- Расчеты применения холода в

3. Расчеты применения холода в первичном виноделии.
По мнению Герхарда Трооста охлаждать сусло следует в начале брожения, а
сбраживание сахаров вести при низких температурах на холодостойких расах дрожжей.
Затраты холода при 4-недельном сбраживании составляют около 20000 ккал в день на
1000 дал вина. При 20 –часовой работе машины производительность её должна составить
1000 ккал в час.
Ориентировочный расход холода на обработку вина
(ккал/100 дал)
БЕЛЫЕ ВИНА
Охлаждение сусла в период отстоя……………………………..10000
Охлаждение в процессе брожения………………………………15000
Обработка виноматериалов при выдержке……………………..15000
КРАСНЫЕ ВИНА
Охлаждение сусла с мезгой при брожении …………………….10000
Обработка виноматериалов холодом……………………………15000
Рассмотрим принципы расчета искусственного охлаждения сусла перед
отстаиванием (свежее сусло) и бродящего сусла (брожение сусла), когда температура
может достичь опасных пределов. Количество холода, который нужно подвести к суслу
(точнее отвести от него теплоту) выражается калориями и обозначается символом Q.
А. Охлаждение свежего сусла.
В сезон виноделия по-белому способу инженер-технолог винодел начинает свою
работу с очень важной операции – отстаивания сусла.
Наиболее удобно отстаивать сусло при температурах 10…150С. Только ранний
утренний сбор винограда (7,8,9,10 часов утра) может обеспечить естественное
отстаивание сусла при пониженных температурах. И это применяют во Франции в
Шампани при сборе и переработке классических шампанских сортов.
Обычно же виноград в сентябре убирают в дневные часы и полученное сусло
приходится искусственно охлаждать с 25 до 10…150С. Для этого крупное винодельческое
производство имеет холодильную установку.
Количество холода, необходимое в час для охлаждения данного объема сусла до
заданной температуры, рассчитывают по формуле:
Q = V Y C (tn – tk), ккал /час, где
V – объем охлаждаемого сусла, л/час;
Y – удельный вес (плотность) сусла (для сусел из белых сортов винограда плотность
колеблется в пределах от 1,070 до 1,100);
С – теплоемкость сусла, ккал / кг 0С (для практических расчетов теплоемкость
принимают = 1).
Пример:
1000 дал сусла при 250С плотностью 1,080 охладить до 150С.
Решение:
Q = 10000  1,080  1  (25 – 15) = 108000 ккал/час.
Охлаждать сусло можно в чану.
С помощью встроенного в него змеевика для рассола. Более эффективно пропускать
сусло через трубчатый охладитель. Схема такого охлаждения показана на рисунке.
Рассол
Охлажденное сусло
Сусло вино
рассол
Охладитель
Насос поршневой
Чан с суслом
Б. Охлаждение бродящего сусла.
Процесс брожения характеризуется выделением в окружающую среду теплоты.
Согласно реакции
С6Н12О6
1г
2С2Н5ОН + 2 СО2 + теплота
0,6 см3
247см3 0,13 ккал
(0,51 г)
(0,49) (586,6дж)
С увеличением температуры бродящего сусла увеличивается его испарение (растут
потери), улетучиваются эфирные масла винограда и ароматические вещества самого
брожения.
Допустимый интервал для простых столовых вин 25…280С , для шампанских
виноматериалов 20…230С, для марочных белых столовых вин 14…200С.
При низких температурах брожения получаются вина высокого качества, поэтому
виноделы стараются «сбить» повышение температуры сусла еще до стадии бурного
брожения.
Количество холода ( ккал) для охлаждения сусла при сбраживании рассчитывают по
формуле:
Q=V  p  c(tн –tk ), ккал
где :V-объем охлаждаемого сусла (л);
p-плотность сусла;
c-удельная теплоемкость, ккал/кг оС (примерно 1);
tн-tк-разность температур сусла до и после охлаждения оС.
Потребность в холоде для бродящего сусла вычисляют. Исходя из того, что при
брожении одной грамм-молекулы сахара, равной 180 г выделяется:
1г - 0,13 ккал
180г – Х ккал
Х=180 × 0,13 / 1=23,4 ккал тепла.
Пример: 300 дал сусла сахаристостью 19 % при полном выбраживании без учета
потерь выделяют следующее Q-количества теплоты:
Q=190 × 3000л × 23,4 / 180=74,100 ккал
Такое количество тепла повысит температуру бродящего сусла на
t 
Q
741000

 23 ОС,
V  p  C 3000  1,046  1
где: р = 1,046 – средняя плотность сусла в период брожения;
Тепловой эффект реакции, однако, значительно снижается вследствие потерь тепла.
Размеры потерь зависят от температуры бродильного помещения, теплоизлучения,
теплопроводности материала, из которого сделаны резервуары, от их объема и времени
брожения.
Установлено, что для дубовых чанов большой емкости (1500-2000 дал) ,потери тепла
достигают 25 %, малой емкости (250-300 дал) - около 60%.
Таким образом, для нашего конкретного случая превышение температуры составит
примерно 9оС (22,5-14=8,5). Если первоначальная температура сусла была 22оС, то
суммарная температура поднимется до 22+8,5=31,5оС. Исходя из этого и рассчитывают
количество отводимого сусла, то есть количества холода (ккал), необходимого для
отведения излишнего тепла.Пример,31,5оС-18оС=13,5оС
То есть:
Q=Vcp(tb-td), ккал,
Где tb –максимальная температура брожения, td –допустимый температурный предел
брожения.
В нашем примере это составит:
Q=3000х1х1,07(31,5-18)=41,730 ккал
41,730 кал холода следует ввести в сусло-мезгу за весь период охлаждения.
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Назовите ориентировочные затраты холода при сбраживании сусла.
2. В каких группах вин (белые, красные) и почему приходится больше затрачивать
холода?
3. Как рассчитывают количество холода, необходимое для охлаждения сусла в
виноделии по-белому способу?
4. Раскройте количественную сторону образования продуктов выделения теплоты
777