Проект цеха переработки белых сортов винограда на столовые виноматериалы с остаточным сахаром производительностью 3000 тонн за сезон

Размещено на http://www.allbest.ru//

ФГБОУ ВО СТАВРОПОЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Курсовой проект

по дисциплине: «Технология отрасли»

Тема: «Проект цеха переработки белых сортов винограда на столовые виноматериалы с остаточным сахаром производительностью 3000 тонн за сезон»

Выполнил: студент факультета

агробиологии и земельных ресурсов

3 курса 7 группы направления

19.03.02 Продукты питания из

растительного сырья

Волков Г.В.

Проверил: доцент Миронова Е. А.

СТАВРОПОЛЬ 2019



Введение

Вино - алкогольный напиток, получаемый полным или частичным спиртовым брожением виноградного или плодово-ягодного сока, иногда с добавлением спирта и других веществ.

В настоящее время производство вина организовано во всех странах мира - Франции, Германии, Италии, Болгарии, Аргентине, в том числе и в России.

В России товарный виноград выращивают 195 специализированных виноградарских предприятий, а в 97 из них осуществляют первичную переработку. Более 400 винодельческих заводов занимаются обработкой и розливом вина.

Для винодельческой отрасли России важно выращивать виноград в экологически чистых регионах, совершенствовать имеющиеся и разрабатывать новые линии переработки сырья на основе малоотходных технологий, обновлять ассортимент вин, расширять производство натуральных специальных виноградных и плодовых вин, всех групп Российского шампанского и игристых вин.

Отечественное виноделие будет развиваться в классических виногра-дарско-винодельческих районах. Виноделы совместно с виноградарями должны творчески работать над совершенствованием сортового состава технического винограда, технологии игристых, натуральных сухих, марочных и десертных крепких вин специальных типов, над повышением гарантийного срока стабильности вина.

Приоритетной задачей в виноделии является регулирование развития отрасли, прежде всего путем государственной поддержки отечественных производителей, введением известных мер контроля качества выпускаемой в России винодельческой продукции.

Белые столовые полусладкие виноматериалы - виноматериалы, полученные путём прекращения брожения при требуемом количестве сахара. Букет - соответствующий сорту (сортам) винограда, из которого выработано вино, без посторонних запахов. Вкус - свойственный данному типу столового вина и сорту (сортам) винограда, из которого оно выработано, свежий, гармоничный, без постороннего привкуса и тонов окисленности. К белым столовым винам относятся также Кахетинские вина и вино Эчмиадзин. Имеющие свои особенности и готовящиеся по специальной технологии.

Белые столовые полусладкие вина готовят из одного или нескольких белых сортов винограда, а также из красных сортов с неокрашенным соком путём переработки их по белому способу. Используют технические сорта винограда Алиготе, Шардонне, Рислинг рейнский, Пинобелый, Пино серый, Ркацители, Сильванер, Фетяска, Кульджинский, Воскеат, Мюллер Тургау, Пинофран, Каберне-Совиньон и др., утверждённые для приготовления белых столовых полусладких виноматериалов.

1. Технологическая часть

1.1 Характеристика сырья

В данной курсовой работе в качестве сырья для получения столового белого полусладкого виноматериала используем белый технический сорт винограда Шардоне.

Шардоне - самый распространенный и востребованный сорт в мире: садоводы-любители стараются приобрести его в свою коллекцию. Начинающие виноделы и профессионалы делают из него вино. На торговых площадках спрос на сорт гораздо выше, чем на все остальные. Из винограда изготавливают изысканные коллекционные вина.

Белое вино Шардоне можно пить сразу после завершения брожения, у напитка будет легкий цветочный вкус с кислинкой. Однако в 90-х годах в моду вошло вино, выдержанное в дубовых бочках - напиток отличается маслянистыми нотками, тонами дыма, поджаренного хлеба, тропических фруктов.

Родиной этого белого вина считается Бургундия - сомелье утверждают, что именно там производится настоящее эталонное Шардоне, особенно в апепеласьоне Шабли. Однако сегодня уже не только французские вина занимают призовые места на международных конкурсах, достойную конкуренцию им составляют разработки канадских и американских виноделов.

Бургундское Шардоне обладает немного минеральным вкусом, в букете можно различить нотки зеленых яблок, дюшеса, лимона, свежего сена.

Калифорнийское Шардоне более полнотелое, в нем чувствуется ваниль, пряности, тона дуба.

Австралийское Шардоне отличается ореховыми тонами с нюансами восточных сладостей, ароматом крыжовника.

Кроме того, свое Шардоне выпускают Италия, Молдова, Грузия, Южная Африка, Чили, Словения, Аргентина, Новая Зеландия, Германия, Австрия.

Характеристика указанного сорта представлена в таблице 1.

Таблица 1 - Характеристика сорта винограда Шардоне

Основная характеристика винограда	Сорт винограда
Лист	средний, округлый, сетчато-морщинистый, слегка кожистый, края отогнуты к низу. Может быть трёх-, пятилопастным. На жилках есть щетинки, на ткани листа с обратной стороны есть негустое опушение. Вырезы довольно глубокие, с округлым дном. Вершина листа плоско-округлая;
Цветок	обоеполый;
Гроздь	средняя;
Размер и форма грозди	мелкий или средний, они могут быть цилиндрические или цилиндроконические, плотные или рыхлые - зависит от опыления и условий произрастания;
Размер ягоды	круглые, мелкие или средние, кожица тоненькая;
Форма ягоды	округлые, слегка вытянутые;
Цвет	от бледно-желтого с намеком на платину до соломенно-золотого;
Кожица	тонкая, прочная;
Мякоть	сочная;
Срок созревания	средний;
Вегетативный период	140 дней;
Полная зрелость и рост кустов	конец сентября, рост выше среднего
Вызревание лозы	высокая;
Урожайность	110-130 ц/га;
Количество плодоносных побегов	52 %;
Вес грозди	100 г;
Устойчивость к заболеваниям и высоким и низким температурам	средняя устойчивость к милдью и оидиуму. При избыточных осадках ягоды могут загнивать. Также этот сорт стойко переносит засуху.



