Скачиваний:   6
Пользователь:   Antoshka
Добавлен:   28.10.2014
Размер:   228.5 КБ
СКАЧАТЬ

ГЛАВА 11

_____________________________________________________________________________________________

 

ПЕРЕРАБОТКА ВТОРИЧНЫХ СЫРЬЕВЫХ

РЕСУРСОВ ВИНОДЕЛИЯ

 

 

 

11.1. Краткая характеристика основных вторичных сырьевых ресурсов

 

Создание малоотходных и безотходных производств – основной путь решения проблемы рационального использования природных ресурсов, охраны воздуха и воды от промышленных загрязнений, а, следовательно, безопасности пищевого сырья и продуктов питания.

В соответствии с Декларацией о малоотходной и безотходной технологии и использования отходов, принятой Европейской экономической комиссией ООН, безотходная технология определяется как практическое применение знаний, методов и средств с тем, чтобы в рамках потребностей человека добиться обеспечения рационального использования природных ресурсов, энергии и охраны окружающей среды.

В практике используют и другие понятия и термины: ресурсосберегающая и энергосберегающая технологии; вторичные сырьевые ресурсы; производство с замкнутым циклом; безотходное и малоотходное производство.

В настоящее время восстановление сырьевых ресурсов из отходов для многих развитых стран стало вопросом государственной важности, а производственная практика, как отечественная, так и зарубежная, показывает, что использование многих видов вторичных материальных ресурсов технически осуществимо и экономически выгодно.

Таким образом, перестройка традиционных технологических процессов с целью комплексного использования сырья, создания мало- и безотходных технологий обусловлена требованием повышения эффективности пищевой и перерабатывающей промышленности и максимального удовлетворения потребностей общества в отечественных продуктах питания. При этом производство должно обеспечивать выпуск высококачественной и экологически безопасной продукции.

Краснодарский край – ведущий регион промышленного виноградарства России. Экологические условия края обеспечивают производство винограда столовых и технических сортов разных сроков созревания при хорошем качестве.

Ведущие зоны – Анапо-Таманская, Черноморская, Южно-Предгорная, где сосредоточено до 85 % всех виноградников края.

Виноград выращивают 51 агрофирма и 97 крестьянских хозяйств. Доля кубанских виноградников в России в 1997 г составила 46,3 %, в 2000 г планируется довести ее до 50 %.

Валовой сбор винограда в крае составляет за последние 5 лет в среднем 187,3 тыс. т при средней урожайности 55.9 ц/га.

Переработкой винограда занимаются 34 предприятия края. Ежегодный объем переработки винограда составляет более 100 тыс. т. В результате переработки образуется до 20 % отходов, что приводит к увеличению себестоимости продукции.

Так, при переработке 1 т винограда также образуется вторичные сырьевые ресурсы, в том числе (в %):

Ø гребни – 1…7;

Ø выжимки – 10…14;

Ø семена – 3…4;

Ø дрожжевые осадки – 2,5…6.

При получении виноматериалов получают

Ø винный камень – 0,5…2,0 кг на 100 дал;

Ø коньячную барду (около 2/3 объема перегоняемого виноматериала);

Ø гущевые осадки – до 3 дал на 100 дал сусла или виноматериала;

Ø клеевые осадки – до 0,9 на 1 дал 20 %-ной суспензии бентонита, применяемой для оклейки;

Ø осадок берлинской глазури – 0,7…1,2 % от объема обрабатываемого виноматериала.

Гребни отделяют от винограда при его дроблении, при котором они смачиваются суслом. В таких гребнях содержание сахаров составляет 1,0…1,5 % при массовой доле влаги 46…55 %. Они также содержат винную кислоту (до 0,1 %), танин (до 3,2 %), пентозаны (до 2,8 %), протопектин (до 0,7 %) и минеральные вещества (до 2,4 %).

Выжимки состоят из твердой и жидкой фаз. Твердая фаза представлена 66 % кожицы винограда и 34% семян. Нормативная влажность выжимок при отжиме на шнековых прессах не более 56 %.

В зависимости от применяемой технологии различают выжимку сладкую (свежая) и сброженную (красный способ получения виноматериалов).

Массовая доля сахаров в сладкой виноградной выжимке колеблется от 5 до 10 %, виннокислых соединений – от 0,5 до 2,0 %. При этом виннокислые соединения в основном состоят из свободной винной кислоты (40 %) и битартрата калия (10…12 %). Следует отметить, что в сладкой выжимке присутствует также яблочная кислота, причем ее содержание при переработке винограда с технической зрелостью такое же, как и винной. Помимо перечисленных химических соединений выжимки содержат пентозаны (1,0…4,5 %), пектиновые ( 0,5…3,8 %), минеральные (1,2…3,6 %) и фенольные (до 11 %) вещества.

В сброженной выжимке сахара отсутствуют. Основным компонентом является этиловый спирт, объемная доля которого составляет 4…5 %. Выжимки содержат также виннокислые соединения (0,7…2,5 %) и фенольные вещества, содержание которых на 20…30 % ниже, чем в свежей.

Семена выделяют из свежих или экстрагированных виноградных выжимок. Основным пищевым компонентом, содержащимся в виноградных семенах, являются масла, массовая доля которых составляет 10…18%. Массовая доля фенольных веществ составляет 16 % (на сухую массу).

Дрожжевые осадки. Выход дрожжевых осадков обусловлен степенью осветления сусла, расой применяемых дрожжей, типом виноматериала и условий брожения.

Дрожжевые осадки могут быть жидкими, в виде гущи и отжатыми.

