при котором меньшее количество цен­ных ароматических и вкусовых летучих веществ выделяется из сусла в атмосферу, лучше сохраняется сортовой аромат, умень­шаются потери спирта.

Основным фактором, влияющим на ход брожения, является температура. С повышением ее до 27—30 °С скорость брожения увеличивается, при температуре выше 30 °С происходит мас­совое отмирание дрожжевых клеток, при 37—40 °С брожение прекращается и получаются так называемые недоброды, содер­жащие остаточный сахар, который создает благоприятные ус­ловия для развития болезнетворных микроорганизмов. Высокие температуры брожения нежелательны, кроме того, потому, что повышают интенсивность выделения пузырьков С0₂, которые выносят из сусла летучие вещества, в том числе ценные эфир­ные масла. С понижением температуры до 10—12 °С, если при этом не применяются специально выведенные холодостойкие расы дрожжей, брожение идет очень медленно и сахар, как правило, полностью не выбраживается.

Оптимальная технологическая температура брожения сусла в производстве белых столовых марочных вин и шампанских виноматериалов лежит в пределах 14—18 °С. Для большинства вин, при получении которых не ставятся дополнительные тех­нологические условия, температура брожения сусла не должна превышать 20—22 °С.

От температуры брожения сусла зависит состав получаемого вина. При повышенной температуре вследствие активации ав-толитических процессов виноматериалы в большей степени обо-

гащаются летучими кислотами, альдегидами и азотистыми ве­ществами, в них уменьшается количество высших спиртов и общих эфиров. Такие вина склонны к помутнениям, болезням, легче подвергаются переокислению. С понижением темпера­туры брожения уменьшается титруемая кислотность виномате-риала вследствие большего выпадения плохорастворимых солей винной кислоты (винного камня).

Температура влияет также на общую продолжительность брожения. Например, время, необходимое для выбраживания сахара при получении сухих вин, в среднем составляет при температуре брожения 20—22 °С 5—6 сут, при 14—18 °С 9— 10 при 10 °С 20 сут и более.

Температура брожения зависит от количества выделяющейся при брожении теплоты, а также от потерь теплоты за счет теплоотдачи через стенки бродильных емкостей. Величина теп­лоотдачи в свою очередь зависит от удельной площади поверх­ности бродильных резервуаров (площади поверхности, прихо­дящейся на единицу их объема), коэффициента теплопроводно­сти материала резервуара, температуры окружающего воздуха, скорости его движения и других факторов. Температурный ре­жим брожения зависит также от способа ведения процесса и его аппаратурного оформления.

В винодельческой промышленности в настоящее время при­меняют три основных способа брожения виноградного сусла: стационарный, доливной и непрерывный.

Стационарный способ брожения состоит в том, что опреде­ленный объем сусла сбраживается с начала и до конца в од­ной бродильной емкости: бочке, буте, железобетонном или ме­таллическом резервуаре.

Динамика стационарного брожения характеризуется нали­чием трех резко разграниченных периодов: начала забражива-ния, бурного брожения и затухания брожения. Эти периоды тесно связаны с концентрацией активных дрожжевых клеток в бродящем сусле и скоростью их роста (размножения).

Начальный период брожения соответствует фазе приспособления дрожжей к условиям среды, так называемой л а г - ф а з е, когда культура находится в начальной стадии развития. В этой стадии после внесения в сусло разводки дрож­жей чистой культуры начинается разбраживание: благодаря большому содержанию в свежем сусле растворенного кисло­рода, питательных веществ, а также отсутствию спирта дрожжи быстро размножаются. Концентрация биомассы дрожжей при их влажности 75 % доходит до 0, 9 % объема сусла.

