Курсач моніторінг. Пояснювальна записка до курсовоі роботи з дисципліни Логістичні системи та моніторинг виробництва продуктів бродіння і виноробства
 Скачать 1.52 Mb.
|
|
ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СПОСОБІВ ТА РЕЖИМІВ переваги перед іншими дріжджами, що не є Saccharomyces, а також забезпечує деякі протигрибкові властивості. [17] Рис. 1.3 – Зовнішній вигляд Metschnikowia pulcherrima під мікроскопом Штами Metschikowia pulcherrima показали як позитивну активність ферменту -глюкозидази, так і протеолітичну активність. Активність β- глюкозидази, пов’язана з Mp, пов’язана з різними внутрішньоклітинними β- глюкозидазами, з ідентифікацією трьох різних смуг, що спостерігаються при використанні флуорогенних субстратів за допомогою електрофоретичної техніки. З цих трьох смуг основна смуга має фізико-хімічні властивості, подібні до тих, що виявлені в інших досліджуваних дріжджах, з високою активністю в етанолі та концентрацією глюкози, часто виявленою у винах, але низькою стабільністю при рН 4. [17] Бродильна здатність Metschikowia pulcherrima низька, багато штамів ледь досягають 4% об., хоча попередні дослідження спостерігали вироблення етанолу до 6–7% об. Ця особливість, разом із тим, що присутність M. pulcherrima у свіжопресованому суслі становить близько 19–39% екології дріжджів, обумовлює необхідність використання Metschikowia разом з іншими дріжджами з високою ферментативною силою, такими як Sc або Schizosaccharomyces для повного зброджування виноградного цукру. M. pulcherrima може використовуватися як біологічний засіб контролю завдяки своїй здатності виробляти природні протимікробні сполуки, а саме пульчерримін (нерозчинний червоний пігмент з протигрибковою активністю). Ця особлива антимікробна активність зумовлена виснаженням заліза у середовищі через осадження іонів заліза (ІІІ), спричиненого взаємодією з пульхериміновою кислотою (попередник пульчерриміну, що виділяється M. Pulcherrima). [17] Таким чином, навколишнє середовище унеможливлює життєдіяльність інших мікроорганізмів, які потребують заліза для свого розвитку. Пульчеррімін виявляв ефективну інгібуючу активність щодо таких видів дріжджів: Candida tropicalis і Candida albicans, а також родів Brettanomyces / Dekkera, Hanseniaspora та Pichia; та грибів: Botrytis cinerea, а також Penicillium, Alternaria та Monilia spp. Однак використання M. Pulcherrima не впливає негативно на життєдіяльність S. cerevisiae, тому використання цих двох видів дріжджів разом для зброджування Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СПОСОБІВ ТА РЕЖИМІВ виноградного сусла та може представляти великий інтерес для сучасної енології. Також було доведено, що наявність M. Pulcherrima на ягодах винограду перешкоджає розвитку пліснявого гриба Botrytis cinerea, який є збудником сірої гнилі на ягодах. [17] Бродіння ж проводиться періодичним способом у вертикальній ємності з конусним днищем та рубашкою охолодження/нагріву, яка за необхідністю охолоджує або підігріває сусло для дотримання технологічних параметрів бродіння. Температура бродіння не повинна перевищувати 15…18 ˚С, що сприяє отриманню вин, що відрізняються свіжим і чистим сортовим ароматом та гармонійним смаком. При такій температурі в результаті бродіння зменшуються втрати сусла, ефірних масел винограду і ароматичних речовин бродіння, зменшується концентрація летких кислот і азотистих речовин. Дріжджові розводки готують шляхом поступового нарощування біомаси активних клітин чистої культури в кількості, достатній для зброджування усього сусла, що поступає на бродіння. Схема реактивації АСД наведена на рис. 2.3. Рисунок 1.4 - Схема реактивації АСД Заброджування сусла на ЧКД володіє певними перевагами: процес протікає плавно; гарантується заброджування на дріжджах, властивості яких відомі; об'ємна частка спирту підвищується на 0,5…1% порівняно з мимовільним заброджуванням; вина швидко освітлюються, менш схильні до хвороб, відрізняються типовим сортовим ароматом і чистим гармонійним смаком. Після закінчення бродіння у виноматеріалі з масовою концентрацією цукрів 25…30 г/дм 3 настає період тихого доброджування. Доброджування відбувається в тих самих резервуарах протягом 2-3 тижнів. Доброджування вважають закінченим при залишковій масовій концентрації цукрів не більше 2 г/дм 3 . Під час доброджування ємності доливають не рідше одного разу на тиждень. 