1.2 Характеристика готовой продукции

Белые столовые полусладкие виноматериалы вырабатываются из технических белых сортов винограда в соответствии с ГОСТ 32030-2013 «Вина столовые и виноматериалы столовые. Общие технические условия» и должны отвечать требованиям, представленным в таблицах 2 и 3.

Таблица 2 - Органолептические показатели готовой продукции

Наименование показателя	Характеристика
Прозрачность	Прозрачное, без осадка и посторонних включений
Цвет	От бело-зеленоватого до янтарного
Аромат	Утонченный, тропических фруктов, орехов, меда
Вкус	Свежего винограда

Таблица 3 - Физико-химические показатели готовой продукции

Показатель	Значение
Массовая концентрация титруемых кислот (в пересчете на винную), г/дм3, не менее	3,5
Массовая концентрация общегоSO2, мг/дм3, не менее	300
Объемная доля этилового спирта в столовых винах с учетом допустимых отклонений, %	8,5-15,0
Массовая концентрация сахаров с учетом допустимых отклонений, г/дм3, не более	45
Массовая концентрация летучих кислот (в пересчете на уксусную), г/дм3,не более	1,10
Массовая доля приведенного экстракта, г/дм3 , не менее	16,0
Массовая концентрация лимонной кислоты, г/дм3 , не более	1,0



1.3 Выбор, обоснование и описание технологической схемы

1.3.1 Технологическая схема производства столового белого

Полусладкого виноматериала

Утилизация

Утилизация

SO2

SO2

Утилизация

Бентонит

ЧКДУтилизация

1.3.2 Описание технологической схемы производства столового

белого полусладкого виноматериала

1.3.2.1 Приемка винограда по количеству и качеству

Исходным сырьем является виноград сорта Шардоне. От распускания почек до наступления технической зрелости ягод винограда проходит 138-140 дней при сумме активных температур 2700-2800°C.

Виноград доставляют на завод не позднее чем через 4 часа после его сбора, так как вытекающее из поврежденных ягод сусло легко забраживает и закисает. Виноград принимают на переработку в течение 10 ч в сутки, поступление винограда рассчитывают с учетом коэффициента неравномерности 1,4. Доставляемый на винзавод виноград принимают по количеству и качеству.

Приемка каждой партии винограда по количеству осуществляется путем взвешивания на автовесах, установленных при въезде на винзавод. Сначала взвешивают автотранспорт или транспортную тару с виноградом (вес брутто), после чего взвешивается пустой автотранспорт или транспортная тара (вес тары), количество поступившего винограда определяют по разнице этих величин (вес нетто).

Определение качества поступившего винограда осуществляется по следующим показателям:

1.Сортовой состав с указанием количества основного сорта и примесей;

2.Сахаристость винограда (г/100 мл);

3.Количество гнилых, поврежденных и незрелых ягод (%);

4.Количество посторонних включений (листья, ветки и т.д.);

5.Титруемую кислотность (г/дм3);

6.Технологический запас фенольных и красящих веществ - количество веществ, которое может перейти в сусло в ходе технологических операций.

Эти показатели качества определяют в средней пробе, отбираемой с каждой транспортной единицы в верхней, средней и нижней части тары.

Виноград, прошедший приемку по количеству и качеству выгружают из транспортных средств в приемный бункер-питатель ВБШ-20, откуда он равномерно подается на дробление. Вместимость каждого бункера-питателя должна быть такой, чтобы виноград находился в нем не более 30 минут.

1.3.2.2 Дробление с гребнеотделением

Виноград, поступивший в приемный бункер винограда, в нижней части которого расположен шнек-питатель, равномерно подается в дробильно-прессовое отделение, где осуществляется его первичная переработка - дробление с отделением гребней. При этом вальцы дробилок необходимо отрегулировать так, чтобы не перетиралась мезга.

Отделение гребней ставит своей целью предотвратить контакт сусла с гребнями. Гребни содержат повышенное содержание дубильных веществ, поэтому гребневое сусло, выделяющееся из гребней в процессе их раздавливания, приводит к ухудшению качества основного сусла и вина, придавая ему неприятный травянистый привкус, грубость и терпкость, что в совокупности называется «гребневым тоном».

Дробление ягод проводят с целью облегчения выделения сусла из винограда и повышения его выхода, а также измельчение кожицы и, в определенной степени, семени, следствием чего является экстрагирование из твердых элементов грозди красящих, ароматических, фенольных соединений.

Степень измельчения ягод при дроблении выбирается в зависимости от требований, предъявляемых к составу вина того или иного типа.

В проектируемом цехе дробление проводят на валковых дробилках-гребнеотделителяхВДГ-20. Чаще всего применяют профильные валки, геометрия и кинематические условия действия которых способствуют целесообразному приложению внешних сил к перерабатываемым гроздьям винограда. При попадании между выступами и впадинами валков гроздья приобретают значительно меньшие относительные скорости и подвергаются меньшему перетиранию. Рабочий процесс дробления приближается к наиболее рациональному варианту -- раздавливанию гроздьев в результате параллельного сближении плоских дробящих поверхностей. В дробилке предусмотрен механизм, позволяющий регулировать зазор между валками, а также блокирующее устройство в виде фрикционной или кулачковой муфты, разрывающей кинематическую цепь привода валков при возникновении аварийной ситуации.

Гребнеотделитель представляет собой горизонтальный перфорированный цилиндр, внутри которого по оси смонтирован ротор-вал с бичами, закрепленными на одно- или двухзаходной прямой винтовой поверхности. Основные достоинства этого рабочего органа--высокая технологическая эффективность, простота конструкции, компактность, эксплуатационная надежность и др. Кроме того, его конструктивные особенности позволяют использовать относительно невысокие скорости воздействия на виноград при отделении гребней, что благоприятно отражается на качестве получаемого сусла.