Период бурного брожения характеризуется наиболь­шей скоростью процесса, сопровождается выделением боль­шого количества ССЬ и теплоты и образованием обильной пены на поверхности сусла. Этому периоду соответствует фаза экспоненциального роста дрожжей, характеризую-

щаяся наибольшей скоростью увеличения количества их клеток в среде. Экспоненциальная скорость роста дрожжей зависит от концентрации сахара в сусле и константы насыщения: v = = v_maxC/Kc + C, где у —скорость роста дрожжей; v_max-~ мак­симальная скорость роста дрожжей, т. е. увеличения концент­рации их клеток в данных условиях; С —концентрация сахара в сусле; К_с — константа насыщения, представляющая собой концентрацию сахара в бродящем сусле, соответствующую по­ловине максимальной скорости роста дрожжей.

При стационарном способе брожения сусло постепенно обед­няется сахаром и другими веществами, усвояемыми дрожжами, и обогащается продуктами брожения, которые угнетают дрож­жевые клетки. При этом функция размножения дрожжей по­давляется быстрее, чем их бродильная способность. Поэтому скорость роста дрожжей зависит не только от концентрации сахара, но и от концентрации в среде продуктов брожения. Эта зависимость подчиняется уравнению неконкурентного торможе­ния энзиматических реакций v = v₀Kn/K_n + C„, где v₀ — скорость роста культуры на данной среде при полном отсутствии в ней продуктов, тормозящих брожение; С_п — фактическая концент­рация этих продуктов; Д" _п — константа, численно равная концен­трации продуктов брожения, при которой скорость роста дрож­жей замедляется вдвое.

Период затухания брожения соответствует фазе замедленного роста дрожжей с отрицательным уско­рением, когда концентрация активных дрожжевых клеток в среде уменьшается вследствие их отмирания.

Брожение стационарным способом целесообразно проводить только в небольших емкостях, например в бочках, имеющих значительную удельную площадь поверхности (80—100 см²/л), благодаря чему обеспечи­вается достаточная тепло- 30- отдача и температура бро­дящего сусла не превышает технологически допустимый уровень (рис. 18).

Стационарное броже­ние имеет следующие недо­статки: значительную про­должительность непроиз­водительных периодов — начала забраживания и за­тухания брожения; непол­ное использование объема бочек или бродильных ре­зервуаров, которые в пе­риод бурного брожения за­полняются только на

²/з-

³А их общего объема,
чтобы избежать уноса
сусла с образующейся
пеной; потребность

в большом количестве бродильных емкостей, что затрудняет и делает малопроизводительной работу с ними, требует больших производствен­ных площадей, затруд­няет контроль за ходом брожения.

При брожении сусла
стационарным способом
в крупных резервуарах
(железобетонных, метал­
лических), имеющих
меньшую, чем бочки,
удельную площадь поверхности, теплоотдача через стенки и
унос теплоты с СОг и парами не обеспечивают нормальной тем­
пературы. Чем больше вместимость резервуара, тем при прочих
равных условиях выше температура брожения.

В связи со значительным повышением температуры при ста­ционарном способе брожения в крупных емкостях необходимо охлаждать бродящее сусло или проводить брожение другими способами. Динамика брожения в железобетонных резервуарах вместимостью 1000 дал при температуре 14—18 °С в условиях искусственного охлаждения с помощью выносных теплообмен­ников показана на рис. 19. Процесс брожения в этом случае протекает с небольшой скоростью и имеет достаточно равно­мерный ход.

Доливной способ брожения обеспечивает возможность про­ведения процесса в крупных резервуарах без принудительного охлаждения. Брожение доливным способом ведут в железобе­тонных, металлических и других крупных емкостях. Лучшие результаты по обеспечению оптимальной температуры броже­ния дает применение металлических резервуаров, стенки кото­рых имеют большую теплопроводность. При доливном способе брожения существенное значение имеет также достаточно низ­кая начальная температура исходного сусла, которую можно обеспечить, проводя сбор винограда в наиболее прохладные периоды суток.

Доливной способ брожения состоит в том, что процесс ве­дут в одной емкости от начала до конца, но в отличие от ста­ционарного способа брожение идет не в постоянном объеме исходного сусла, а при периодических доливках новых его пор­ций. В таких условиях бродящая среда периодически пополня-

ется питательными веществами, концентрация продуктов бро­жения уменьшается и температура бродящего сусла понижа­ется.

