Межуева Л. В., Быков А. В., Зинюхин Г. Б.
Дипломное проектирование винзаводов
Предисловие
Дипломный проект – самостоятельная работа студента с целью комплексного проектирования изделия, оборудования и (или) технологической линии на базе анализа существующих конструкций, разработки технологических процессов, решения организационных и экономических вопросов производства, безопасной жизнедеятельности и защиты окружающей среды.
Основная задача любого производства – приготовление продукции при максимально эффективном использовании сырья, энергии и минимальной стоимости оборудования, т. е. при минимальных затратах. Повысить эффективность производства помогают новая техника и технология. Их создание требует теоретических и прикладных научных исследований.
При работе над курсовым и особенно дипломным проектом закрепляются и углубляются навыки работы студентов с научно-технической, проектноконструкторской, нормативной и справочной литературой, анализа научнотехнических достижений науки и промышленности.
Представленное учебное пособие создано в помощь студентам при оформлении технологической части курсовой и дипломной работы.
1 Технико-экономическое обоснование цеха по производству вина
В этом разделе необходимо привести описание способов и технологий, используемых в производстве заданного вида продукции, сопровождая изложение иллюстрациями преимущественно в виде эскизных схем и анализом достоинств и возможных недостатков при прочих равных условиях их функционирования. Далее необходимо проанализировать достижения в области создания заданной группы продуктов: отразить сведение о новых технологических приёмах и прогрессивных методах обработки при производстве заданного вида продукции, указать рецептуры аналогов продукции, новые ингредиенты. Информация должна быть представлена лаконично, преимущественно в виде таблиц, схем со ссылками на информационные источники (научно-технические публикации в отраслевых журналах и патентную документацию) и заканчиваться выводами о современном состоянии, существующих проблемах и направлениях решения конкретных технологических задач.
Необходимо представить достоинства выбранной для проектирования технологии и нового технического решения с обоснованием возможных положительных результатов: новые потребительские качества (изменение пищевой, энергетической, биологической ценности), высокое качество, расширение ассортимента и т.п. Обоснование инвестиционной привлекательности предлагаемого проектного решения должно осуществляться на основании изучения ёмкости и тенденции развития рынка сбыта продукции, рыночной доли продукции в сегменте соответствующей группы продуктов и потребительского спроса на неё, присутствие конкурирующей продукции в регионе. При этом необходимо учитывать рекомендуемые Институтом питания РАМН нормы потребления продукта, фактически достигнутый размер потребления. Следует определиться с сырьевыми ресурсами, пунктами и способами (виды транспорта, состояние транспортных коммуникаций и расположение) их доставки на предприятие с учётом их географического положения.
Анализ сильных и слабых сторон производства – качества продукции, возможности сбыта, уровня технологии и техники, позволит принять решение по устранению существующих проблем, определиться с целью и задачами проекта, например, совершенствование технологии, управление качеством производимой продукции; реконструкции производства; разработки новой продукции и расширения ассортимента производства. В заключение этого раздела необходимо убедительно показать инвестиционную привлекательность, проектного решения.
Здесь же приводится расчет потребности населения в вине. Для этого необходимо знать численность населения области, где планируются поставки и реализация продукции, процент потребления и частота приобретения вина, а также контингент потребителей продукции других регионов, поставщиков и местных производителей.
Для простоты расчетов поступают следующим образом, например, взрослое население в возрасте от 21 года до 70 лет составляет 83 %, что в абсолютных величинах составит: 2179000чел.*0,83=1808570 человек, где 2179000 человек – численности населения области, где предполагается строительство или реконструкция цеха.
Потребление алкоголя на душу населения – 32 литра/год, тогда 1808570*32=57874240 л/год. Переводим в сутки: 57874240/311=186091 дал/сутки.
Примем, что 185091 дал/сутки потребляют вина других производителей, тогда суточная производительность равна: 186091 – 185091=1000 дал.
В разделе также приводится обеспечение теплоснабжением производства и температурный режим в цехах винодельческого завода.
2 Технологическая часть
Разработка технологической части начинается после техникоэкономического обоснования, установления вида и ассортимента продукции и основывается на анализе, систематизации, обработке информации материалов отчётов производственной и преддипломной практик, периодических изданий, специальной литературы, патентов (бюллетень РФ «Изобретения»), сайтов сети Интернета (www.fips.ru. и др.)