Все детали машины, соприкасающиеся с суслом и мезгой, изготовлены из коррозионно-стойких сталей или других материалов, инертных к винной среде.

Прочность ягод винограда при ударном воздействии бича дробильно-гребнеотделяющей машины может быть охарактеризована величиной относительной скорости соударения, вызывающей разрушение ягоды. Ее значение в зависимости от степени зрелости винограда колеблется в пределах 4-9 м/с. В результате удара с такой скоростью все ягоды разрушаются настолько, что обеспечивается свободный выход из них сока.

При перекачке мезги в нее вводится диоксид серы с помощью сульфитодозирующей установки ВСАУ, состоящей из дозатора и двух сульфитаторов. Диапазон дозировок установки - (25-250) мг/дм3.

Отделённые гребни поступают на утилизацию.

1.3.2.3 Стекание

Стекание мезги проводится для получения наиболее качественных фракций сусла и увеличения производительности прессового оборудования на винзаводах. Стекание производится в шнековых стекателях марки ВССШ-20.

Перед отделением сусла мезгу предварительно рекомендуется сульфитировать из расчета 50 мг диоксида серы (сернистого ангидрида) на 1 кг переработанного винограда.

Различают зону свободного стекания (нижняя часть стекателя) и зону легкого подпрессовывания мезги (верхняя часть стекателя) за счет сужения живого сечения перфорированного внутреннего корпуса стекателя, изменения шага шнека или установки запорного конуса.

Мезгу в стекателях допускается оставлять не более 50 мин.

Количество получаемого сусла-самотека составляет 50 дал, стекшую мезгу направляют на прессование.

1.3.2.3 Прессование

Прессование - это всестороннее сжатие мезги за счет приложения внешнего давления, создаваемого в специальных механических устройствах - прессах.

В качестве пресса используем двухшнековый пресс с последовательно расположенными шнеками марки ВПО-20.

В этом прессе прессование осуществляется в 2-3 зонах:

1.зона слабого прессования;

2.зона среднего прессования;

3.зона высокого прессования.

Соответственно получается прессовое сусло I, II и III фракции (давления). Прессование обеспечивает получение ПС-1 в количестве 10-15 дал из 1 тонны винограда, ПС-2 в количестве 8-12 дал и ПС-3 в количестве 2-3 дал. Общее количество сусла прессовых фракций составляет 25 дал с тонны перерабатываемого винограда, а общий выход сусла с учетом сусла-самотека -50 дал.

В результате процесса прессования образуется виноградная выжимка, которая по транспортеру направляется на утилизацию.

Прессовое сусло по своему химическому составу и технологическим свойствам отличается от сусла-самотека. Оно содержит меньшее количество сахаров, значительно большее количество фенольных и азотистых соединений.

Помимо разницы в химическом составе, сусло прессовых фракций также содержит значительно большее количество взвесей, микроорганизмов, ферментных комплексов, обрывков мякоти и кожицы, фрагментов семян, что значительно ухудшает качество сусла.

На проектируемом производстве прессовые фракции сусла объединяют с суслом-самотеком, сульфитируют и направляют на отстой. В зависимости от состояния винограда и температуры сусла берут дозы диоксида серы от 50 до 200 мг на 1 л сусла.

1.3.2.4 Отстаивание

Отстаивание является основным и наиболее широко применяемым способом осветления сусла. Оно обеспечивает многосторонний выраженный технологический эффект и приводит к формированию свойств сусла, наиболее благоприятных для получения высококачественных вин.

Отстаивание сусла проводят в отстойниках.

Отстойник, аппарат, предназначенный для выделения из сусла, виноматериалов и вин взвешенных частиц осаждением их под действием силы тяжести при пониженной скорости потока. Различают отстойники периодического и непрерывного действия. Отстойники периодического действия -- вертикальные деревянные, железобетонные или металлические резервуары. Для обеспечения благоприятных условий осаждения и уменьшения трудозатрат при его обслуживании вместимость отстойника выбирается из расчета его заполнения за 2-3 ч. Как правило, высота отстойника не превышает 2,5-3,0 м. Его производительность определяется скоростью осаждения взвешенных частиц и площадью сечения резервуара.

Для сбора гущевых осадков нижняя часть отстойников выполняется сферической, эллиптической или конической и снабжается штуцером для их удаления. Штуцер для отбора осветленной части продукта располагается в верхней части. Обычно объем, занимаемый гущевыми осадками после отстаивания сусла, составляет 15-25% от первоначального объема. Отстойники периодического действия имеют ряд существенных недостатков: низкую производительность, большую трудоемкость обслуживания и сложность при организации поточного производства. При этом для крупных предприятий требуется большое количество отстойников, занимающих значительную площадь.

На проектируемом производстве используются отстойники-осветлители марки ВУД-О. Отстойники непрерывного действия состоит из вертикального резервуара, разделенного по высоте глухим днищем с переточной трубой, соединяющей верхнюю часть (зона коагуляции) с нижней (осадкоуплотнитель). Зона коагуляции оборудована нижним тангенциальным вводом, верхним кольцевым сборником и отводом. Осадкоуплотнитель имеет нижний ввод и коммуникацию с регулирующим вентилем. При работе отстойников продукт, подаваемый в зону коагуляции, движется вверх со скоростью (0,3-0,9 мм/с) восходящего потока, которая меньше скорости осаждения частиц. При прохождении через образующуюся границу раздела осветленного и неосветленного продукта (взвешенно-контактного слоя) жидкость осветляется.

Для улучшения отстаивания в сусло вводят бентонит в дозах, определяемых лабораторией предприятия, но не более 3 г/л.

1.3.2.5 Снятие с суслового осадка

Снятие сусла с осадка проводится декантацией с помощью насоса марки ВЦН-20. После чего, оставшаяся сусловая гуща направляется на фильтрацию.