В первую порцию свежего исходного сусла, поступающего в бродильный рез'ервуар, вводят разводку чистой культуры дрожжей. Затем, когда брожение достаточно разовьется и ста­нет бурным, начинают последовательно добавлять через опре­деленные промежутки времени новые порции исходного сусла, но уже без дрожжевой разводки. Частота доливок и количество доливаемого каждый раз сусла зависят от конкретных усло­вий.

Чем выше температура исходного сусла и окружающего воз­духа, больше вместимость резервуара и хуже теплопроводность его стенок, тем меньшими порциями исходного сусла, но более часто проводят доливку бродильного резервуара.

Наиболее распространенными являются следующие схемы ведения брожения доливным способом.

1. В резервуар вносят дрожжевую разводку и сусло в коли­честве 30 % общей вместимости резервуара. Через 2 сут, когда сусло бурно забродит, доливают вторую порцию свежего сусла также в количестве 30%. Еще через 2 сут добавляют сусло до 80 % вместимости резервуара.

2. После внесения дрожжевой разводки резервуар запол­няют суслом до 50% его вместимости, затем через 2 сут — до 75%, еще через 4 сут —до 87—88% и, наконец, доливают полностью до рабочей вместимости.

3. Вначале резервуар заполняют суслом до 40 % общей вместимости с внесением дрожжевой разводки, через 2 сут до­бавляют 20 % сусла и через 4 сут —еще 20 %.

При любой схеме брожения доливным способом после окон­чания процесса резервуары полностью заполняют виноматериа-лом того же сорта и оставляют в покое для осветления.

Доливной способ брожения имеет следующие преимущества перед стационарным: уменьшается продолжительность непро­изводительных периодов — начала забраживания и затухания бродильного процесса; понижается максимальный уровень тем­пературы брожения вследствие периодических доливок бродя­щей среды свежим суслом, имеющим более низкую темпера­туру, и уменьшения скорости брожения в результате снижения концентрации дрожжевых клеток в среде, разбавляемой све­жим суслом; отпадает необходимость в применении искусствен­ного охлаждения при брожении в крупных резервуарах; умень­шается расход разводки дрожжей чистой культуры.

На графике брожения сусла доливным способом в крупных резервуарах (рис. 20) ясно видны перепады температуры и рез­кие изменения скорости брожения, соответствующие моментам доливки свежего сусла. Процесс в целом имеет более равно­мерный ход, чем при брожении стационарным способом.

Способ непрерывного броже­ния основан на ведении про­цесса в условиях регламентиро­ванного потока бродящего сусла. В таких условиях среда посто­янно обновляется, при этом улучшаются условия питания дрожжевых клеток и они в тече­ние более продолжительного времени находятся в активном состоянии. Расход сахара на рост и размножение дрожжей уменьшается, а выход спирта увеличивается.

При непрерывном брожении исключаются непроизводитель­ные периоды разбраживания и дображивания. В связи с этим удельная производительность бродильного аппарата увеличи­вается на 30—40 % по сравнению с периодическим брожением в бочках и резервуарах.

Для брожения виноградного сусла непрерывным способом применяют сильные расы дрожжей чистой культуры, которые приспособлены к этим условиям. Брожение в потоке обеспечи­вает благоприятные условия для развития дрожжей чистой культуры вследствие подавления диких дрожжей, так как све­жее сусло вводится в уже бродящее, содержащее свыше 4 % об, спирта.

При непрерывном способе брожение проходит в обедненной кислородом и обогащенной спиртом среде. Дрожжи в такой среде размножаются медленнее, и концентрация их в среде бывает более низкой, чем в условиях периодических способов брожения. Несмотря на это, обеспечивается достаточно боль­шая скорость непрерывного брожения благодаря движению и обновлению среды, которые способствуют лучшему обмену ве­ществ дрожжевых клеток, повышается бродильная активность дрожжей и увеличивается продолжительность их использова­ния в процессе брожения.

