способ осветления виноматериала или вина и устройство для его осуществления

Формула изобретения

1. Способ осветления виноматериала или вина, включающий осветление раствором бентонита и оклейку раствором желатина при перемешивании, слив с осадка и отстаивание, отличающийся тем, что на входе виноматериал подогревают, затем ионизируют, ионизируют бентонит, после осветления обрабатывают холодом в протоке.

2. Устройство для осветления виноматериала или вина, включающее приемную емкость, реактор с перемешивателем, дозаторы растворов бентонита и желатина, переливную емкость, емкость для отстоя, отличающееся тем, что за приемной емкостью с подогревателем размещен ионизатор материала, ионизатор бентонита, за реактором установлена холодильная камера, а в переливной емкости установлены заземленные нержавеющие электроды с прерывателем.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области производства вина, в частности к способам получения очищенного виноматериала или вина.

Известен простой способ осветления вина самоосаждением, При отстаивании частицы взвеси выпадают в осадок. Далее вино сливают с осадка и доочищают фильтрацией.

Недостатком этого способа является то, что продолжительность такого процесса занимает недели времени и не всегда можно получить качественное вино.

В промышленности вид обработки виноматериала назначается в зависимости от результатов испытания в лабораторных условиях на склонность к помутнению (1).

Известен способ осветления виноматериалов водной 20%-ной суспензией бентонита. Суспензию вводят тонкой струей в емкость с обрабатываемым виноматериалом при тщательном перемешивании, затем вводят раствор желатина, отстаивают и сливают с осадка (прототип, 2, с.118).

Недостатком этого способа является то, что процесс оклейки продолжается длительное время и не всегда получается качественный результат.

Настоящим изобретением решается задача повышения качества осветления виноматериала и уменьшения периода осветления.

Технический результат достигается следующим образом. В известном способе осветления виноматериалов, включающем осветление раствором бентонита и оклейку раствором желатина при перемешивании, слив с осадка и отстаивание на входе перед осветлением виноматериал подогревают, затем ионизируют. Бентонит также подвергают ионизации. После осветления материал обрабатывают холодом в протоке, затем сливают с осадка и отстаивают.

Сопоставительный анализ с прототипом позволяет сделать вывод, что заявляемый способ отличается от известного приемами и их последовательностью воздействия на обрабатываемый виноматериал с целью повышения качества осветления и уменьшения периода осветления.

В прототипе процесс осветления и отстаивания занимает по времени 10-30 дней. В предложенном способе всего 36 часов (1,5 суток).

Таким образом, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "новизна". Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, т.е. использование подогрева, ионизацию и обработку холодом в протоке.

Известен способ обработки виноматериалов теплом и холодом в протоке без доступа воздуха и под некоторым давлением для повышения прозрачности и стабильности вина (2, с.120).

Нагрев виноматериала уничтожает микроорганизмы, разрушает коллоиды и белки. Быстрое охлаждение способствует осветлению вин, так как при повышении температуры выпавший осадок может начать растворяться.

В предложенном способе подогрев виноматериала проводят для увеличения кинетической энергии молекул в виноматериале и понижения вязкости при дальнейшем охлаждении. Охлаждение виноматериала в предложенном способе необходимо для максимального извлечения катионов кальция, калия, магния. При традиционных способах оклейки и использовании холода процесс по времени занимает 3-6 суток в зависимости от концентрации кальция в виноматериале. В предложенном способе обработка холодом проводится в течение 30-40 с в протоке.

Приведенные данные позволяют сделать вывод, что заявляемый способ обладает новым свойством осветлять материал ионизационным воздействием за короткий период времени.

Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень",

Соответствие заявляемого способа критерию патентоспособности "промышленная применимость" не вызывает сомнения, так как оно может быть использовано для осветления виноматериала.