1.3.2.6 Фильтрация сусловой гущи

Фильтрация - это один из наиболее простых и эффективных способов осветления неоднородных смесей. При фильтрации через пористую перегородку одновременно протекают два процесса: отсеивание и адсорбция.

Отсеивающее действие фильтрации основано на том, что в большинстве случаев поры фильтрующего материала меньше, чем частицы мути, благодаря чему частицы в основной своей массе отсеиваются. Если же размеры пор больше размеров частиц мути, то частицы могут, либо пройти с фильтратом, либо задержаться внутри фильтрующей перегородки в результате адсорбции на стенках пор.

На проектируемом цехе для фильтрации сусловой гущи используют вакуумный перлитовый фильтр марки Tayloux 10 производительностью 250 дал/ч.

После фильтрации плотный осадок отправляется на утилизацию, а фильтрат объединяется с основной частью осветленного сусла и направляется на брожение.

1.3.2.7 Брожение

Процесс брожения - сложный микробиологический, биохимический и физико-химический процесс превращения сусла в вино. Основной процесс брожения заключается в расщеплении глюкозы, фруктозы или сахарозы под действием ферментов дрожжевой клетки с образованием этилового спирта и углекислого газа в виде пузырьков.

Оптимальная температура брожения сусла в производстве белых столовых вин и шампанских виноматериалов лежит в пределах 14-18С, для большинства вин, при производстве которых не ставятся дополнительные технологические условия, температура брожения сусла не должна превышать 20-22?С.

На проектируемом производстве используется непрерывный способ брожения сусла, осуществляемый в установках непрерывного действия типа БА-1.

Установка БА-1 состоит из 6 вертикальных резервуаров объемом 2000 дал каждый, и переточных бачков объемом 100-200 дал каждый. Общая вместимость установки - более 12000 дал, производительность - 7000 дал/сут. Пуск установки осуществляется двумя способами:

После запуска установки в процессе брожения выделившийся углекислый газ создает в верхней части установки повышенное давление, под его воздействием сусло через подъемный трубопровод выдавливается в переточной бачок до момента его заполнения. В этот момент по команде поплавкового реле отключается насос для подачи сусла и открывается клапан для выпуска CO2.

Из 1 г глюкозы при этом образуется 0,6 мл этилового спирта и 246 мл углекислого газа. В ходе процесса также выделяется теплота в количестве 586 Дж.

При брожении в сусло вводят 2-4 % чистой культуры дрожжей.

1.3.2.8 Остановка брожения

Брожение сусла проводят до остаточного сахара 3--8 г/100 мл, после чего его приостанавливают быстрым охлаждением до температуры -- 5°С в ультраохладителях. Ультраохладители представляют собой трубчатые теплообменники непосредственного испарения и предназначены для быстрого охлаждения вина в потоке.

На винодельческом предприятие находится в эксплуатации ультраохладители отечественного производства типа ВУНО-90. Производительность по продукту при температуре на входе 15° С и на выходе -2° С 5 мі/ч.

1.3.2.9 Снятие с дрожжевого осадка

Процесс осуществляется декантацией с помощью насоса марки ВЦН-20, после чего дрожжевая гуща направляется на фильтрацию.

1.3.2.10 Фильтрация дрожжевой гущи

На проектируемом цехе для фильтрации дрожжевой гущи используют вакуумный перлитовый фильтр марки Tayloux 10 производительностью 250 дал/ч.

После фильтрации плотный осадок отправляется на утилизацию, а фильтрат объединяется с основной частью осветленного виноматериала и направляется на эгализацию с комплексной оклейкой.

1.3.2.11Эгализация с комплексной оклейкой

Эгализация-технологическая операция, целью которой является получение однородной по составу партии винопродукции. Выравнивание состава виноматериалов обычно проводят по какому-либо одному показателю: кислотности, спиртуозности, окраске и др. В отличие от купажа при эгализации смешивают только виноматериалы, причем преимущественно однородные по сорту и месту происхождения.

Необходимость эгализации обусловлена тем, что природные факторы, в том числе метеорологические, существенно влияют на состав и качество вин, получаемых в разные годы из винограда одного и того же сорта и хозяйства. Это влияние наиболее резко проявляется в годы с неблагоприятными условиями для его созревания.

Комплексную оклейку проводят с целью осветления виноматериала и его стабилизации к помутнениям различной природы.

Оклейка включает в себя обработку ЖКС, желатином, бентонитом. Данный этап сопровождается прохождением физических, физико-химических и химических процессов.

Обработка ЖКС проводится для удаления из виноматериала избытка катионов тяжелых металлов, главным образом железа. ЖКС легко вступает в химическое взаимодействие с находящимися в вине катионами металлов с образованием нерастворимых соединений - цианидов, выпадающих в осадок.

При взаимодействии ЖКС с солями оксида железа III в вине образуется темно - синий осадок ферроцианида железа (III) (берлинской лазури). Эти осадки имеют коллоидную природу и способны сорбировать белки вина. Поэтому при обработке ЖКС снижается так же содержание в вине белковых соединений.

Сначала вводят ЖКС. Дозировку ЖКС определяют с большой точностью для каждой однородной партии виноматериала путем пробной обработки. Обработке ЖКС подлежат вина, содержащие более 3 мл/г катионов тяжелых металлов. Обработку проводят только свежеприготовленным раствором ЖКС в теплой воде (35 - 40°С). После введения в виноматериал раствора ЖКС интенсивное перемешивание продолжают не менее 1 часа. Затем, через 4 часа проводят оклейку желатином и бентонитом.

Желатин - смесь белковых веществ животного происхождения, продукт гидролиза коллагена - основного белкового компонента соединительных тканей животных.