Жидкие дрожжи при длительном отстаивании уплотняются до консистенции гущи.

Отжатые дрожжи получают при отделении жидких дрожжей и дрожжевой гущи путем фильтрации при избыточном или остаточном давлении.

Основную часть дрожжевых осадков составляет вода, массовая доля которой составляет в среднем 75 %. Сухая масса дрожжей, главным образом, представлена углеводами (25…30%), белками (30…75 %), липидами (2…5%) и неорганическими веществами (5…10 %). Углеводы, в основном, состоят из полисахаридов и гликогенов. Белки содержат аминокислоты, в том числе незаменимые. Липиды дрожжевых осадков являются смесью истинных жиров, восков, фосфолипидов и стеринов. Неорганические вещества состоят в основном из фосфорной кислоты (50 %) и калия (25 %).

Винный камень. Кристаллы винного камня выделяются из виноматериалов и сусла из-за увеличения спиртуозности или снижения температуры. Они осаждаются на дно и стенки резервуаров. Содержание винной кислоты в сыром винном камне достигает до 70 %, количество нерастворимых примесей при этом составляет – 3…10 %.

Коньячная барда образуется при перегонке виноматериалов на коньячный спирт. Она содержит все нелетучие компоненты коньячных виноматериалов, в том числе 0,2...0,5 % виннокислых соединений – калий кислый виннокислый и кальций виннокислый.

Гущевые осадки образуются при креплении сусла и виноматериалов и их последующей длительной выдержке. Они имеют весьма богатый химический состав. Так, они включают в своем составе до 70 % сахара и до 85 % спирта к начальной их концентрации в сусле и виноматериале. В них также присутствуют соли винной кислоты, обрывки гребней, кожицы, виноградные семена и дрожжи.

Клеевые осадки формируются при обработке виноматериалов бентонитовой суспензией в сочетании с другими оклеивающими веществами – желатином, рыбьим клеем и др. В связи с этим они обогащаются белковыми, пектиновыми и фенольными веществами виноматериала и имеют аморфную структуру.

Осадок берлинской глазури образуется при деметаллизации виноматериалов с помощью желтой кровяной солью и является неутилизируемым отходом винодельческого производства. Имеет окраску от серо-голубой до синей при массовой доле влаги 55…95 %. Массовая доля цианидов колеблется от 2 до 20 г/дм3, этилового спирта – 4…10 %, винной кислоты – 2…8 г/дм3.

 

 

11.2. Гребни винограда

 

Одним из направлений использования гребней является экстрагирование фенольных, красящих и других экстрактивных веществ и получение водно-спиртовых экстрактов. Их применяют в производстве безалкогольных и слабоалкогольных напитков.

Другим направлением – является производство белкового корма – дрожжевой массы из виноградных гребней и выжимок. Сущность технологии заключается в следующем:

Ø вначале проводят гидролиз – осахаривание измельченной массы. Для этого ее смачивают стоками фильтратов, коньячной бардой или другими отходами. Процесс осуществляют под давлением 0,2…0,3 МПа в течение 1 ч;

Ø затем массу нейтрализуют до рН 4,2…5,0, добавляя раствор суперфосфата (300…500 мг/кг) и охлаждают;

Ø  полученную массу засевают дрожжами рода Сandida, которые культивируют при интенсивной аэрации, температуре 32…38 оС и рН среды 4,2…5,6 в течение 24…36 ч. Для засева используют ЧКД или массу, частично возвращаемую (1/4 от общего количества) после биохимической обработки;

Ø по окончании биотехнологического процесса получения дрожжевой массы, ее подвергают тепловой обработке или сушат.

Полученную таким образом дрожжевую массу применяют в качестве белкового корма на животноводческих фермах.

Содержание белков в нем составляет 25…27%.

Отходы от переработки винограда, в частности гребни, широко используются в качестве составных частей удобрений растительного происхождения. Их готовят в основном в виде компостов. Гребни закладывают в траншею слоем 0,3…0,4 м, заливают дрожжевой или коньячной бардой, перемешивают грейфером и закрывают сверху слоем земли 0,2…0,3 м. Используют такой компост через 6…7 месяцев после закладки, как правило, весной следующего года.

В качестве удобрений используют также золу, получаемую при сжигании гребней и выжимок.

11.3 Виноградные выжимки

 

Состав и выход выжимок зависят от способа переработки винограда и его сортовых особенностей. Выход выжимок (с гребнями) при использовании в технологической схеме прессов непрерывного действия в среднем составляет 13 %, гидравлических – 17 %, винтовых – до 21 %.

По химическому составу виноградные выжимки ценны тем, чем они имеют богатый полисахаридный комплекс, содержат значительное количество фенольных веществ и лигнина (табл. 33).

 

Таблица 33 – Химический состав кожицы винограда некоторых

технических сортов

 

Компоненты, мг/100 г

сухого препарата

Содержание в сортах винограда

белых

красных

Полисахариды (по сумме мономерных

составляющих)

   в том числе L-целлюлоза

Фенольные и лигноподобные вещества

Азотистые вещества (по азоту)

Зольный остаток

 

 

42...44

24...25

36...38

1.4...1.6

2.5...2.7

 

41...45

24...25

37...39

1.5...1.8

2.6...2.8

 

Полисахаридный комплекс выжимок характеризуется достаточно сложным составом высокомолекулярных соединений (табл. 34).