В разделе следует представить характеристику заданного вида продукции со ссылками на стандарты, технические условия, инструкции, которым она должна соответствовать, и базовые рецептуры, рекомендуемые для изготовления готовых изделий. Необходимо также привести требования и характеристику сырья, полуфабрикатов, рекомендуемых для производства с указанием нормативных документов, которым они должны соответствовать.
Перед выполнением продуктового расчёта необходимо разработать технологическую схему, которая отражает технологическое направление переработки сырья в заданный продукт и даёт наглядное графическое представление о последовательности технологических процессов и операций в производстве. Названия технологических процессов и операций в технологической схеме следует помещать в прямоугольники, указывая также параметры технологических режимов (при необходимости физико-механические, химические и другие показатели, характеризующие состояние полуфабрикатов, материалов). Пример выполнения технологической схемы представлен в приложении.
Технологическая схема – предполагает перечисление операций осуществляемых на данном производстве, каждая из которых представляется в виде прямоугольника с указанием направления материальных потоков показанных в виде стрелок. Представление основных операций технологического процесса в виде схемы весьма удобно для его понимания. Она дает общее представление о функционировании процесса, и служит предпосылкой для аппаратурного оформления и более детальной разработки.
2.1 Выбор и обоснование технологической схемы
Специфические свойства, которыми отличаются различные типы вин, обусловливается, главным образом, сортами перерабатываемого винограда, технологическими приемами его переработки на виноматериалы и дальнейшей обработкой их при доведении до кондиций готовых вин.
Одной из наиболее характерных особенностей винодельческой продукции является богатство ее ассортимента. Оригинальные качества вкуса и букета многочисленных вин обусловлены не только спецификой сортов винограда и технологией, но и местными природными условиями.
Для технологической ориентации во всем многообразии вин и регламентации их органолептической оценки принята единая система в распределении различных вин по группам в соответствии с их составом, типичными свойствами и особенностями технологии. Такой системой является классификация вин (рисунок 1).
Все виноградные вина делятся на сортовые и купажные. Сортовые вина получают из одного сорта винограда, однако при их производстве разрешается использовать не более 15 % винограда других сортов того же ботанического вида. Купажные вина получают из смеси сортов.
Виноградные вина, как сортовые, так и купажные, подразделяются на тихие, концентрация диоксида углерода в которых не превышает концентрации, равновесной атмосферному давлению, и пересыщенные диоксидом углерода, из которых СО
2
Тихие вина делятся на столовые, крепленые и ароматизированные. Столовые вина получают без добавления спирта. Содержание спирта естественного брожения в них от 9 до 14 об. %.
По содержанию сахара столовые вина подразделяются на сухие (не более 0,3 %), полусухие (от 1 % до 2,5 %) и полусладкие (от 3 % до 8 %).
Крепленые вина готовят с использованием спирта-ректификата. По содержанию спирта крепленые вина бывают крепкие (объемная доля спирта от 17 % до 20 %, в том числе содержащие спирт естественного брожения не менее 3 %) и десертные (объемная доля спирта от 12 % до 17 об. %, в том числе содержащие спирт естественного брожения не менее 1,2 %).
По содержанию сахара крепкие крепленые вина подразделяются на сухие (от 1 % до 3 %) и полусладкие (от 4 % до 14 %), а десертные вина – на полусладкие (от 5 % до 12 %), сладкие (от 14 % до 20 %) и ликеры (от 21 % до 35 %).
Ароматизированные вина готовят по специальной рецептуре с использованием спирта-ректификата, сахарозы и ароматических настоев отдельных частей различных растений. Ароматизированные вина содержат объемную долю спирта от 16 % до 18 % спирта и от 6 % до 16 % сахара.
Для тихих вин предусмотрены также три основные качественные категории: ординарные, марочные и коллекционные.
Ординарными называют вина, выпускаемые без выдержки.
Марочные – это высококачественные вина, прошедшие полный цикл созревания, выдержанные в бочках или бутылках. Марочные вина вырабатывают из определенных сортов винограда в отдельных винодельческих районах или микрорайонах по специальной технологии. Срок выдержки марочных столовых вин не менее 1,5 лет, а крепких и десертных – не менее 2 лет.
Коллекционные – марочные вина особо высокого качества, которые после окончания срока выдержки в бочках или крупных емкостях дополнительно выдерживают не менее 2 лет в бутылках.
Все остальные немарочные вина называют ординарными. Ординарные вина, реализуемые в возрасте не старше 1 года, называют молодыми, старше 1 года – выдержанными ординарными винами.
