ЭлБиб

ВЫСОКОСКОРОСТНОЕ КОНЦЕНТРИРОВАНИЕ ВИНОГРАДНОГО СОКА

П.П, Любченков, Научно-техническая фирма “ВАНД” (г. Краснодар. Россия)

Н.П

Рябченко

КубГТУ (г. Краснодар, Россия)

Сахаристость винограда существенно зависит от погодных условий. Для ряда регионов

систематически часть урожая не вызревает и имеет низкую сахаристость 12-15 % мае. Повыше

ние сахаристости сусла за счет введения в него свекловичного сахара заметно снижает качество

вина. В процессе брожения такого сусла образуется повышенное количество высших спиртов

(прежде всего сивушной группы), альдегидов, летучих кислот. Не исключено появление во вку

се посторонних тонов. В связи с этим актуальна задача повышения сахаристости сусла в про

цессе переработки винограда за счет удаления из него части воды.

Применяемые способы концентрирования (выпаривания) сусла и сока обладают сущест

венными недостатками. Производимое вакуум-сусло меняет окраску. Во вкусе появляются ка

рамельные и уваренные тона. Изменяется химический состав сусла. Для реализации процесса

требуется создание специализированного производства (включая сырьевую базу), что возможно

не на любом винзаводе. Возникла необходимость разработки нового способа и малогабаритно

го оборудования для концентрирования сусла и соков.

Проведено изучение парообразования и особенностей теплопереноса в.условиях ва

куума. Доминирующее количество паров в сусле образуется непосредственно на теплопере

дающей поверхности (F) в относительно тонком пограничном слое. Это приводит, с одной сто

роны, к образованию изолирующей паровой прослойки непосредственно на поверхности теп

лопередачи (как следствие снижение теплопередачи и перегрев поверхности), с другой сторо

ны, именно в этой области наблюдается максимальный поперечный градиент концентраций,

вызывающий повышение вязкости и снижение интенсивности конвекции. Все это приводит к

карамелизации сахаров и пригоранию сусла.

Совместное решение уравнений материального баланса и теплопереноса показывает, что

создание в выпарной установке вакуума не гарантирует проведение процесса при “мягких” теп

ловых режимах. Средняя температура теплопередающей поверхности со стороны сусла (t^ )

зависит от большого количества факторов

tCTj_tp+

<x2 •F

где LH, Вн, В* - расход, начальная и конечная концентрации сусла,

СХ

- коэффициент теплоотдачи в сусле (соке),

гв- теплота парообразования воды.

0 )

Создание вакуума позволяет уменьшить только температуру кипения сусла (tp) с

103-105 °С до 60-70 °С. Однако, как следует из уравнения (1), поверхность теплопередачи име

ет температуру tей существенно больше температуры tp, и эта разница зависит от выбора пара

метров процесса. Именно на поверхности теплопередачи наблюдается максимальная концен

трация сахаров и минимальная интенсивность конвективного теплопереноса, что и создает ус

ловия для ухудшения качества вакуум-сусла.

Для исключения карамелизации и пригорания сусла необходимо обеспечить условия

реализации процесса, при которых F -»тах;

аг

->тах; tp —Hnin. Создать такие условия в ис

пользуемых в отрасли выпарных установках затруднительно.

Разработана малогабаритная периодически действующая выпарная установка с горизон

тальной испарительной камерой, позволяющей проводить процесс в условиях вращательно

поступательного движения парожидкостного потока (патент РФ, № 1660265 А1). По мере уве

личения количества образующегося пара сечение трубного пространства испарителя увеличи

вается. Среднерасходная скорость жидкой фазы достигает 2,5-3,2 м/с, при этом значение пол

219

Научная электронная библиотека ЦНСХБ