 

Таблица 34 – Углеводный состав кожицы винограда

 

 

Моносахарид

Содержание, мг/100 г, в сортах

винограда и фракциях

Белые сорта

Красные сорта

Лгх

Тгх

Лг

Тг

D-галактуроновая кислота

D-глюкуроновая кислота

L-рамноза

D-галактоза

D-глюкоза

D-манноза

D-ксилоза

L-арабиноза

2.8...3.4

сл.

0...1.7

0.6...2.1

2.1...2.3

1.2...2.8

4.0...4.5

6.0...6.7

3.5...3.7

8.0...11.1

5.8...6.1

5.4...6.0

2.5...3.1

сл.

сл.

3.7...8.1

8.3...12.4

0.6...2.5

4.0...4.7

4.0...4.7

0.5...0.9

9.6...10.4

4.2...4.9

4.3...6.0

х – легко и трудногидролизуемые фракции

 

Легко гидролизуемая фракция кожицы (пектиновые вещества и гемицеллюлозы) отличается большим набором мономерных составляющих и достаточно широкой их вариабельностью.

Минеральный состав выжимок в количественном отношении колеблется незначительно и не зависит от места произрастания и сорта винограда. Особенно богаты выжимки железом и щелочными металлами (табл. 35).

 

Таблица 35 – Минеральный состав виноградных выжимок, мг/100 г

 

Минеральные

вещества

Сорта винограда

Виорика

Луминица

Амур

Деметра

К

Na

Са

Mg

Р

Fe

 

265.5

235.2

139.8

103.8

205.5

15.8

375.2

112.4

172.9

150.1

215.5

11.3

300.1

191.0

153.5

132.9

177.7

11.2

260.1

100.6

159.3

151.1

167.8

13.4

 

 

Особый интерес с точки зрения безопасности готовой продукции представляет содержание тяжелых металлов – меди, свинца, олова (табл. 36).

 

Таблица 36 – Содержание некоторых токсичных компонентов

в виноградной выжимке, мг/100 г

 

 

Компонент

Сорта винограда

Виноградный

сок,

мг/100 мл

Виорика

Луминица

Амур

Деметра

Cu

Pb

Sn

NO3

PO43-

 

следы

следы

46.0

176.0

следы

следы

следы

180.9

следы

29.2

180.0

следы

19.2

190.0

2.90

0.38

0.16

 

Из приведенных данных видно, что во всех сортах винограда тяжелые металлы либо отсутствовали, либо обнаружены только в следовых количествах.

Исследование фосфатов и нитратов показало, что их количество, обнаруженное в виноградной выжимке, не превосходит допустимые нормы.

 


Виноградные выжимки – перспективное пектиносодержащее сырье

 

Пектиновые вещества винограда изучены мало. Общее количество пектиновых веществ в разных сортах винограда колеблется от 1,05 до 3,25 %. Менее сочные ягоды содержат больше пектина; при этом при прессовании значительная часть нерастворимого пектина остается в выжимках. Большое количество общего содержания пектина и протопектина отмечено у поздно созревающих сортов.

Распределение пектиновых веществ в частях грозди и ягоды на примере двух технических сортов винограда приведено в табл. 37.

 

Таблица 37 – Содержание пектиновых веществ в частях грозди и ягоды,

% на сухую массу

 

Сорт

Гребни

Кожица

ягод

Мякоть

Сок,

г/л

Семена

Ркацители

Саперави

 

3.9

2.9

4.4

3.5

0.5

0.4

1.41

1.38

1.9

2.0

 

Из таблицы видно, что наибольшее содержание пектиновых веществ наблюдается в кожице ягод. При этом соотношение протопектина и общего содержания пектиновых веществ (ПП/ПВ) составляет в среднем 56,1...62,5 %. Таким образом, виноградные выжимки являются промышленно значимым сырьем для пектинового производства.

Гидролиз-экстрагирование пектиновых веществ из виноградных выжимок осуществляют 0,37 %-ным водным раствором соляной кислоты при рН среды 1,1; гидромодуле 1:5, температуре 70 °С в течение 4 ч. Виноградный пектин выделяют из экстракта осаждением этиловым спиртом с последующей спиртовой очисткой. Выход пектина в зависимости от условий выделения колеблется от 4.15 % до 7.0 %. Существенное влияние на физико-химические свойства виноградного пектина оказывают, как и на другие виды пектина, почвенно-климатические условия и зона возделывания. Так, например, чистота образцов пектина из сортов винограда, выращенных в Азербайджане, составляет 88,0...97,5 %, в сортах из Крыма – 75,0...85,7 %, в сортах из Молдавии – 48,0...80,1 %. Зольность виноградного пектина невысока и составляет в зависимости от района 0,7...1,6 %, 2,5...4,6 % и 2,2...5,6 % соответственно.

Однако экстрагирование пектина соляной кислотой приводит к снижению выхода пектиновых веществ из виноградных выжимок. При гидролизе-экстрагировании пектина 0,5 %-ной щавелевой кислотой выход его увеличивается на 0,9...1,1 пункта. Сравнительная характеристика пектина из различных видов растений показала, что студнеобразующая способность хлопкового и виноградного пектинов выше, чем яблочного и мандаринового (табл. 38).

Таблица 38 – Сравнительная характеристика разных видов пектина

 

Вид

пектина

Полигалактуроновая

кислота,

%

Зольность,

%

Степень

этерифика-

ции,

%

Прочность

1 %-ного

стандартного

студня, кПа

 

Виноградный

 

Хлопковый

 

Яблочный

 

Мандариновый

 

 

80.2

 

80.0

 

56.2

 

45.7

 

1.4

 

1.3

 

0.8

 

0.9

 

65.8

 

38.5

 

51.0

 

55.0

 

82.8

 

91.5

 

18.2

 

20.2

 

Из таблицы видно, что качественные показатели виноградного пектина соответствуют требованиям пищевой промышленности. Это дает основание считать виноградные выжимки перспективным пектиносодержащим сырьем.