Желатин используется в виноделии для осветления сусла и виноматериалов, для стабилизации вина в основном против обратимых коллоидных помутнений. Оклейка желатином дает также хорошие результаты при исправлении грубых виноматериалов с большим содержанием фенольных соединений, устраняет из вина легкие, не слишком выраженные привкусы дерева, запах бочки, дрожжей, плесени, выжимок и др. пороки; при помощижелатина может быть исправлена окраска в темно-окрашенных слегка побуревших или потемневших винах. Обработку виноматериалов желатин проводят индивидуально или совместно с др. осветляющими и стабилизирующими материалами, которые обеспечивают более полную ее флокуляцию. Дозы желатина определяют на основании пробных оклеек.

Бентонит - высокоэффективные специальные гранулы на основе натрия-калия для оптимальной технологии производства напитков. Бентонит обеспечивает стабилизацию белковых веществ, в том числе и таких, которые вступают в реакцию позднее, кроме того, он обеспечивает адсорбцию дубильных и прочих мешающих веществ и очень хорошо подходит для специальной обработки проблемных материалов с высоким содержанием рН и, соответственно, низким содержанием кислоты. Таким образом, можно практически исключить опасность внесения железа при обработке бентонитом.

Для эгализации используем металлические вертикальные резервуары вместимостью 15000.

1.3.2.12 Выдержка на клею

Выдержка на клею проводится в горизонтальных металлических резервуарах емкостью 5000 дал.

В вине, обработанном оклеивающими веществами, образуются и выпадают обильные хлопьевидные осадки с сильно развитой поверхностью, которые сорбируют и увеличивают с собой взвеси вина и клетки микроорганизмов. Через 2-4 недели после оклейки вино становится прозрачным и его снимают с осадка. Вкус вина вследствие уменьшения содержания дубильных веществ становится мягче.

1.3.2.13 Снятие с клеевого осадка

Процесс осуществляется декантацией с помощью насоса марки ВЦН-20, после чего клеевая гуща направляется на фильтрацию.

1.3.2.14 Фильтрация клеевой гущи

На проектируемом цехе для фильтрации клеевой гущи используют вакуумный перлитовый фильтр марки Tayloux 10 производительностью 250 дал/ч.

После фильтрации плотный осадок отправляется на утилизацию, а фильтрат объединяется с основной частью осветленного виноматериала и направляется на хранение.

1.3.2.15 Хранение до отгрузки

Хранение виноматериалов осуществляется в течение 3 месяцев при температуре 8-10?С в металлических резервуарах вместимостью 5000 дал.



1.3.2.16 Отгрузка

Отгрузка виноматериала из хранилища осуществляется с помощью мерников. В данном курсовом проекте используем комплект технических мерников: ВИЦ-1000; ВИЦ-250; ВМА.

1.4 Технохимический и микробиологический контроль производства

Технохимический и микробиологический контроль (ТХМК) виноделия - всесторонний контроль за всеми технологическими процессами производства, начиная с поступления сырья и кончая выпуском готовой продукции. Осуществляется лабораторией технохимического и микробиологического контроля. Дает возможность вести технологический процесс в оптимальном варианте, следить за качеством продукции, вовремя устранять недостатки, обеспечивать выпуск стандартной продукции высокого качества.

ТХМК подвергаются: сырье, полуфабрикаты, основные и вспомогательные материалы и готовая продукция; внешнее оформление продукции, упаковка, маркировка. Лаборатория осуществляет также наблюдение за направленностью микробиологических процессов, контроль за соблюдением установленных режимов, кондиций, рецептур, за санитарным состоянием производственных помещений, тары, инвентаря. При осуществлении ТХМК пользуются методиками, описанными в ГОСТах и технологических инструкциях, или апробированными экспресс-методами и тестами.

Для контроля качества винограда и сусла рекомендуется определять следующие показатели: количество гнилых и поврежденных ягод, содержание сахаров, фенольных веществ, азотистых веществ, технологический запас красящих веществ, титруемую кислотность, величину рН. В сусле определяют также количество SO2 (общего и свободного). Контроль качества молодых виноматериалов, кроме определения основных показателей (спирт, сахар, титруемая и летучая кислотность, SO2), включает также проверку на содержание металлов, особенно железа, меди; винной, яблочной и молочной кислот; экстракта (общего и приведенного); альдегидов. В лаборатории составляют пробные купажи и разрабатывают схемы их обработки. Перед розливом испытывают виноматериалы на склонность к различного вида помутнениям и дают рекомендации по доведению их до разливостойкого состояния. Лаборатория осуществляет также контроль вин на наличие в них веществ, содержание которых ограничено или не допускается санитарными органами (например, цианиды, свинец, мышьяк). Качество вспомогательных материалов гарантируется поставщиком, на винзаводах проверяют их внешний вид, микробиальную чистоту, отдельные показатели.

Микробиологический контроль позволяет выявить очаги инфекции и вовремя ликвидировать их, дает возможность обнаружить начало заболевания вина до появления в нем химически и дегустационно уловимых изменений. Включает отбор проб, микроскопирование, определение систематических групп микрофлоры по микроскопической картине (ориентировочно), количества микроорганизмов, физиологического состояния клеток (ориентировочно по микроскопической картине и методом посева на питательные среды), дифференциацию живых и мертвых клеток, почкующихся клеток. Для микробиологических характеристик исследуемого объекта очень важно правильно отобрать среднюю пробу и сразу же сделать анализ, т. к. количественный и качественный состав микрофлоры быстро меняется.

Объектами микробиологического контроля являются: виноград, сусло после отстаивания (микроскопирование, контроль режима сульфитации); разводка чистой культуры дрожжей (микроскопирование и подсчет количества клеток); процесс брожения (микроскопирование, измерение температуры и изменение плотности среды). Виноматериал, направляемый на хранение и выдержку, отгружаемый с завода первичного виноделия, и вина, подготовленные к розливу, микроскопируют. Для оценки санитарного состояния оборудования и емкостей проводят микроскопирование мазков и смывных вод.