1.3.6 Відділення виноматеріалів від дріжджових осадів (переливка). Метою переливки є відокремлення освітленого в результаті зберігання виноматеріалу від випадних опадів, а також забезпечення оптимального кисневого режиму для формування і дозрівання вина. Першу мету досягають зняттям виноматеріалів з осаду декантацією, другу – забезпеченням контакту переливаного вина з повітрям і вступом певних доз SO 2 Першу переливку роблять з метою зняття молодого виноматеріала з Реактивація АСД АСД 1…1,5 г/дал вода t = 35…37 °С Реактивована дріжджова розводка Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СПОСОБІВ ТА РЕЖИМІВ дріжджових осадів, видалення з нього діоксиду вуглецю і насичення киснем повітря. До першої переливки (зняття виноматеріалів з дріжджів) у молодому виноматеріалі протікають фізико-хімічні і біохімічні процеси, наслідком яких є утворення твердої фази і випадання осадів. Для того, щоб у результаті переливки виходив достатньо освітлений виноматеріал, вона повинна проводитися тільки після осадження часток і ущільнення їх на дні ємкості. Молодий виноматеріал, що містить велику кількість суспензій, є полідисперсною суспензією, що включає частки різної величини, щільності і структури. У цих умовах утворюються неоднорідні осади, що являють собою декілька шарів: на дні осідає щільний шар великих часток, а над ним знаходиться легша муть. Дріжджові осади мають рихлу структуру і сорбують дрібні частки суспензій в основному за рахунок адгезії. Спирт, що утворився під час бродіння, знижує розчинність виннокислих солей, які випадають, даючи кристалічні осади винного каменю, що складається в основному з виннокислої солі калію. Осади винного каменю кристалічні, нестискувані, мають велику щільність. Під впливом спирту коагулює і осідає на дно частина білків, випадають в осад пектинові речовини. В результаті утворюються аморфні, легкостискаємі осади. Діоксид вуглецю, розчинений у молодому виноматеріалі, поступово виділяється і у вино дифундує кисень повітря, що викликає окислювальні процеси, що також сприяє утворенню осадів. Час першої переливки встановлюють за станом виноматеріалу. У сухих виноматеріалах має бути відсутнім цукор, який є джерелом розвитку хвороботворних мікроорганізмів, а процес освітлення вина має бути значною мірою закінченим. При високій масовій концентрації титрованих кислот, об'ємній частці етилового спирту і низькій температурі (не вище 20 0 С), першу переливку можна проводити в пізніші терміни. Після першої переливки виноматеріал продовжує формуватися. У ньому проходять окисно-відновні процеси, в результаті яких утворюються нерозчинні речовини: фенольні з'єднання взаємодіють з білками, трансформуються молекули пектину, утворюються фосфати заліза та інші речовини різної природи і структури, які випадають в осад. Ці процеси йдуть упродовж тривалого періоду, тому для відділення осадів, що утворюються, проводять декілька послідовних переливок. Число і терміни їх проведення залежать від типу, складу і стану виноматеріала. Другу переливку проводять зазвичай в лютому-березні, до настання теплого періоду, коли осади не каламутяться діоксидом вуглецю, що виділяється, і доброджування вже не відбувається. До цього часу повністю закінчуються процеси доброджування, виділення надлишку СО 2 і осідання зважених часток, виноматеріал добре освітлюється. Після закінчення процесу відстоювання освітлене сусло знімають з осаду (декантують) і перекачують в ємності для подальшого бродіння. Рідку гущу, отриману при освітленні, для ущільнення фільтрують через вакуумний фільтр. У якості фільтруючого шару використовують перліт. Фільтр працює у циклічному Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СПОСОБІВ ТА РЕЖИМІВ режимі до наступного циклу. Застосування таких фільтрів дозволяє: швидко фільтрувати густі осади, не допускаючи їх накопичення; практично уникнути втрат сусла при фільтрації; суттєво зекономити на ємкісному обладнанні і виробничих площах. Практично сухі осади з ножа падають на стрічковий конвеєр і відводяться в бункер для утилізації, а сусло, відокремлене на вакуумному фільтрі, приєднується до освітленого сусла. 