 

 

Технология комплексной переработки выжимок с получением пектинового экстракта

 

Одним из наиболее перспективных направлений переработки виноградных выжимок является получение из них пектинового экстракта.

Нами разработана принципиальная технологическая схема комплексной переработки виноградных выжимок с получением винной кислоты и пектинового экстракта (рис. 58).

Сырьём для получения пектинового экстракта служат виноградные выжимки технических сортов винограда, являющиеся отходами винодельческого и сокового производства.

Содержание спиртоосаждаемых пектиновых веществ в выжимках должно составлять не менее 8 % на абсолютно сухую массу. Свежие виноградные выжимки содержат 18…20 % виноградных семян с содержанием масла 12…22 %. Такие семена являются ценным сырьём для переработки. Поэтому их необходимо отделить из выжимки для дальнейшей переработки. Выделение виноградных семян из выжимки может осуществляться всеми имеющимися средствами: применением машин ОВС-2, зерновых веялок, гидроциклонов, зерномётов.

Виноградные семена, поставляемые маслодобывающим предприятиям для переработки на виноградное масло, не сортируются по сорту винограда. Они могут поставляться смешанными.

 

 

10_Часть_6_гл_ 11
 

 

 

 

 

 

 

 

 


Получение винной

кислоты

Получение пектинового

экстракта

 

 

10_Часть_6_гл_ 11 10_Часть_6_гл_ 11
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Рисунок 58 – Технологическая схема получения пектинового экстракта

из виноградных выжимок

 

После отделения семян из отжатой выжимки оставшаяся кожица содержит 30…35 % растворимых сухих веществ, в том числе сахаров, органических кислот, солей, крахмала и других, которые являются балластом в процессе извлечения пектиновых веществ. Эти вещества должны быть удалены, чтобы получить пектиновый экстракт высокого качества. Для этого выжимки промывают водой при температуре смеси 25…30 °С, перемешивают 15 минут и отделяют промывную воду.

В зависимости от количество балластных веществ и с учетом разнородности выжимок проводят 1…3 промывки.

После промывки выжимки поступают в гидролизатор для проведения процесса гидролиза – экстрагирования пектиновых веществ, от рационального проведения которого в значительной мере зависят не только качество и выход продукции, но и рентабельность производства в целом.

Процесс ведут 0,2 %-ным раствором винной кислоты, температуре 70 °С и гидромодуле смеси 1 : 3 в течение 3…4 ч.

По истечении времени гидролиза-экстрагирования массу выгружают на стекатели для разделения твердой и жидкой фаз. Обеспектиненные выжимки направляют на прессование для полного отделения экстракта.

Полученный пектиновый экстракт с содержанием спиртоосаждаемых пектиновых веществ 0,8…1,0 % направляют на сепарирование и концентрирование.

Экстракт концентрируют в двухкорпусных вакуум-выпарных установках непрерывного действия или на роторном испарителе. При этом температура продукта в первом корпусе должна быть 70…75 °С, во втором – не более 45 °С. Содержание сухих веществ в пектиновом концентрате составляет 10…12 % по рефрактометру, концентрация спиртоосаждаемого пектина – не менее 2.5 %.

По окончании процесса концентрат охлаждают до 25 °С в трубчатом охладителе открытого типа и направляют на хранение.

По внешнему виду полученный концентрированный пектиновый экстракт представляет однородную, слегка вязкую жидкость, имеющую слабокислый, свойственный исходному сырью вкус. Цвет экстракта – от светло-коричневого до лилового в зависимости от сортов перерабатываемого винограда.

Основными требованиями, предъявляемыми к качеству экстрактов, как основы для производства пищевых изделий, являются: использование высококачественного сырья, обеспечение срока хранения и биологической стойкости в течение одного года.

Кроме описанного способа получения виноградного экстракта, нами предложен способ получения пектинового виноградного экстракта без применения добавляемых кислот. Гидролиз-экстрагирование проводят чистой водой, используя выжимки, титруемая кислотность которых составляет на сырую массу не менее 1.2…3,0 %. В этом случае количество кислот, содержащихся в выжимках, является достаточным для проведения гидролиза-экстрагирования протопектина, входящего в состав выжимок.

Пектиновый экстракт, полученный по предлагаемому способу, можно без дополнительной доработки использовать в качестве лечебно-профилак-тического напитка, который рекомендуется при заболеваниях желудочно-кишечного тракта, а также для выведения шлаков после усиленного приема синтетических лекарственных средств, удаления тяжелых металлов и радионуклидов и других токсических соединений.

Следует отметить, что в последние годы устойчивой тенденцией в производстве безалкогольных напитков является увеличение выпуска напитков специального назначения, содержащих биологически активные вещества. Одним из природных биологически активных соединений является пектин, так как именно в гидратированной форме пектиновые вещества оказывает наилучшее физиологическое воздействие.

Для получения профилактических напитков на основе пектинового экстракта из виноградных выжимок нами разработана технологическая схема производства негазированных, газированных и сухих виноградных напитков, обогащённых пектином (рис. 59).

Полученные по разработанной нами технологии напитки оценены по органолептическим и физико-химическим показателям.

Физико-химические показатели пектиносодержащих напитков на основе виноградного сока представлены в табл. 40.

