Виды предприятий. В цехах первичной переработки винограда получают полуфабрикаты: различные виноматериалы, сусло для концентрирования, соки-полуфабрикаты и полезные отходы — гребни, выжимки, гущевые и дрожжевые осадки, называемые вторичным сырьем виноделия и сокового производства.
В качестве сырья полуфабрикаты из винограда используют следующие заводы или цехи: вторичного виноделия (обработка и розлив вин); марочных вин (многолетняя выдержка виноматериалов); шампанских или игристых вин; коньячные, соковые (обработка и розлив соков), консервные (приготовление и фасование концентратов): безалкогольных напитков, кондитерских изделий и др. Существуют также заводы (цехи), специализирующиеся на переработке вторичного сырья.
Производственные помещения и емкости. Технологические операции по переработке винограда осуществляют с помощью специального оборудования и резервуаров, размещенных на открытых площадках, под навесами, в надземных и подвальных помещениях. Все производственные помещения должны быть чистыми, просторными, иметь хорошее освещение, вентиляцию, водоснабжение, канализацию, систему электропитании, а также отвечать противопожарным требованиям, обеспечивать безопасные условия труда.
Для многолетней выдержки марочных вин и шампанского в помещениях поддерживают постоянную температуру в зависимости от типа вина от 10–I2 до 16—18 градусов. Для хранения соков-полуфабрикатов и виноматериалов-недобродов необходимо иметь холодильные камеры или термостатированные резервуары с температурой 0-2 градуса. В подвалах влажность воздуха 85% , в надземных помещениях воздух должен быть более сухим.
В консервном и сушильном производстве цех переработки винограда оснащается прежде всего отделениями мойки и сортировки сырья. В соковом и винодельческом производстве этот цех состоит из следующих основных отделений:
1) сырьевая площадка, где производятся прием, сортировка, а при необходимости мойка и сушка винограда;
2) дробильно-прессовое отделение, в котором установлены машины, перерабатывающие виноград на мезгу и сусло, транспортеры для удаления отходов, насосы, пульт управления;
3) отстойно-настойное и бродильное отделения, имеющие резервуары и аппараты для обработки и брожения мезги и сусла, насосы и трубопроводы (в соково-консервном цехе размещают пастеризаторы и охладители, бланширователи-шпарители, протирочные машины, сепараторы и фильтры грубой очистки);
4) вино- и сокохранилища, оборудованные большими резервуарами и системой поддержания необходимой температуры;
5) отделение обработки соко- и виноматериалов, в которых установлены купажные резервуары, теплообменники, фильтры и другое технологическое оборудование;
6) экспедиция, оборудованная напорными резервуарами, мерниками, весами, площадкой (рампой) для отгрузки готовой продукции. Существует также ряд вспомогательных помещений, отделений и служб: лаборатория, котельная, склады, бытовки в пр.
Технологические емкости применяют для приготовления, хранения, обработки и транспортирования соков, виноматериалов, вин. Для этих целей используют классическую тару — дубовые бочки, глиняные кувшины. В настоящее время предпочтение отдают большим металлическим, железобетонным и пластмассовым резервуарам.
Дубовые буты и бочки составляют основу современного марочного виноделия и коньячного производства. Переработку винограда, хранение и обработку виноматериалов и соков-полуфабрикатов производят в резервуарах и аппаратах, изготовленных на их основе. В дубовых емкостях вместимостью 25—2000 дал происходит медленное созревание виноматериалов. Появляется тонкий букет и приятный гармоничный вкус, постепенно выпадают в осадок коллоиды, соли и другие неустойчивые вещества. Вино становится зрелым, устойчивым к помутнениям, типичным по качеству для соответствующей марки. Так же созревают и коньячные спирты. Это достигается благодаря качествам древесины дуба, пропускающей воздух небольшими порциями. Использование дубовых емкостей требует больших затрат ручного труда, высокого мастерства рабочих и постоянного контроля.
Глиняные кувшины (карасы), врытые в землю, до сих пор используют для приготовления и хранения закавказских столовых вин: кахетинских, имеретинских, эчмиадзинских и др.
Большие резервуары значительно дешевле дубовых емкостей. Они позволяют наиболее полно использовать кубатуру помещений, механизировать и автоматизировать технологические процессы. В резервуарах обрабатывают мезгу, сусло, виноматериалы и сокоматериал. К лучшим относятся металлические резервуары из пищевой нержавеющей стали, титана, а также из стали, покрытые эмалью. Самыми простыми и экономически выгодными оказались железобетонные резервуары. Они бывают монолитные и сборные, цилиндрические и прямоугольные, одиночные и многосекционные. Размещают этот вид емкостей в помещениях с одинаковой температурой. На открытых площадках от перегревания летом и переохлаждения зимой железобетонные резервуары быстро разрушаются.
Срок службы бочек 30—50, бутов 50—100 лет, емкостей из титана и нержавеющей стали — не ограничен. Эмалированные резервуары пригодны до откола эмали.
Для классического марочного виноделия большое значение имеет мелкий вспомогательный инвентарь, предназначенный для ухода за вином при его выдержке: черпаки, доливочники, кановки, подставы, воронки, сифоны, шпунты, чопы, переливные краны и мелкая бочковая и стеклянная тара.
Технологическое оборудование цеха переработки винограда. Состоит из следующих машин и аппаратов: дробилки-гребнеотделители; стекатели и прессы; аппараты для обработки мезги; установки для брожения сусла, обработки виноматериалов и соков – полуфабрикатов; насосы и транспортеры для перемещения мезги, сусла, виноматериалов, гребней, выжимки и гущевых отходов.
Дробильно-гребнеотделяющие машины делятся на два основных типа: валковые и центробежные дробилки- гребнеотделители.