Результаты проверки заносятся в соответствующие журналы ТХМК: контроль за созреванием винограда, контроль за приемкой винограда, контроль за переработкой винограда, контроль за брожением, контроль спиртования сусла; химический контроль, контроль за разливостойкостью; контроль за обработкой ЖКС и другими оклеивающими веществами; контроль за технологической обработкой вин; контроль за розливом и полнотой налива; контроль за температурой и влажностью воздуха. Ответственность за выполнение функций контроля возлагается на заведующего лабораторией, который имеет право запретить выпуск продукции, не соответствующей требованиям ГОСТа или установленным органолептическим признакам. Развитие современной техники контроля качества продукции направлено на автоматизацию методов контроля.

Формы журналов технохимического и микробиологического контроля для лаборатории винодельческих заводов:

- журнал ТХМК №1 « Химический контроль» - для регистрации всех анализов вина, виноматериалов и вспомогательных виноматериалов;

- журнал ТХМК №2 « Контроль за розливостойкостью» - служит для проверки устойчивости вин к помутнениям микробиологического, химического и физико-химического характера на различных стадиях технологического процесса ( записываются результаты микроскопирования пробы после центрифугирования; на какие сутки появился рост микроорганизмов);

- журнал ТХМК №3 « Контроль за обработкой оклеивающими веществами » и №4 « контроль за обработкой ЖКС»;

- журнал ТХМК №5 « Микробиологический контроль» - микробиологический контроль вин на всех стадиях технологического процесса;

- журнал ТХМК №6 « Контроль за температурой и влажностью воздуха » - подвальных помещениях измерение температуры проводится 1 раз в сутки - в 12 часов дня, в наземных помещениях - 3 раза в сутки: в 8, 12 и 16 часов. Среднемесячная температура воздуха при хранении продукции на открытом воздухе устанавливается по данным метеостанции;

- журнал ТХМК №7 « Контроль за технологической обработкой вин » - основные технологические операции;

- журнал ТХМК №8 « Контроль за розливом вина и полнотой наполнения емкостей ».

Схема технохимического и микробиологического контроля производства столового белого полусладкого виноматериала представлена в таблице 4.

Таблица 4 - Схема технохимического и микробиологического контроля производства столового белого полусладкого виноматериала

Объект контроля	Место и периодичность контроля	Контролируемые показатели	Методы и средства контроля
Виноград	Каждая партия	Наличие гнилых и раздавленных ягод Массовая концентрация сахаров Массовая концентрация титруемых кислот	ГОСТ 31782-2012 ГОСТ 27188 ГОСТ Р51621-2000
Сусло и мезга	Каждая партия	Массовая концентрация диоксида серы температура	ГОСТ 32115-2013 путем измерения термометром по ГОСТ 28498-90
Виноматериал	Транспортная тара или производственный резервуар Каждая партия	Объемная доля этилового спирта Массовая концентрация сахаров Массовая концентрация титруемых кислот Массовая концентрация летучих кислот Массовая концентрация общего диоксида серы Массовая концентрация лимонной кислоты Массовая концентрация железа Массовая концентрация приведенного экстракта	ГОСТ 32095-2013 ГОСТ 13192-73 ГОСТ 32001-2012 ГОСТ 32115-2013 ГОСТ 32113-2013 ГОСТ 13195-73 ГОСТ 32000-2012



2. Расчетная часть

2.1 Расчет основного сырья

Исходные данные для расчета сырья при переработке винограда сорта Шардонена столовые белые полусладкие виноматериалы представлены в таблице 5.

Таблица 5 - Исходные данные для расчета

Сорт винограда	Сахаристость, г/см3	%-ный состав	Выход сусла, дал	Гребни, %
Шардоне	18,6	100	75	4,0

2.1.1 Приемка винограда, дробление и отделение гребней

Выход гребней принимаем равный 4,0%, потери - 0,6%.

х== 954кг - мезга

y==46кг

Гребни 40 кг, потери 6 кг.

2.1.2 Стекание мезги

Принимаем, что количество сусла-самотека 50 дал, а прессового сусла - 25 дал из 1 т винограда.

Потери в стекателях, суслосборниках и при перекачках составляют 0,5% от количества винограда.

y=

Количество сусла-самотека 500·1,081 = 540,5 кг, где 1,081 - плотность сусла при сахаристости 186 г/дмі.

Количество стекшей мезги, поступающей со стекателя на прессование:

954-540,5-5 = 408,5 кг

2.1.3 Прессование

На прессование поступает 408,5 кг мезги, по принятому выше условию количество прессового сусла - 25 дал из 1 т винограда, т.е. :

250·1,081 = 270,25 кг

Количество выжимки:

408-270,25= 138,25 кг

2.1.4 Отстаивание сусла

Количество сусловой гущи после отстаивания принимается равным 20% от поступающего на операцию сусла, т.е.

Отходы - плотные сусловые осадки - после прессования составляют 4,5%.

Количество осветленного сусла:

750 - 33,75 = 716,25 л или 716,25·1,081 = 774,3 кг



2.1.5 Брожение

На брожение поступает 716,25 л осветленного сусла с сахаристостью 18,6%. При брожении учитывается 2 вида потерь:

а) потери за счет углекислого газа;

б) механические потери.

При выбраживании 1 кг сахара образуется 0,479 кг СО2, т.е. количество углекислого газа выделившегося при сбраживании сахара (14,1%) будет равно:

Механические потери составляют 3 %, т.е.

или = 23,2 кг

Количество полученного виноматериала определяется по разности:

716,25-21,5= 694,75 л;

774,3- 48,37 - 23,2 = 702,7 кг

2.1.6 Снятие с дрожжевого осадка

Количество плотных дрожжевых осадков (после фильтрации) составляет 2,5 %, потери 0,5 %.

Всего потери и отходы - 3,0 %.