 

Таблица 40– Физико-химические показатели пектиносодержащих

виноградных напитков

 

Показатели

Характеристика напитков

негазированных

газированных

сухих

негазированных

Массовая доля сухих

веществ, % не менее

Титруемая кислотность,

% не менее

рН

Содержание пектиновых

веществ, % не менее

Содержание диоксида

углерода, % не менее

 

 

12.0

 

0.6

3.7

 

0.7

 

 

12.0

 

1.25

3.7

 

0.7

 

0.4

 

97.5

 

2.0

 

5.7

 

 

Разработанные напитки характеризуются высокой пищевой ценностью. Виноградный пектиносодержащий напиток богат органическими кислотами: винной, содержание которой в напитке составляет 2.28 г/дм3; лимонной – 0.85


10_Часть_6_гл_ 11 


г/дм3; яблочной – 2.31 г/дм3 и другими. Достаточно высоко содержание минеральными веществами, при этом преобладают калий – 1284 г/дм3 и кальций – 157,5 г/дм3.

Привлекательный вид напитку обеспечивают антоцианы, которые придают ему красно-фиолетовый оттенок. Особенно богат антоцианами напиток, приготовленный на основе виноградного сока, полученного из красных сортов винограда. Содержание антоцианов в таком напитке составляет 176,5 мг %.

Органолептические показатели полученных напитков представлены в табл. 41

 

Таблица 41 – Органолептическая оценка пектиносодержащих виноградных

напитков

 

Наименование

показателей

Характеристика напитков

 

негазированных

газированных

сухих

негазированных

 

 

Внешний вид

 

 

 

 

Цвет

 

 

 

 

 

 

Вкус и аромат

 

 

 

Непрозрачная однородная жидкость без осадка и посторонних взвешенных частиц

От светло-оливкового до лилового, свойственный применяемому виду сока

 

 

Приятный, свойственный винограду

Прозрачная однородная жидкость без осадка и посторонних взвешенных частиц

От светло-оливкового до лилового, свойственный применяемому виду сока

 

 

Кисло-сладкий, свежий, ярко выраженный виноградный аромат

Однородный мелкодисперсный порошок, без твердых частиц или комков

 

От светло-зеленого

до сиреневого в зависимости от количества красящих

веществ (антоцианов)

 

*Освежающий, приятный, с легким виноградным ароматом

 

*Вкус и аромат для сухих негазированных напитков определяется в состоянии, готовом к употреблению: перед употреблением порошок растворяют в холодной воде при помешивании в стакане

 

 

Получение этилового спирта-сырца и спирта ректификованного

 

Благодаря высокому содержанию сахаров виноградные выжимки являются сырьевым источником для получения виноградного спирта-сырца. Он представляет собой прозрачную бесцветную жидкость с характерным запахом и вкусом, крепостью не менее 40 % об.

Крепость спирта-сырца, вырабатываемого в других странах, колеблется в более широких пределах. Так, в Португалии он имеет крепость 45…60 % об., в Аргентине – 62 % об., в Италии – 67…77 % об. При этом содержание метилового спирта колеблется в зависимости от крепости от 0,16 до 1,30 мг на 100 мл.

Поэтому для использования виноградного спирта для крепления вин (портвейна, мадеры, марсалы) и приготовления граппы, ракии и других крепких алкогольных напитков спирт-сырец подвергают ректификации. Согласно требованиям стандартов его спиртуозность должна быть не ниже 95,8 % об. при содержании метилового спирта – не более 0,1 % об. в пересчете на безводный спирт.

Для производства этилового спирта-сырца используют сладкую выжимку с массовой долей сахаров не менее 7 % и сброженную или спиртованную выжимку с массовой долей этилового спирта не менее 4 %. Содержание винной кислоты в выжимке не должно превышать 0,7 %. Не допускается переработка гнилых и заплесневелых виноградных выжимок.

Принципиальная технологическая схема получения спирта-сырца из виногражных выжимок складывается из следующих основных стадий:

Ø промывка выжимок;

Ø сбраживание сахаросодержащего экстракта;

Ø перегонка бражки.

Промывку выжимок осуществляют водой температурой не менее 85 оС при переработке сладкой выжимки и не более 40 оС при переработке сброженной выжимки. Процесс экстрагирования осуществляют противоточно. Промытую и отжатую до влажности 50…55 % выжимку используют для получения виноградных семян или кормопроизводства. Полученный экстракт направляют на брожение.

Сбраживание сахаросодержащего экстракта осуществляют в течение 3…7 суток. По окончании процесса брожения полученную бражку направляют на перегонку.

Перегонку бражки ведут в перегонных или ректификационных аппаратах. Выход спирта-сырца из 1 т переработанной выжимки составляет 0,3 дал а.а. на каждый процент сахаров в выжимке.

Образовавшуюся при перегонке и ректификации бражки барду используют для получения виннокислого кальция или направляют на очистные сооружения.

Для производства спирта виноградного ректификованного спирт-сырец подвергают ректификации на двухколонных ректификационных установках типа «Комсомолец».

После ректификации объемная доля метилового спирта снижается с 0,2 % до 0,1 %, массовая концентрация эфиров – с 2 г/дм3 до 0,15 г/дм3, альдегидов – с 0,5 г/дм3 до 0,01 г/дм3, сивушных спиртов – с 5 г/дм3 до 0,03 г/дм3 в пересчете на безводный спирт.

Производство винной кислоты

 

Одним из естественных источников получения винной кислоты является виннокислая известь, извлекаемая из виноградных выжимок.

Винная кислота широко применяется в пищевой, полиграфической, электронной и электротехнической промышленности.