Валковая дробилка с бичевым гребнеотделяющим устройством позволяет получать малоокисленное сусло с небольшим содержанием взвесей и фенольных веществ. В этой машине дробление выполняют параллельно установленные валки, изготовленные из эластичной пищевой резины. Вращаясь в противоположные стороны, они захватывают гроздь и сдавливают ее в зазоре, регулируемом от 3 до 8 мм. Раздавленный виноград попадает в гребнеотделитель — горизонтальный перфорированный цилиндр, внутри которого на оси смонтирован ротор- вал с бичами, закрепленными по винтовой линии. Здесь виноградная масса перемещается вдоль цилиндра, подвергаясь ударам бичей и протиранию через перфорированную поверхность.
В результате гребни выносятся на транспортер. Ягоды и сок через отверстия цилиндра попадают на шнек, а затем в мезгосборник.
Центробежная дробилка-гребнеотделитель дробит виноград путем интенсивных ударов грозди короткими бичами, которые вращаются вместе с ротором со скоростью 300— 500 оборотов в минуту. В результате действия центробежной силы ягоды и сок отделяются от гребней и через перфорированную поверхность среднего цилиндра попадают в мезгосборник, а гребни с помощью вращающихся наклонных лопастей выбрасываются из машины. Эту дробилку рекомендуется использовать при производстве красных столовых и крепких вин типа портвейн и мадера.
Высокосахаристый виноград с заизюмленными ягодами лучше всего перерабатывать на терках вручную. Этот трудоемкий способ переработки винограда до сих пор используют при получении токайских вин в Венгрии и ликерных мускатов в Крыму.
Стекатели и прессы служат для отделения сусла. Их можно разделить на две группы: периодического действия и непрерывного действия. Первые — имеют низкую производительность, но обеспечивают высокий выход высококачественного сусла. Вторые — обладают большой производительностью, но дают сусло пониженного качества с гущевыми отходами, снижающими выход чистого сусла.
Стекатель периодического действия — закрытый камерный стекатель с металлическим корпусом цилиндрического сечения, внутри которого установлены вертикальные суслоотделяющие перегородки. После отделения сусла-самотека открывают задвижку люка и под действием силы тяжести происходит самопроизвольная разгрузка мезговой камеры стекателя. Этому способствует наклонное дно, выполненное под углом 38—44°. При заполнении углекислым газом камерного стекателя в нем не происходит окисления продукта.
Из многочисленных систем прессов периодического действия лучшими считаются горизонтальные корзиночные гидравлические прессы. При заполнении углекислым газом камерного стекателя в нем не происходит окисления продукта.
Наиболее распространены стекатели и прессы непрерывного действия шнекового тина. Действие таких машин основано на непрерывном перемещении дробленого винограда (мезги) в перфорированном наклонном или горизонтальном цилиндре с помощью одного или двух спиральных медленно вращающихся шнеков. По внешнему виду шнек напоминает винт Архимеда, создающий по мере сжатия винограда высокое давление. Винт шнека изготовляют из нержавеющей стали или фосфоритной бронзы. Шнековые стекатели и прессы компактны, позволяют вести процесс непрерывно в автоматическом режиме. Этим оборудованием комплектуются все основные поточные линии по переработке винограда.
В аппаратах для обработки мезги в зависимости от назначения мезгу настаивают, нагревают, обрабатывают паром и протирают, подвергают брожению. Для настаивания мезги используют различные резервуары, оборудованные перемешивающими устройствами, пароводяными рубашками или встроенными змеевиками для нагревания или охлаждения. В этих же резервуарах при необходимости проводят и брожение мезги. Нагревать и охлаждать мезгу можно и с помощью выносных теплообменных аппаратов. Они состоят из нескольких горизонтально расположенных один над другим рабочих элементов «труба в трубе». В межтрубном пространстве пропускают теплоноситель (пар, вода), хладагент (фреон) или холодоноситель (рассол).
При производстве виноградного пюре и пасты мезгу обрабатывают острым паром — бланшируют, а затем протирают до получения однородной массы с отделением семян и обрывков гребней. Протирку ведут с помощью универсальных протирочных машин и сдвоенных протирочных машин консольного типа — финишеров.
К установкам для брожения сусла относятся резервуары периодического или непрерывного действия с охлаждающими устройствами. Для брожения сусла в потоке используют поточные установки. Они состоят из батареи вертикальных или горизонтальных цилиндрических металлических резервуаров, последовательно соединенных между собой переливными трубами. Бродильные резервуары оснащаются трубопроводом для отвода углекислоты и системой водяного или рассольного охлаждения. Брожение может вестись под избыточным давлением углекислого газа, которое регулируется предохранительными клапанами.
Насосы и транспортеры служат для внутризаводского перемещения мезги, сусла, виноматериалов, соков и гущевых осадков. Существуют поршневые, центробежные и винтовые насосы различных конструкций и наименований. Гребни и выжимку удаляют с помощью скребковых, ленточных, шнековых и гидравлических транспортеров.
Поточные линии переработки винограда используют при производстве соков и вин из большого количества поступающего винограда: 100—1000 т в день. Их компонуют из отдельных машин, насосов, резервуаров и установок, связанных трубопроводами в единую технологическую пеночку.
По окончании экстрагирования окрашенное сусло-самотек направляется насосом в резервуары для дображивания, а оставшаяся мезга вытесняется из дробилки свежей мезгой и транспортируется в прессы для отжима остатков сусла.
Оборудование для обработки виноматериалов и соков-полуфабрикатов состоит из фильтров, центрифуг, резервуаров для осветления, трубчатых и пластинчатых теплообменников, купажных резервуаров, дозаторов оклеивающих веществ и соответствующих насосов.