Директор ООО «ЭКОМАШ» Белкин Виктор Петрович
Ведущий специалист ООО «ЭКОМАШ» Севрюков Виктор Дмитриевич
Одними из основных факторов в обеспечении высокого качества вин и виноматериалов являются их стерильность и стабильность к помутнениям. При этом важно не только получить стерильный и стабильный продукт, но и максимально сохранить содержащиеся в продукте исходные компоненты, влияющие на его вкусовые качества. Традиционный метод тепловой обработки при относительно высокой температуре и в течение продолжительного времени и обработка вин холодом обеспечивают стерильность и профилактику помутнений продукта, но вместе с тем приводят к разрушению экстрактивных, ароматических соединений и витаминов, что в значительной степени влияет на качество. К тому же обработка холодом не всегда гарантирует розливостойкость продукта.
Из научной литературы известны технологии обработки вина и виноматериалов инфракрасным облучением, дающие более эффективные результаты. Смысл данных технологий заключается в том, что каждая составляющая продукта имеет свой, присущий только ей, спектр поглощения. Следовательно, учитывая разрушающее действие ИК излучения, можно проводить целенаправленную обработку продукта селективно воздействуя на определённые составляющие.
Однако использование данных технологий сдерживалось сложностью изготовления инфракрасных излучателей с заданной длиной волны излучения. Развитие нанотехнологий и применение новейших материалов позволило изготавливать ИК излучатели с заданными шириной спектра и мощностью излучения.
Предприятием ЭКОМАШ разработаны и успешно внедрены в производство автоматизированные проточные пастеризаторы с инфракрасным нагревом.
Отличительной особенностью этих пастеризаторов (Рис. 1) является то, что блоком пастеризации в установках А1-ОПЭ является секция ИК нагрева, состоящая из кварцевых труб с инфракрасными нагревательными элементами, выполненными из войлочнографитового шнура, позволяющего изготавливать нагреватели с узким спектром ИК излучения, ориентированным на конкретные задачи.
Например, оптимальная длина волны при пастеризации составляет от 2500 до 3500 нанометров, а при профилактике от помутнений 5300 и 10 600 нанометров.
Модельный ряд установок включает в себя пастеризаторы производительностью от 1000 до 3000 л/час.
Все элементы электрических нагревателей защищены термоизоляционными материалами и выделены в отдельный блок, защищенный от механических повреждений.
При пастеризации, более сильное бактерицидное действие ИК излучения, по сравнению с традиционной тепловой обработкой объясняется тем, что при использовании ИК нагрева тепло к микроорганизмам подводится не только извне, но и за счёт поглощения генерируется внутри самих микроорганизмов, вызывая, кроме того, поляризацию их структуры. Под воздействием этих двух факторов (развитие «внутреннего тепла» и поляризации), микроорганизмы погибают гораздо быстрее. Процесс пастеризации в секции ИК нагрева проходит в течение 2-5 секунд при заданной температуре. При этом экстрактивные, фенольные и ароматические соединения и витамины разрушаются гораздо в меньшей степени. Ещё одним преимуществом ИК нагрева является то, что воздействие на продукт происходит равномерно, так как излучение проникает вглубь одновременно по всему объёму. Благодаря мгновенному воздействию излучения с высокой плотностью потока энергии, создаются необходимые условия для ликвидации токсичной и балластной микрофлоры, что обеспечивает повышенную по сравнению с другими методами сохранность продукта. При этом предохраняются от разрушения полезные биологические структуры.
Основной причиной помутнения является образование кристаллических осадков виннокислых солей калия (К+) и кальция (Са (2)+). При обработке виноматериалов ИК излучением определённой длины волны происходит интенсивное поглощение излучения ионами К+ и Са(2)+ . Обладая высоким химическим потенциалом, они вступают в реакцию с анионами кислот, образуя кристаллические соединения. Селективное воздействие на ионы К+и Са(2)+ , в сравнении с обработкой холодом, увеличивает осаждение не только винных солей этих металлов, но и солей магния и железа. При этом, в сравнении с обработкой холодом, значительно сокращается время кристаллизации.
Процесс роста кристаллов до критической массы продолжается и после обработки ИК излучением. Продолжительность роста обусловлена типом химического соединения и условиями хранения виноматериалов. Виноматериал после обработки необходимо охладить, поскольку при температуре около +20°С возможно растворение образовавшихся солей.
Обработку виноматериалов ИК излучением лучше всего проводить перед обработкой сорбентами, что позволяет сократить расход материалов (желатина в 3 раза, бентонита в 2 раза) в сравнении с традиционной технологией. При этом улучшается структура гущевых осадков, повышается скорость и качество фильтрации.
Виноматериалы и вина после обработки ИК излучением в большей степени обогащены почти всеми витаминами группы В. ИК излучение влияет и на кислотный состав: количество винной и фумаровой кислот меньше, а количество янтарной кислоты больше, чем при обычных методах обработки, что придает продукту более темную и глубокую окраску. Кроме этого снижается содержание высших спиртов и эфиров. Всё это благотворно влияет на органолептические свойства виноматериалов и вина.
Процесс обработки в пастеризаторах с инфракрасным нагревом полностью автоматизирован, оператор только задает режимы, а пульт управления с помощью современных систем перераспределяет поток продукта, контролирует параметры и архивирует получаемые значения. Работоспособность и надежность систем управления гарантируется применением современных датчиков, измерительных приборов и устройств электроавтоматики.
Кроме этого, наряду со значительным сокращением времени обработки, с очень короткими периодами нагревания и охлаждения, установки с ИК нагревом имеют и такие преимущества, как высокий КПД преобразования электрической энергии в тепловую, снижение трудовых затрат и расхода электроэнергии в среднем на 20-40%, улучшение санитарно-гигиенических условий труда.