Производство винной кислоты включает следующие технологические операции:

Ø извлечение виннокислых соединений;

Ø получение осадка виннокислого кальция;

Ø разложение виннокислого кальция;

Ø концентрирование раствора винной кислоты;

Ø кристаллизация винной кислоты ;

Ø перекристаллизация винной кислоты.

Извлечение виннокислых соединений, в частности кислого виннокислого калия ведут путем экстрагирования виноградных выжимок водой при температуре 75 оС. Полученный экстракт обрабатывают 10 %-ным известковым молоком при температуре не менее 45 оС. Предварительно вводят 20 %-ный водный раствор хлористого кальция. При этом образуется нерастворимый виннокислый кальций:

 

2КНС4Н4О6 +  СаСО3 = СаС4Н4О6 + К2С4Н4О6 +  СО2 + Н2О;

 

10_Часть_6_гл_ 11К2С4Н4О6 + СаСl2 = 2КСl + СаС4Н4О6

 

Образовавшийся осадок виннокислого кальция отфильтровывают, промывают водой и обрабатывают серной кислотой при нагревании до 65 оС. при этом получают свободную винную кислоту и гипс.

 

СаС4Н4О6 + Н24 =  СаSО4 + Н2С4Н4О6

 

Раствор винной кислоты отфильтровывают, а затем направляют на концентрирование. Для удаления осадка остатков гипса концентрированный раствор винной кислоты фильтруют и вновь концентрируют до получения пересыщенного раствора.

Кристаллизация винной кислоты из пересыщенного раствора продолжается 6…10 суток. Полученные кристаллы отделяют от маточного раствора центрифугированием, промывают, очищают и высушивают. Для очистки кристаллов от содержащихся в них загрязнений их подвергают перекристаллизации. Для этого кристаллы растворяют в воде. Полученный раствор обесцвечивают активированным углем, обрабатывают желтой кровяной солью для удаления железа и сульфидом бария для удаления тяжелых металлов. Образовавшийся осадок отделяют фильтрованием. Отфильтрованный раствор концентрируют до пересыщенного состояния и повторно проводят кристаллизацию винной кислоты.

Винная кислота кристаллизуется в виде прозрачных бесцветных кристаллов без запаха, имеющих кислый вкус. Содержание в них винной кислоты должно быть не менее 99 %.

 

 

Искусственное выращивание съедобных грибов

 

Потребление грибов как продукта питания имеет многовековую историю, а за последние 3…4 столетия отдельные виды съедобных грибов стали выращивать в искусственных условиях. К настоящему времени разработаны методы культивирования свыше 10 съедобных грибов. Предполагают, что в недалеком будущем их будут выращивать в таких же количествах, как сейчас картофель и злаки, что значительно снизит дефицит в пищевом белке. Так, количество белковых веществ в плодовых телах шампиньона двуспорового, вешенки обыкновенной и зимнего гриба изменяется в пределах 28…33 %. Кроме того, в белках шампиньона и вешенки содержится 18 аминокислот, в том числе 8 незаменимых. Мировое производство съедобных грибов достигло в настоящее время около 2 млн т в год, при этом на долю шампиньонов приходится примерно 70…75 %. Потребление искусственно выращиваемых грибов на душу населения в большинстве экономически развитых стран составляет около 4 кг в год, однако в нашей стране пока не превышает 100 г. Поэтому проблема культивирования в России съедобных грибов весьма актуальна.

Виноградные выжимки после технологической обработки (измельчение, пастеризация, охлаждение) могут быть использованы в качестве субстрата для промышленного производства мицелия и товарных грибов вешенки обыкновенной и сиитаке. Технология выращивания съедобных грибов с применением в качестве субстрата виноградных выжимок разработана в ИвиВ «Магарач».

Проращивание субстрата мицелием и плодоношение длится в течение 8…10 недель. Плодоношение происходит волнообразно: после активного плодоношения наступает спад. Продолжительность каждой «волны» составляет примерно неделю. В период плодоношения и сбора урожая поддерживают температуру воздуха в помещении на уровне 15…16 оС.

Выход продукции составляет 200…300 кг товарных грибов (2…3 волны) с 1 т субстрата.


Получение энокрасителя

 

Среди веществ, определяющих внешний вид пищевых продуктов, одно из важнейших мест принадлежит красителям. Для сохранения, улучшения или придания определенного внешнего цвета пищевым продуктам красители применяли издавна.

С точки зрения гигиены питания целесообразно полностью отказаться от использования красителей. Однако, современная технология обработки пищевого сырья, например кипячение и стерилизация, приводят к изменению первоначальной окраски и появлению у пищевых продуктов непривлекательного или даже неэстетичного внешнего вида. Диетологами установлено, что такие продукты могут через психофизиологические механизмы снижать аппетит и угнетать процесс пищеварения. Кроме того, необходимость окрашивания пищевых продуктов вызвана также коммерческими требованиями: пищевые продукты должны иметь привычную окраску.

Источником для получения красных красителей служит растительное сырье, содержащее антоцианы

Наиболее известен из этой группы красителей энокраситель, получаемый из выжимок темноокрашенных сортов винограда. Он представляет собой жидкость интенсивно красного цвета, в состав которой входит смесь соединений, в том числе антоцианов и катехинов. Окраска пищевых продуктов зависит от реакции среды. Так, например, в подкисленной среде энокраситель придает продукту красный цвет, а нейтральная и щелочная реакция среды придает продукту синий оттенок. В связи с этим энокраситель применяют в кондитерской промышленности в сочетании с органическими кислотами. Антоцианы разрешены к применению во всех странах без ограничения.