Количество осветленного виноматериала:

Количество дрожжевых осадков:

Потери:

2.1.7 Эгализация с комплексной оклейкой, выдержка на клею и снятие с клеевого осадка

При эгализации с комплексной оклейкой, выдержке на клею и снятии с клеевого осадка сумма потерь будет равна:

0,06+0,2+0,06+0,07=0,39%,

где 0,06 - перемешивание при эгализации;

0,2 - плотный клеевой осадок;

0,06 - переливка из тары вместимостью свыше 10000 дал;

0,07 - переливка из тары вместимостью свыше 2000 дал до 10000 дал вкл.

Потери:

переработка виноград сусло эгализация

Количество обработанного виноматериала:

673,9 -2,63 = 671,27 л

681,6 - 2,66 = 678,94 кг

2.1.8 Хранение до отгрузки

Принимаем, что средний срок хранения виноматериалов до отгрузки будет 3 месяца.

При хранении виноматериалов в металлических резервуарах нормы потерь:

Тогда потери при хранении:

Количество виноматериала:

671,27-0,74= 670,53 л или 678,94-0,75=678,19 кг

2.1.9 Отгрузка

При отправке через мерники нормы потерь:

0,08 + 0,07 = 0,15 %

Эти потери:



Таким образом, итоговое количество готового виноматериала:

670,54-1,0= 669,54 л или 678,19-1,02= 677,17 кг

Расчетные данные сведены в таблицу 6.

Таблица 6 - Сводный материальный баланс переработки винограда на столовые белые полусладкие виноматериалы

Поступление	Выход
Продукт	Количество	Продукты, потери, отходы	Количество
	кг	л		кг	л
Виноград Неоствеленное сусло	1000 -	- 750	Готовый продукт: Белый полусладкий виноматериал	677,17	669,54
			Отходы: Гребни	40,0	-
			Выжимка	138,25	-
			Плотный сусловой осадок	36,45	33,75
			Плотный дрожжевой осадок	3,51	3,47
			Потери:
			при приемке и дроблении	6,0	-
			при стекании	5,0	-
			при брожении: механические потери за счет СО2	23,2 48,37	21,5 -
			при снятии дрожжевого осадка	17,6	17,4
			при эгализации с комплексной оклейкой, выдержке на клею и снятии с клеевого осадка	2,63	2,63
			при хранении до отгрузки	0,75	0,74
			при отгрузке	1,02	1,0
Итого	1000	750	Итого	1000	750

2.2 Выбор, обоснование и расчет технологического оборудования

2.2.1 Расчет количества автовесов

Автомобильные весы, располагаемые при въезде на территорию завода, служат для учета количества сырья, поступающего на завод.

Требуется рассчитать количество автовесов для взвешивания винограда, поступающего на переработку.

Производительность цеха - 150 т/сут, сезон 20 дней.

Продолжительность приемки винограда рассчитывается в соответствии с длительностью светового периода суток, т.е. 10 часов. Следовательно, за 1 час на переработку поступает:

Грузоподъемность автотранспорта 5 т, коэффициент использования грузоподъемности по винограду 0,75. Отсюда грузоподъемность по винограду:

0,75·5 = 3,75 т

Неравномерность поступления винограда в течение рабочего дня учитывается с поправочным коэффициентом 1,4, следовательно, за 1 час будет принято:

Время взвешивания одной машины принимается 2 минуты, значит за 1 час можно осуществить 30 взвешиваний, а учитывая, что каждая машина взвешивается 2 раза, число взвешиваний в час составит 12.

Необходимое количество весов:



2.2.2 Оборудование для переработки винограда

Необходимо рассчитать, сколько линий непрерывной переработки винограда потребуется при поступлении винограда в объеме 3000 т в сезон 20 дней.

В сутки на переработку поступает 3000: 20 = 150 т. Выбираем дробилку ВДГ-20, тогда:

В состав линии входит следующее оборудование:

- приемный бункер питатель ВБШ-20; валковая дробилка-гребнеотделитель ВДГ-20; мезгонасос ПМН-28; сульфитодозатор ВСАУ; стекательВССШ-20; пресс ВПО-20; насос для сусла-самотека ВЦН-20; насос для прессовых фракций сусла ВЦН-20.

Принимаем 1 транспортер для гребней и 1 транспортер для выжимки на две линии переработки винограда.

2.2.3 Насосы

Расчет насосов ведется с учетом тех насосов, которыми укомплектована поточная линия. Насосы, входящие в комплект поточной линии, используются на следующих технологических операциях:

- мезгонасосы ПМН-28 - для перекачивания мезги на стекание;

- насосы для сусла ВЦН-20 - для перекачивания сусла на осветление. Эти же насосы можно использовать после окончания сезона виноделия.

В состав поточной линии переработки винограда входит 1 мезгонасос ПМН-28, 1 насос для сусла первой фракции ВЦН-20, 1 насос для прессовых отжимов ВЦН-20. В цехе имеется 2 линии переработки.

Всего мезгонасосов:

1*2 = 2 шт.

Всего насосов для сусла (2 в запас):

2*2+2 = 6 шт.

2.2.4 Отстойные ёмкости

Принимаем по одному охладителю типа «труба-в-трубе» марки ВХ2Б на каждую линию переработки винограда.

Осветление сусла отстаиванием осуществляют в цилиндрических вертикальных емкостях с коническим днищем. Рабочий объём резервуаров 2000 дал.

Число отстойных и настойных емкостей определяется по формуле:

х=

где Q- суточная производительность, дал;

1,2-коэффициент оборачиваемости емкости;

E- объем емкости, дал;

K- коэффициент заполнения- 0,9.

2.2.5 Установки для брожения

Расчеты установок непрерывного брожения сусла БА-1 ведутся с помощью формулы:

где Q - количество сусло поступающее в сутки на брожение, дал;

q - производительность установки, дал/сут.

2.2.6 Ультраохладители

Для охлаждения виноматериала в потоке используют ультраохладитель ВУНО-90 производительностью 5 мі/ч. Количество ультраохладителей рассчитывается на основании суточного количества сусловой гущи.

2.2.7 Фильтры для фильтрования осадков

Для фильтрации клеевой гущи используют вакуумный перлитовый фильтр марки «TAYLOUX 10» производительностью 250 дал/ч.