В бродильных аппаратах непрерывного действия отмираю­щие дрожжевые клетки подвергаются плазмолизу и в даль­нейшем автолизу. Чем выше температура, тем активнее про­ходят автолитические процессы и виноматериал обогащается большим количеством азотистых веществ. Регулируя темпера­туру брожения, можно в довольно широких пределах изменять содержание азотистых веществ в зависимости от дальнейшего назначения виноматериалов.

Вследствие непрерывного движения бродящего сусла часть

Дрожжевых клеток уносится из бродильного аппарата, но од­новременно происходит их пополнение за счет размножения. Поэтому концентрация дрожжевых клеток в бродящей среде, зависящая от соотношения между скоростью размножения (ро­ста) дрожжей и скоростью разбавления их непрерывно посту­пающим исходным суслом, остается практически постоянной.

Для брожения виноградного сусла в потоке применяют бро­дильные установки, состоящие из нескольких последовательно соединенных резервуаров, например установку БА-1 (рис. 21). В резервуарах создаются определенные градации (ступени) в составе бродящей среды и в физиологическом состоянии дрожжевых клеток. В первом (головном) резервуаре идет в ос­новном накопление биомассы дрожжей, во втором и третьем — главное брожение, в последующих — постепенное дображива-ние. По мере сбраживания сахара и повышения концентрации спирта уменьшается общее количество почкующихся и актив­ных дрожжевых клеток, находящихся во взвешенном состоя­нии, а количество отмирающих клеток увеличивается.

Перемещение жидкости из резервуара в резервуар осуще­ствляется циклично в два периода. В первый период из каж­дого резервуара отбирается бродящее сусло в промежуточные бачки, а из последнего резервуара сливается готовый виномате­риал. Во второй период в первый резервуар заливается порция свежего сусла, а в каждый из последующих — бродящее сусло из промежуточных (переточных) бачков. Перелив бродящего сусла из резервуаров в переточные бачки осуществляется через трубы под давлением диоксида углерода, выделяющегося при броже­нии сусла, а из переточных бачков в последующие бродильные резервуары — свободным сливом через гидростаканы.

Одновременность заполнения всех переточных бачков в пер­вый период достигается соединением бродильных резервуаров общим газовым коллектором. Одновременность слива из всех переточных бачков в последующие бродильные резервуары во второй период работы обеспечивается соединением газовой ка­меры установки с атмосферой путем размыкания магнитных клапанов.

Время цикла и объем порций определяются кинетикой бро­жения сусла и контролируются уровнем жидкости в первом ре­зервуаре. Включение питающего насоса и магнитных клапанов осуществляется поплавком, реле и системой кнопок.

Кинетика непрерывного брожения виноградного сусла в ус­тановке, состоящей из шести резервуаров (БА-1), может быть представлена уравнением, связывающим содержание остаточ­ного сахара в бродящем сусле С* (в массовых долях) с коли­чеством бродильных резервуаров п: С_г = 0, 18 ехр(—0, 33п). В данном случае С* = 2.

На основании кинетического закона реакций первого по­рядка можно рассчитать константу скорости брожения виног-

1! J i 5 f / 8 $ '

P*J

Рис. 22. Универсальная установка ВБУ-4н для брожения сусла в потоке:

щ —

Сусла ----

Рис. 21. Схема установки БА-1 для брожения виноградного сусла в потоке:

а — первый период; б —второй период; / — бродильный резервуар; 2 — поплавок; 3 — реле; 4 — кнопка управления; 5 — переточный бачок; в —сливная труба; 7 — магнит- ••нй клапан; 8 — гндростакан; 9 — газовый коллектор

/ — бродильный резервуар; 2 — трехходовой кран переливной трубки; 3 — газовый кол­лектор; 4 — регулировочный вентиль; 5 — поплавковое реле; 6 — отборно-компенсацион­ный бачок; 7 — соединительный фланец; 8 — электромагнитный клапан для выпуска СО_г; 9 — трубопровод газовых камер; 10 — сливная труба для отбора виноматериала; // — вентиль сливной трубы; 12 — теплообменный кожух; 13 — патрубок для слива отработанного хладоносителя; 14 — труба для подачи свежего сусла; 15 — труба для подачи хладоносителя; / — резервуар для подбраживания сусла с целью получения десертных виноматериалов; II и /// —резервуары для получения крепких виноматери-алов; IV—VII — резервуары для получения полусладких виноматериалов; VIII—XIV — резервуары для получения полусухих и сухих виноматериалов

радного сусла в потоке Км при условии, что t=43 ч, С₀=18: ^_м= (1/0 In (Со/С) = (1/43) 1п(18/2) -0, 051.