1.3.7 Егалізація. Егалізація – змішування виноматеріалів одного і того ж сорту, типу і року врожаю з метою отримання великої однорідної партії виноматеріалів і поліпшення і вирівнювання їх складу по певним показникам: кислотності, об'ємної долі спирту, экстрактивності, кольору і т. д. 1.3.8 Зберігання і відвантаження виноматеріалів.Зберігається виноматеріал чотири місяці. Перед відвантаженням виноматеріал сульфітується метабісульфітом Калію з розрахунку 30…40 мг/дм 3 Під час зберігання виноматеріалів ємності систематично доливають: не рідше одного разу на тиждень. Доливання вина проводиться з метою виключення можливость виникнення над вином вільного простору, заповненого повітрям, який може викликати небажані зміни – окислення вина і розвитку аеробних мікроорганізмів у верхніх його шарах. Для доливання використовують, як правило, той самий виноматеріал, що і доливають; не можна доливати витримані виноматеріали більш молодими, щоб не порушувати вже сталу в них фізико- хімічну рівновагу і не збагачувати їх небажаною мікрофлорою. При відправці виноматеріали перекачують в автомобільні цистерни і відправляють на заводи вторинного виноробства. Виноматеріали відправляються не раніше ніж через місяць після зняття з осаду дріжджів. Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк ВИБІР І ОБҐРУНТУВАННЯ СПОСОБІВ ТА РЕЖИМІВ 1.4. Опис апаратурно-технологічної схеми Виноград, який прибув на завод автотранспортом, розвантажують за допомогою автомобілерозвантажувача (1) у бункер-живильник (2), звідки грона по похилій площині потрапляють у дробарку-гребеневідокремлювач (3), куди подається розчин метабісульфіту калію із дозатора (5) та розчин таніну із дозатора (4). У дробарці спочатку відбувається відділення гребенів, які за допомогою стрічкового транспортера (6) транспортуються за межі цеху і надходять на утилізацію; відбувається м’яке подрібнення виноградних ягід. Подрібнена м’язга перекачується насосом (11) через теплообмінник типу «труба в трубі» (7), де вона охолоджується до t = 10…12 °С. Потім охолоджена м’язга за допомогою відцентрового насосу (9) перекачується у пневматичний мембранний прес (8), де спочатку відбувається відділення сусла-самопливу у кількості 50 дал/т, а потім пресування, під час якого І фракція у кількості 15 дал/т відбирається для виробництва білих сухих сортових виноматеріалів Рислінг та Совіньйон блан, а ІІ та ІІІ – надходять на виробництво ординарних сухих кріплених білих виноматеріалів. Сусло-самоплив та сусло І пресової фракції у кількості 65 дал/т насосом (9) перекачується на освітлення, яке відбувається за допомогою флотаційної установки (10), у яку безперервно подається розчин харчового желатину (який готується у ємності для желатину та подається з дозатора), та сусло насичується стисненим повітрям. Освітлене сусло насосом (9) перекачується у апарат бродильний нержавіючий (12), куди із реактора для АСД (13) подається дріжджова розводка з дозатора. У реактор (13) подається живлення для дріжджів із дозатора (14). Після завершення процесу бродіння проводять першу і другу переливку для зняття збродженого сусла з дріжджів та забезпечення відповідного кисневого режиму. Зброджене сусло насосом (9) перекачують у ємкості для освітлення (15). Гущові осади насосом надходять до вакуум-фільтра (16), звідки практично сухі осади надходять на утилізацію стрічковим транспортером (6), а відфільтроване зброджене сусло за допомогою насосу – до основної частини. Освітлений виноматеріал насосом (9) перекачується в егалізатор (17). До виноматеріалу із дозатора (5) поступає розчин метабісульфіту калію. Після егалізації виноматеріал насосом (9) відправляється у ємність для зберігання (18), а звідти насосом – на подальшу обробку та розлив. Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк ЛОГІСТИЧНІ ПРОЦЕСИ НА ВИРОБНИЦТВІ 2. ЛОГІСТИЧНІ ПРОЦЕСИ НА ВИРОБНИЦТВІ 2.1 Характеристика проектованої продукції Показники якості білих столових виноматеріалів за ДСТУ 7209:2011 «Виноматеріали необроблені. Загальні технічні умови» [3] наведені у табл. 2.1 та органолептична характеристика у табл. 2.2, а вміст токсичних елементів у табл. 2.3. Таблиця 2.1 – Показники якості білих столових сухих виноматеріалів згідно ДСТУ 7209:2011 «Виноматеріали необроблені. Загальні технічні умови» [3] Най м ен ув ан н я Фізико-хімічні показники Об’ ємн а час тка етилов ог о спирту , % об . М ас ова конце нтрація цу кр ів , г/д м 3 М ас ова конце нт рація тит рованих кис лот (у пе ре рах ун ку на оцтову ), г/д м 3 М ас ова конце нтрація ле т ких кисл от, г /д м 3 М ас ова конце нтрація привед ен ог о екст рак ту , г/д м 3 М ас ова конце нтрація заг ал ьн ої сірч ис тої кисл оти, мг /д м 3 Білий столовий винома- теріал 9,0…14,0 не більше 3 5-7 1-2 не менше 15 не більше 200 Таблиця 2.2 – Органолептична характеристика білих столових сухих виноматеріалів [3] Наймену- вання Органолептична характеристика Прозорість Забарвлення Смак Білий столовий виноматеріал Прозоре з блиском, без осаду і сторонніх домішок Від світло- солом’яного з зеленуватим відтінком до світло- золотавого Свіжий, м’який, гармонійний Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк ЛОГІСТИЧНІ ПРОЦЕСИ НА ВИРОБНИЦТВІ Таблиця 2.3 – Вміст токсичних елементів у виноматеріалах необроблених [3] Назва показника Допустимі рівні, мг/кг,не більше Методи контролю Вміст важких металів: Свинцю 0,300 Згідно з ДСТУ 4112.35 або ГОСТ 26932 Кадмію 0,00 Згідно з ДСТУ 4112.32 або ГОСТ 26933 Ртуті 0,005 Згідно з ГОСТ 26927 Цинку 10,000 Згідно з ДСТУ 4112.34 або ГОСТ 26934 Заліза 15,000 Згідно з ДСТУ 4112.30 або ГОСТ 26928, ГОСТ 13195 Міді 5,000 Згідно з ДСТУ 4112.31 або ГОСТ 26931 Вміст миш’яку 0,200 Згідно з ГОСТ 26930 Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк ЛОГІСТИЧНІ ПРОЦЕСИ НА ВИРОБНИЦТВІ 2.2 Характеристика сировини Білі сухі сортові виноматеріали Рислінг та Мускат Оттонель виробляють із винограду однойменних сортів. Вимоги до сортів винограду базуються на особливостях тих типів і марок вина, для приготування яких вони можуть бути використані. Даною роботою передбачено виготовлення сортових виноматеріалів із винограду сортів Рислінг та Мускат Оттонель. Вимоги до якості виноградної ягоди викладені у ДСТУ 2366:2009 «Виноград свіжий технічний. Технічні умови». [2] Органолептичні та фізико-хімічні показники наведені у таблиці 2.4. Таблиця 2.4 — Органолептичні та фізико-хімічні показники винограду згідно ДСТУ 2366:2009 [2] Назва показника Норма для винограду ручного збирання машинного збирання 1 2 3 Зовнішній вигляд Виноград чистий, здоровий, одного ампелографічного сорту, без листків і пагонів Суміш цілих і розчавлених ягід і грон одного ампелографічного сорту з домішкою листків і пагонів виноградної рослини Смак і аромат Характерні для винограду цього ампелографічного сорту, без сторонніх запаху і смаку Мінімальна масова концентрація цукрів, г/дм 3 : при виробництві виноматеріалів для білих столових вин, не менше: 170 Допустимі відхилення Масова частка ягід, пошкоджених шкідниками і хворобами, , не більше Масова частка сухих ягід, , не більше Масова частка розчавлених ягід, , не більше 10 10 20 10 10 40 (при збиранні ягід без гребенів) Змн. Арк. № докум. Підпис Дата Арк ЛОГІСТИЧНІ ПРОЦЕСИ НА ВИРОБНИЦТВІ 1 2 3 Масова частка домішок інших ампелографічних сортів, які відповідають за ботанічним видом та забарвленням ягід основному сорту, , не більше Домішки винограду інших ампелографічних сортів, які не відповідають за ботанічним видом та забарвленням ягід основному сорту 15 Не допускається Масова частка органічних домішок (листки, пагони), , не більше 0,5 1,0 Масова частка токсичних елементів, мікотоксинів та пестицидів Масова частка токсичних елементів, мг/кг, не більше свинець кадмій миш’як ртуть мідь цинк Сторонні домішки Не вище рівнів, що допускаються 0,4 0,03 0,2 0,02 5,0 10,0 Не допускаються Продовження табл. 3.4 |