Для промышленного получения энокрасителя применяют в основном два способа. По первому способу в качестве экстрагента используют 2 %-ный раствор сернистого ангидрида, по второму – 1 %-ный раствор химически чистой соляной кислоты. Экстрагирование красящих веществ осуществляют в противоточных экстракторах при соотношении расхода масс 1:1 в течение 2 ч.

Полученный экстракт с содержанием энина 15 г/дм3 отстаивают, фильтруют и направляют на десульфитацию.

После охлаждения до температуры 30 оС экстракт направляют в бродильные аппараты для его сбраживания насухо при добавлении 3…4 % хлебопекарных дрожжей. По окончании процесса брожения краситель фильтруют и подают в катионитовый фильтр для отделения минеральных примесей, затем – в анионитовый фильтр для удаления избытка кислот и диоксида серы. Очищенный краситель концентрируют в вакуум-выпарной установке до содержания сухих веществ не менее 30 % и энина – 50 г/дм3.

 

 

Производство кормовой муки

 

Сухие виноградные выжимки содержат в своем составе 14 % протеина, 10 % жиров, микроэлементы, витамины и другие ценные химические соединения. По этой причине их целесообразно использовать в качестве сырьевого источника для получения кормовой муки или гранулированного корма.

Свежие виноградные выжимки измельчают, промывают и направляют на сушку. Полученную таким образом кормовую муку упаковывают в тканевые или крафт-мешки и хранят в сухих вентилируемых складских помещениях.

Муку используют в качестве наполнителя комбикорма (до 10 %).

Для получения гранулированного корма применяют гранулятор типа ОГМ – 0,8, работающий спаренно с агрегатом АВМ – 0,4. В нем муку смешивают с паром и с помощью пресса продавливают через радиальные отверстия матрицы. Неподвижный нож отрезает гранулы нужного размера. Они проходят вентиляционные камеры, охладительную колонку и сортировочную установку. Полученный гранулированный корм фасуют в мешки.

Кормовая ценность муки из сладкой выжимки на 100 кг корма составляет 36…41 КЕ, из проэкстрагированной – 27…38 КЕ.

 

 

11.4. Переработка виноградных семян

 

Виноградные семена являются сырьевым источником в основном масла и танина.

Следует отметить, что для их получения пригодны только выжимки полученные при переработке винограда по белому способу. Массовая доля виноградных семян в таких выжимках составляет в среднем 25 %.при массовой доле влаги 30…40 % в семенах массовая доля масла – до 10 % и энотанина – до 7 %.

Технологическая схема выделения семян из выжимки складывается из следующих стадий:

Ø промывки выжимок горячей водой;

Ø выделения семян из промытой выжимки;

Ø сушки семян;

Ø упаковки и складирования семян.

Промывка выжимок осуществляется противоточным экстрагированием водой при температуре 50…55 оС.

Выделение семян. По окончании процесса экстрагирования виноградную выжимку отпрессовывают до влажности 50…55 %, разрыхляют в центробежной дробилке и направляют на рассевы для разделения семян, кожицы и пульпы.

Сушку виноградных семян ведут горячим воздухом в конвективных сушилках до влажности 8…10 %. Температура семян не должна превышать 75…80 оС во избежание потери их качества.

Хранят семена в бумажных мешках или насыпью высотой не более 500 мм в сухих хорошо вентилируемых складских помещениях. Срок хранения до переработки – не более 3 месяцев.

Виноградное масло получают двумя способами:

Ø прессовым;

Ø экстракционным.

Извлечение масла прессовым способом осуществляют следующим образом. Семена перед прессованием дополнительно сушат, измельчают и трижды прессуют на гидравлических или шнековых прессах. Выход масла при этом составляет 110 кг/т.

Для извлечения масла экстракционным способом измельченные сухие семена загружают в экстрактор. В качестве растворителя чаще применяют трихлорэтилен. Выход масла при таком способе достигает 150 кг/т. образовавшийся жмых используют на корм скоту или гидролизуют для получения фурфурола.

Отличительной особенностью виноградного масла является высокое содержание ненасыщенных жирных кислот (до 85 %), что обусловливает его высокую пищевую ценность. Известно, что ненасыщенные жирные кислоты препятствуют накоплению повышенного количества холестерина в крови человека.

 

Таблица 42 – Качественные показатели виноградного рафинированного масла

Показатели

Значения

Плотность при 20 оС, г/см3

0,913…0,937

Коэффициент рефракции при 20 оС

1,473…1,474

Калорийность, кал/г

9,54

Йодное число

94…131

Число омыления

92…97

Содержание токоферолов, мг на 100 г

90…135

Содержание жирных кислот, %

миристиновой

пальмитиновой

пальмитоолеиновой

стеариновой

олеиновой

линолевой

линоленовой и арахиновой

 

До 0,15

6,9…8,4

до 0,3

2,2…3,9

13,69…20,50

65,4…75,5

0,3…1,5

 

Кроме того, для виноградного масла характерно высокое содержание линолевой кислоты (60…70 %), что также определяет его антихолестериновую способность. Очень низкое содержание линоленовой кислоты и высокое содержание токоферолов обеспечивают маслу стабильность к окислению.

Прессовое и рафинированное экстракционное виноградное масло используют при производстве консервных изделий и маргариновой продукции.

Качественные показатели виноградного масла приведены в табл. 42

Наибольшее применение виноградное масло находит в парфюмерной, фармацевтической и лакокрасочной промышленности.

Танин извлекают путем экстрагирования семян этиловым спиртом.