Зная Км, можно определить время, необходимое для выбра-живания заданного количества сахара, t= (l/K_M) In (C₀/C_t), а также рабочую вместимость бродильной батареи при данном расходе сусла или величину расхода сусла при заданных объеме и производительности батареи, сохраняя при этом скорость процесса в соответствии с оптимальным значе­нием Км-

Универсальная автоматическая установка ВБУ-4н (рис. 22) обеспечивает возможность получения виноматериалов для вин всех типов. В первой секции установки, включающей только один резервуар (/), ведут подбраживание сусла для десертных виноматериалов. Во второй секции, состоящей из двух резер­вуаров (// и ///), получают виноматериалы для крепких вин, в третьей секции из четырех резервуаров (/V— VII) —полуслад­кие виноматериалы и в четвертой секции из семи резервуаров (VIII—XIV) —полусухие и сухие виноматериалы.

Установка состоит из 14 бродильных резервуаров вместимо­стью 1000 дал каждый, выполненных из нержавеющей стали и снабженных наружной спиралевидной рубашкой. Все резер­вуары связаны между собой трубами для перетока сусла, а также газовым коллектором с клапанами перепада давления, перед которыми установлены регулировочные вентили.

Свежее сусло подается в установку насосами через трубы 14 с обратными клапанами. В зависимости от желаемой степени выбраживания сахара и типа получаемого виноматериала сусло подают в резервуары /, //, IV и VIII, которые снабжены поп­лавковыми реле. Поплавковые реле связаны с магнитными пус­кателями насосов, подающих сусло, и с соответствующими кла­панами выпуска С0₂. Полученные виноматериалы отбирают по трубам слива 10, на концах которых имеются вентили //.

Принцип работы установки ВБУ-4н такой же, как установки БА-1. Общая производительность установки 12000 дал/сут, производительность по каждому типу виноматериалов 3000 дал/сут. Отдельные резервуары установки в послесезон-ный период могут быть использованы для обработки винома­териалов теплом и холодом.

Способ непрерывного брожения виноградного сусла имеет следующие преимущества перед периодическими: более высо­кую удельную производительность, отнесенную к единице по­лезного рабочего объема бродильного аппарата; меньшие рас­ходы разводки дрожжей чистой культуры и сахара на размно­жение и рост дрожжей, большие выходы спирта из единицы сброженного сахара и с единицы полезной вместимости бро­дильного аппарата; возможность регулирования химического состава виноматериалов по ряду компонентов, важных для формирования качества вина (спирту, сахару, азотистым веще­ствам, высшим спиртам, альдегидам и др.) путем изменения температуры и скорости потока; возможность поддержания тем­пературы брожения на оптимальном уровне благодаря регули­руемому потоку бродящей среды, имеющему в каждом отдель­ном случае устойчиво постоянный режим; возможность автома­тизации контроля и регулирования процесса; гарантированное проведение брожения на дрожжах чистой культуры; обеспече­ние лучших санитарно-технических условий производства; сох­ранение сортового аромата и чистоты вкуса виноматериалов, а также ускорение осветления виноматериалов после окончания брожения.

К недостаткам способа непрерывного брожения относятся: более сложное аппаратурное оформление и использование бро­дильных установок по прямому их назначению только на про­тяжении ограниченного периода—-в сезон виноделия; обеспе­чение эффективности непрерывного брожения сусла только при условии бесперебойного поступления на переработку однотип­ного сырья, для чего необходимо иметь большие площади ви-

ноградных насаждении, занятые одним сортом или сортами, перерабатываемыми совместно.