Осветление виноматериала достигается следующим образом. Виноматериал можно представить как систему, состоящую из воды и растворенных в ней углеводов (моносахаридов), кислот, сахаров, дубильных и красящих фенольных и пектиновых веществ, масел и так далее. Мутность материала обуславливают белки, которые обладают свойствами гидрофильных коллоидов - это аморфные электролиты, несущие многочисленные отрицательные электрические заряды. Можно считать, что все компоненты виноматериалов являются электролитами, обладающими ионной электропроводностью. Электропроводность зависит от концентрации ионов в растворе. С повышением температуры электропроводность увеличивается вследствие дополнительной диссоциации молекул электролитов и понижения вязкости. Поэтому подогрев дает возможность увеличить поверхностный заряд частиц виноматериала.

В реакторе, изолированном от поверхности земли, виноматериал обрабатывается раствором ионизированного бентонита, потом раствором желатина. В течение 1,5-2 минут происходит бурная реакция полимеризации коллоидных частиц при перемешивании и выпадение их в осадок, а добавленный потом раствор желатина оклеивает (сохраняет) уже сформировавшийся осадок за 1,5-2 минуты.

В камере охлаждения виноматериал подвергается температуре, равной -16^oС в протоке. Материал проходит в этой емкости за время не более 1 минуты. При таких условиях катионы создают центры кристаллизации по объему, что приводит к шквальному выпадению в осадок органоминеральных комплексов, кроме того, при таком режиме охлаждения максимально извлекаются из обрабатываемого виноматериала катионы кальция, калия, магния. Далее виноматериал поступает в переливную емкость для отстаивания, где находятся два электрода. Верхний электрод лежит на поверхности виноматериала и смачивается им. Нижний электрод устанавливается внизу емкости и имеет заземление. Обрабатываемый виноматериал находится под статическим напряжением в течение 3 часов, а затем подается в накопитель для дальнейшего хранения, розлива или купажирования.

В процессе обработки на всех стадиях физико-химическое воздействие дает возможность значительно сократить время обработки, повысить качество исходного виноматериала. Данный способ также позволяет восстанавливать энергию сусел после продолжительного хранения и возможность последующего хранения виноматериала без фильтрации перед розливом. Кроме того, удаление на начальном этапе обработки грубодисперсных и коллоидных частиц усиливает аромат вин, не нарушая вкусовых качеств.

Пример конкретного выполнения способа был осуществлен в лабораторных условиях на экспериментальной установке. Были получены данные, представленные в таблице.

Известна линия для осветления и созревания сусла (3, с. 84-86). Она состоит из приемной емкости теплообменника, реактора, дозаторов ингредиентов и емкости, в которой отстаивается обработанный материал.

Работает линия следующим образом. Исходный материал поступает из приемной емкости в реактор. Далее туда же через дозаторы поступают растворы бентонита, потом желатина. Вся масса интенсивно перемешивается и через теплообменник поступает в резервуар-отстойник.

Недостатком данного устройства является то, что рабочий процесс протекает в течение нескольких суток. Данным способом не всегда можно получить качественный вино-материал, так как его состав зависит от многих факторов.

Известно устройство (линия) для оклейки вина (прототип, 2, с. 145-148). Оно состоит из приемной емкости, фильтров грубой очистки, дозатора ингредиентов, осветлителя, емкости для отстоя.

Работает устройство следующим образом. Вино из приемной емкости подается через фильтр грубой очистки (осветлитель). Сюда же поступают через дозаторы бентонит, полиакриламид и другие ингредиенты. Жидкие осадки из реактора сбрасываются в нижней части через кран. Недостатком этого устройства является сложность и длительность настройки режима обработки, длительность периода обработки виноматериала. Кроме того, не каждый виноматериал после обработки имеет стандартные показатели качества.

Предложенным устройством решается задача повышения качества осветления и уменьшения времени осветления.