Вина, пересыщенные диоксидом углерода, делятся на игристые, естественно насыщенные СО
2
2
В готовых игристых винах давление диоксида углерода должно быть не менее 150 кПа при температуре 10 °C, содержание спирта от 10,5 % до 13,5 %, сахара в зависимости от марки до 12 %.
К винам этой группы относят: Советское шампанское, получаемое по специальной технологии путем :)для отдельных винзаводов и вырабатываемых по специальным технологическим инструкциям; натуральные полусладкие игристые вина, получаемые сбраживанием виноградного сока в герметически закрытых сосудах по технологии, утвержденной для каждой марки вина, содержащие объемную долю спирта от 9 % до 11 % спирта и от 3 % до 5 % сахара.
Вина газированные, или шипучие, искусственно насыщенные пищевым диоксидом углерода, содержат объемную долю спирта от 9 % до 12 % спирта и от 3 % до 8 % сахара. В готовых газированных винах давление СО
2
2.1.1 Технологическая схема переработки винограда
Виноградные грозди как исходное сырье можно перерабатывать по различным схемам, в разных режимах в зависимости от состояния ягод и гребней, целевых задач. В технологических схемах переработки винограда количество операций может насчитываться более 30, которые осуществляются с разной последовательностью в процессе приготовления конкретных типов виноматериалов и вин (рисунок 2). Первые три представленные на рисунке технологические схемы характеризуют переработку гроздей винограда по белому, а последующие четыре – по красному способу. Схемы 1–3 приняты для получения белых натуральных виноградных вин, шампанских, коньячных и хересных виноматериалов, схемы 4–7 употребляются для приготовления экстрактивных, полных во вкусе красных натуральных и некоторых розовых и желтых вин, а также специальных крепких вин (мадера, марсала портвейн и все десертные вина).
Рисунок 2 – Технологические схемы переработки винограда
Технологии переработки белого винограда
Как правило, белое вино получают из белых сортов винограда, но также возможно получать белое вино из красных сортов винограда с белой мякотью, которые осторожно прессуют, чтобы не экстрагировать цвет кожицы.
Схема получения белого вина более простая по сравнению со схемой получения красного вина.
После получения прессованного сока в результате отжима винограда сусло немедленно перемещают в чаны по системе труб, и затем может начаться винификация.
Прямой отжим. Ягоды со снятой кожицей подают к прессу. После отжима виноградного сока он подается насосом в бродильные чаны и слегка подвергается сульфитации для защиты от окисления, которой он очень подвержен. За счет продления операции прессования белого винограда, иными словами, оставляя сок взаимодействовать с кожицей в течение нескольких часов, получают мацерацию на кожице, с помощью которой экстрагируют ароматические вещества и делают вино менее кислотным.
При операции отстаивания прессованное сусло оставляют в чане в течение 36–48 часов. Это необходимая операция для обеспечения хорошего начала алкогольной ферментации, избежания осложнений во время винификации и придания характера и деликатности будущему вина. Во время отстаивания растительные частицы, способные придать нежелательный вкус вину, оседают на дне чана.
Наиболее распространенной процедурой отделения мутных частиц является оседание с последующим сливом с осадка, в ходе которого устраняется осадок, образовавшийся на дне чана. Данное оседание подразумевает блокировку любого брожения в течение как минимум 24 часов, чего можно достичь с помощью дозы сульфита, предварительно добавленного в сок.
Применение бентонита заключается в устранении белков из сусла. Бентонит улучшает прозрачность и устойчивость будущего вина. Так, добавление бентонита в дозах 40 г/л позволяет устранить оксидазы и белки из вина, что обеспечивает лучшую устойчивость будущего вина.
Затем сусло чаще всего направляют в чаны и иногда в бочки для брожения.
Белые сухие вина, как правило, характеризуются светло-желтосоломенным цветом, нежным вкусом, тонким ароматом без терпкости и грубости.
Сбор винограда для белых столовых вин проводят при оптимальной сахаристости сока ягод от 18 % до 20 % и титруемой кислотности от 7 до 9 г/дм
3
Переработку винограда ведут в наиболее мягком механическом режиме, полностью исключающем перетирание кожицы, а также раздавливание и измельчение гребней, из которых могут извлекаться конденсированные формы полифенолов и другие нежелательные вещества, придающие вину грубость и неприятные привкусы (рисунок 3).
Рисунок 3 – Технологическая схема переработки винограда №1