Поточно-доливной способ брожения, разработанный ВНИИВиВ «Магарач», является усовершенствованной разно­видностью доливного способа. Он обеспечивает проведение про­цесса в резервуарах очень большой вместимости при оптималь­ной температуре без применения искусственного охлаждения. Этот способ основан на регулировании температуры брожения путем подачи в бродильный резервуар исходного сусла, пред­варительно охлажденного до определенной температуры. Коли­чество и температуру подаваемого сусла рассчитывают так, чтобы температура брожения находилась в заданном интервале с колебаниями 3—5 °С. Благодаря достаточно большой скоро­сти брожения кратковременные нарушения условий ведения процесса не приводят к значительному повышению температуры и ухудшению качества продукта.

При поточно-доливном способе осветленное сусло подают на брожение непосредственно в резервуар, в котором находится разводка чистой культуры дрожжей или бурно бродящий вино-материал. При определении регламента подачи сусла исходят из того, что количество теплоты, выделяющееся в единицу вре­мени, прямо пропорционально величине скорости разбавления, т. е. количеству охлажденного сусла, вводимому в резервуар в единицу времени. Объем подаваемого на брожение сусла и степень его охлаждения устанавливают исходя из баланса са-харо-температурных показателей. Частоту очередных доливок назначают, руководствуясь показателями нижнего значения выбранной температуры брожения, т. е. доливку начинают после того, как температура брожения достигнет нижнего тех­нологического значения или приблизится к нему.

Брожение ведут при концентрации дрожжевых клеток в среде не менее 100 млн./мл и количестве мертвых клеток не более 25 %. Остаточное содержание сахара в бродящем мате­риале поддерживают на уровне 1—2 г в 100 мл.

Поточно-доливной способ брожения прост, не требует при­менения специальных установок или аппаратов, может осуще­ствляться в любых технологических емкостях достаточно боль­шой вместимости, в которых после окончания сезона виноделия хранят виноматериалы.

Брожение в условиях повышенного давления диоксида уг­лерода основано на подавлении размножения дрожжей и регу­лировании хода процесса брожения высокими концентрациями С0₂ в бродящей среде. Размножение винных дрожжей в вино­градном сусле прекращается при концентрации С0₂ 15 г/л. Та­кой концентрации соответствует равновесное давление С0₂ 625 кПа при температуре 20 °С. Для полной остановки броже­ния необходимы концентрация С0₂ выше 20 г/л или равновес­ное давление при 20 °С, равное 800 кПа.

Брожение этим способом проводят в прочных металлических резервуарах, рассчитанных на повышенное давление. Скорость брожения регулируют за счет повышения или понижения дав­ления, развивающегося внутри бродильных резервуаров в ре­зультате выделения С0₂ из бродящего сусла. Для этого пе­риодически открывают или закрывают газовый кран или кла­пан. Изменяя таким способом скорость брожения, регулируют тем самым температуру бродящей жидкости. Брожение ведут с малой скоростью обычно при температуре 18 °С и давлении, близком к 500 кПа, на протяжении 20—30 сут с применением пылевидных рас дрожжей. С целью ускорения брожения дав­ление в бродильном резервуаре периодически понижают, при этом осевшие дрожжи переходят во взвешенное состояние и перемешиваются со средой, что способствует активации про­цесса.

Виноматериалы, получаемые из сусла, сброженного под давлением СОг, отличаются по химическому составу от вино-материалов, полученных в результате брожения при атмосфер­ном давлении. В них почти в 2 раза меньше высших спиртов и больше редуктонов, поэтому они обладают лучшими восста­новительными свойствами; при выдержке в них меньше повы­шается окислительно-восстановительный потенциал. Вина полу­чаются малоокисленными, с хорошо выраженным сортовым ароматом.

Брожение на наполнителях основано на активации процесса за счет сорбции дрожжевых клеток на поверхности инертных к суслу и вину твердых тел (насадок). На поверхности на­садки концентрируются различные растворенные в сусле