Количество фильтров рассчитывается на основании суточного количества сусловой гущи.

2.2.8 Расчет емкостей для хранения

Расчет потребного количества емкостей для хранения сусла ведется согласно материальному балансу.

Расчет ведется по формуле:

где n-количество емкостей для хранения;

-количество сусла, поступающего на хранение, дал;

,-количество имеющихся резервуаров;

- вместимость имеющихся резервуаров, дал;

E- вместимость одной емкости для хранения, дал;

K- коэффициент заполнения емкости-1.

Количество емкостей для хранения сусла до обработки:

Запас берется емкостей на хранение:

36,27+36,27*0,1= 39,9= 40 шт.

2.2.9 Сульфитодозаторы

Для сульфитирования мезги используем сульфитодозаторы ВСАУ, производительностью 4 кг/ч в количестве 2 шт.

Принимаем 2 сульфитодозирующие установки ВСФ для сульфитации виноматериалов.

2.2.10 Расчет реакторов для бентонита

Общее количество сусла в сутки:

75*150 = 11250 дал

Средняя дозировка бентонита составляет 3 г/дм3, объём 10%. Следовательно, суспензии бентонита потребуется:

При плотности p=1,1 г/дм3

При рабочем цикле 2 дня и емкости реактора 500 дал, количество реакторов:

2.2.11 Оборудование для эгализации

Эгализатор должен вмещать не менее 3-х объемов рабочих емкостей, в которых хранят виноматериал.

3*5000=15000 дал

Общий объем эгализатора при коэффициенте заполнения 0,81:

дал

Всего на эгализацию поступает: 67,39*3000 = 202170

Емкость эгализатора должна вмещать не менее 3-х объемов резервуаров, в которых хранят виноматериал, т.е.:

5000*3 = 15000 дал

Количество эгализаторов:

2.2.12 Расчет мерников

Принимаем 1 комплект мерников:

- 1 мерник Г4-ВИЦ-1000- 1000дал; 1 мерник Г4-ВИЦ-250 - 250 дал; 1 мерник K7-ВМА- 75 - 75дал.

Данные расчета оборудования и емкостей для производства столового белого полусладкого виноматериала представлены в таблице 7.



Таблица 7 - Сводная таблица оборудования и емкостей

Оборудование	Кол-во	Произво-дительность, дал/ч, дал, т/ч	Мощ-ность кВт	Габариты в мм	Приме-чания
				Длина	Ширина	Высота
Бункер-питатель ВБШ-20	2	20 т/ч	7,5	4380	3000	2145
Валковая дробилка-гребнеотделитель ВДГ-20	2	20 т/ч	4	2840	1270	1808
Трансопртер для выжимки	1	6,8 т/ч
Транспортер для гребней	1	2,0 т/ч
Отстойник	8	2000 дал		2920	2920	6200
Мезгонасос ПМН-28	2	32 м3/ч	4,5	2660	800	1450
Шнековый стекатель ВССШ-20	2	20	1,1	1890	1300	1600
Шнековый пресс ВПО-20	2	20	2,2	4500	1005	1400
Насос ВЦН-20	6
Реактор для бентонита	2	500 дал	0,55	1600	1600	3300
Бродильная установка БА-1	2	500	11	22950	5850	6000
Сульфитодаза-тор ВСАУ	2	75		815	540	1600
Эгализатор	1	18518 дал	2,2	6020	6020	7200
Вакуумный фильтр TAYLOLUX 10	2	250 дал/ч		3600	1800	2000
Емкость дляхранения	40	5000 дал		6800	3200	3560
Мерник Г4-ВИЦ-1000	1	1000 дал		3720	2020	1750
Мерник Г4-ВИЦ-250	1	250 дал		2840	1140	2110
Мерник К7-ВМА	1	75 дал		964	850	2830
Ультраохладитель ВУНО-90	3	500 дал/ч	92,8	5500	3150	3000



Список используемой литературы

1. ЭБС «Znanium»: Ауэрман Т.Л. Основы биохимии.: учеб. пособие / Т.Л. Ауэрман [и др.] - М.: ИНФРА-М, 2014.-400с.

2. ЭБС «Znanium»: Неверова О.А. Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного происхождения : учебник/О.А. Неверова [и др.] - М.: НИЦ ИНФРА-М, 2014.-318с.

ЭБС Университетская библиотека ONLINE: Годова, Г. В. Основы санитарной микробиологии пищевых продуктов : учебное пособие / Г. В. Годова. - M. : Издательство РГАУ-МСХА, 2012 - 51 с.

Труды ученых СТГАУ: Введение в технологию продуктов питания [электронный полный текст] : электронный практикум / Е. С. Романенко, Е. А. Сосюра, А. Ф. Нуднова, В. В. Дальвадянц, Д. С.Фитисов. - Ставрополь, 2013. -711 МБ.

ЭБС Университетская библиотека ONLINE: Алексанян, К. А. Технология производства фруктово-ягодных натуральных вин : монография / К. А. Алексанян, Л. А. Ткачук. - Минск :Беларусская наука, 2012. - 315 с.

Лобунько, Н. А. Виноградарство и виноделие Ставрополья: страницы истории : монография в 2 книгах / Н. А. Лобунько. - Ставрополь : ГУП СК «Ставропольская краевая типография», 2004. - 618 с.

ЭБС Университетская библиотека ONLINE: Неверова, О. А. Пищевая биотехнология продуктов из сырья растительного происхождения : учебник / О. А. Неверова, Г. А. Гореликова, В. М. Позняковский. - Новосибирск : Сибирское университетское издательство, 2007. - 416 с.

Востриков, С.В. Проектирование спиртового производства/ С.В. Востриков, В.А.Маринченко, А.Н. Яковлев.- Воронеж : АОЗТ «Полиграф», 2003. - 228с.

Размещено на Allbest.ru

...