Технический результат достигается тем, что в устройстве для осуществления способа, включающем приемную емкость, реактор с перемешивателем, дозаторы растворов бентонита и желатина, переливную емкость, емкость для отстоя, за приемной емкостью размещен ионизатор материала, ионизатор бентонита, за реактором установлена холодильная камера, а в переливной емкости установлены заземленные нержавеющие электроды с прерывателем.

Сравнение заявляемого устройства не только с прототипом, но и с другими техническими решениями не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое устройство от прототипа, т.е. способность быстро осветлить виноматериал ионизационным воздействием.

Известно устройство для обработки вин холодом (3, с. 150). Устройство содержит резервуар, из которого вино самотеком поступает в теплообменник, где охлаждается водой, оттуда в другой теплообменник, где температуру понижают до технологической. Затем вино поступает в смеситель, где перемешивается с ранее охлажденным вином. Из смесителя вино направляется в кристаллизатор, затем в изотермический фильтр. Время прохождения вина через эту установку составляет 4 ч. В предложенном устройстве период охлаждения в протоке составляет 1,5-2 мин при температуре -16^oС.

Известно много устройств для обработки вина теплом, отличающихся по длительности процесса обработки и способа подогрева. Эти устройства обеспечивают длительную обработку теплом в целях ускорения процесса созревания вин и улучшения их качества.

В предложенном устройстве кратковременный подогрев виноматериала производится для повышения электропроводности - дополнительной диссоциации молекул при нагреве.

Это позволяет сделать вывод, что заявляемое устройство обладает новым свойством - осветлять виноматериал ионизационным воздействием. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует критерию патентоспособности "изобретательский уровень". Соответствие заявляемого устройства критерию патентоспособности "промышленная применимость" не вызывает сомнения, так как предлагаемое устройство компактно и может быть использовано в промышленности.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства осветления виноматериала.

Устройство содержит приемную емкость с подогревателем (1), ионизатор (2), реактор (3) с перемешивателем (4), емкость с раствором бентонита с электролизером (5), емкость с раствором желатина (6), холодильную камеру (7), переливную емкость (8), в которой установлены нержавеющие электроды (9) с прерывателем (10) и заземляющим устройством (11), емкость для отстоя (12).

Устройство работает следующим образом. Виноматериал поступает в приемную емкость, где подогревается в течение 5 минут при температуре 30-37^oС. Далее виноматериал поступает в ионизатор и ионизируется постоянным током. В реакторе, изолированном от земли, ионизированный виноматериал в течение 15 минут смешивается перемешивателем сначала с подаваемым раствором ионизированного бентонита, затем с раствором желатина. Эта суспензия переливается в холодильную камеру, где охлаждается в протоке 1,5-2 мин при температуре -16^oС. Затем виноматериал попадает в отстойную камеру на 3 часа, где обрабатывается постоянным током с помощью нержавеющих электродов, что способствует ускорению осаждения мелких коллоидных частиц. Далее виноматериал сливают с осадка и выдерживают в емкости для отстоя в течение суток.

Преимущество предложенного способа осветления виноматериала и устройства для его осуществления заключается в следующем. Промышленные установки осветления виноматериала очень энергоемки, а процесс обработки материала требует много времени. Энергозатраты предлагаемого изобретения в сотни раз ниже, чем по прототипу. Время обработки виноматериала по сравнению с прототипом во много раз меньше, а качество виноматериала на выходе гораздо выше, чем по прототипу. Установка имеет малые габариты и может быть размещена в заводской технологический процесс изготовления вина и не требует больших затрат на реконструкцию.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. ТИ 10-84-94. Технологическая инструкция по обработке виноградных виноматериалов с целью обеспечения их розливостойкости и методы испытаний виноматериалов на склонность к помутнениям физико-химического характера.

2. Скрипников Ю. Г. Производство плодово-ягодных вин и соков. М., 1983 (прототип).

3. Моисеенко Д.А., Ломакин В.Ф. Производство вин на поточных автоматизированных линиях. М.: "Пищевая промышленность", 1981 г.