 

11.5. Дрожжевые осадки

 

Производство этилового спирта-сырца

 

Для производства спирта-сырца применяют дрожжевые и гущевые осадки, находившиеся на отстое и хранении не позднее 1 апреля года, следующего за сезоном переработки винограда, а также клеевые осадки, кроме осадков берлинской глазури.

Принципиальная технологическая схема получения спирта-сырца из осадков складывается из следующих основных стадий:

Ø прессование дрожжей;

Ø разбавление отжатых дрожжей водой;

Ø дображивание;

Ø перегонка.

Переработку дрожжевых осадков начинают с отжима на рамных фильтр прессах с целью максимального извлечения вина. Дрожжевое вино используют в купажах вместо автолизатов (ферментный концентрат).

Отжатые дрожжи по шнековому транспортеру направляют в аппарат с мешалкой для разбавления водой в соотношении 1:1. Кроме воды применяют также слабый спирт, собранный с предыдущих отгонок или коньячную барду. При необходимости жидкие или разведенные плотные осадки дображивают при температуре 15…25 оС до остаточной массовой доли сахаров не более 0,4%.

После дображивания осадки подвергают перегонке или ректификации. Объемная доля этилового спирта должна быть не ниже 40 %. Выход спирта-сырца из 100 дал осадков рассчитывается по нормативу 0,8 дал а.а. на каждый процент спиртуозности осадков.

Спирт-сырец хранят в вертикальных цилиндрических резервуарах. В случае необходимости его подвергают ректификации, получая спирт-ректификат крепостью не менее 95,8 %.

 

Получение энантового эфира

 

Энантовый эфир или коньячное масло содержится в основном в винных дрожжах. В чистом виде – бесцветная жидкость, хорошо растворимая в спирте, серном и петролейном эфирах, нерастворимая в воде. Она представляет собой смесь этиловых эфиров высших жирных кислот – каприновой, каприловой, лауриновой и в меньших количествах капроновой, миристиновой, пальмитиновой и стеариновой. Из 1 т дрожжей получают 400 г энантового эфира, применяемого в пищевой и парфюмерной промышленности. Получают его перегонкой на специальных установках.

 

Белковый корм

 

Известно, что дрожжи являются источником белка. Поэтому дрожжевые осадки применяют для получения белкового корма.

С этой целью дрожжевые осадки отжимают на фильтр прессах, измельчают и сушат при температуре 60…70 оС до влажности не более 6 %.

Полученный таким образом белковый корм содержит перевариваемого белка не менее 20 % в пересчете на сухое вещество.

 

11.6. Винный камень

 

При хранении молодых вин, брожении сусла и обработке вина возможно образование на дне и стенках резервуаров осадков винного камня.

Винный камень состоит из битартрата калия (кислого виннокислого калия – 83 %), тартрата кальция (виннокислого кальция – 5,4 %), кремнезема – 1,1 %, дрожжевых клеток, красящих веществ и других примесей. Следует отметить, что чем больше битартрата калия в винном камне, тем выше в нем содержание винной кислоты (65…70 %).

Собирают сырой винный камень в период мойки или ремонта резервуаров последовательно механическим и химическим способами.

Механический способ заключается в отбивании винного камня острыми молотками, буты и цистерны обогревают паяльной лампой. Сырой винный камень промывают холодной водой и сушат в сушилках.

Затем для полного удаления винного камня резервуары обрабатывают содовым раствором или 2%-ным раствором серной кислоты. Из горячего раствора 20 %- ным раствором хлористого кальция осаждают виннокислую известь. Полученный осадок промывают, сушат, фасуют и хранят отдельно.

Винный камень должен быть сухим, без следов плесени и постороннего запаха. Хранят его в темных, сухих и прохладных складских помещениях в мешках.

11.7. Коньячная барда

 

Массовая концентрация винной кислоты в коньячной барде не менее 7 г/дм3. По этой причине коньячную барду целесообразно использовать в качестве сырьевого источника для получения виннокислого кальция.

Технология получения аналогична технологии винной кислоты из выжимок.

 

11.8. Клеевые осадки

 

Клеевые осадки богаты спиртом и белками. Такие осадки прессуют, а содержащийся в жидкости спирт перегоняют на спирт-сырец. Исключение составляют осадки берлинской глазури. Их уплотняют и уничтожают или передают на химические заводы для получения пигментов красителей.

 

Наверх страницы

Внимание! Не забудьте ознакомиться с остальными документами данного пользователя!

Соседние файлы в текущем каталоге:

На сайте уже 21970 файлов общим размером 9.9 ГБ.

Наш сайт представляет собой Сервис, где студенты самых различных специальностей могут делиться своей учебой. Для удобства организован онлайн просмотр содержимого самых разных форматов файлов с возможностью их скачивания. У нас можно найти курсовые и лабораторные работы, дипломные работы и диссертации, лекции и шпаргалки, учебники, чертежи, инструкции, пособия и методички - можно найти любые учебные материалы. Наш полезный сервис предназначен прежде всего для помощи студентам в учёбе, ведь разобраться с любым предметом всегда быстрее когда можно посмотреть примеры, ознакомится более углубленно по той или иной теме. Все материалы на сайте представлены для ознакомления и загружены самими пользователями. Учитесь с нами, учитесь на пятерки и становитесь самыми грамотными специалистами своей профессии.

Не нашли нужный документ? Воспользуйтесь поиском по содержимому всех файлов сайта:



Каждый день, проснувшись по утру, заходи на obmendoc.ru

Товарищ, не ленись - делись файлами и новому учись!

Яндекс.Метрика