Способ определения интенсивности брожения бродильной смеси в потоке

 

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯИНТЕНСИВНОСТИ БРОЖЕНИЯ БРОДИЛЬНОЙ СМЕСИ В ПОТОКЕ, предусматривающий изобарический отбор пробы бродильной смеси постоянного объема, измерение количества содержащегося в ней диоксида углерода и установление интенсивности брожения, о т л и ч а ю щ и и с и тем, что, с целью повьшения точности анализа, одновременно с отбором пробы из этой же точки отбора дополнительно изобарически отбирают пробу бродильной смеси такого же объема, выдерживают ее при температуре, равной температуре бродильной смеси в I точке отбора проб и измеряют в ней количество диоксида yглepo7 a, а усg тановление интенсивности брожения ведут по разности содержания диоксвда углерода в пробах.

1 916 А

СОКИ СОВЕТСНИХ

COWIII

РЕСПУБЛИК ае (и), зЮ 01 N

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3515967/28-13 (22) 26.11.82 (46) 15.10.84. Бюл. В 38 (72) В.И.Алещенко, С.А.Малышев, H.В.Ситников, В.Я.Тихонов н Б.В.Шелишпанский (7l) Краснодарский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 663.223.1 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

В 344352, кл. G 01 Я 33/14, 1970. 2. Мержаниан А.А. Физико-химия игристых вин. М., "Пищевая промьпплениость", !979, с. !44-145.!93-208. (54)(57,) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИНТЕНСИВНОСТИ БРОЖЕНИЯ БРОДИЛЬНОЙ СМЕСИ

В ПОТОКЕ, предусматривающий изобарический отбор пробы бродильной смеси постоянного объема, измерение количестна содержащегося в ней диоксида углерода и установление интенсивности брожения, о т л и ч а ю щ и и с И тем, что, с целью повышения точностИ анализа, одновременно с отбором пробы из этой же точки отбора дополнительно иэобарически отбирают пробу бродильной смеси такого же объема, выдерживают ее при температуре, равной температуре бродильной смеси в точке етбора проб и измеряют в ней количество диоксида углерода, .а установление интенсивности брожения ведут по разности содержания диоксида углерода в пробах.

1 1!189

ИзобретенИе относится к винодельческой промышленности, в частности к способам определения интенсивности брожения бродильной смеси в потоке при производстве шампанского, и может быть использовано для определения интен-. сивности спиртного брожения.

Известен способ определения интен- . сивности брожения путем отбора пробы, измерения к оличес тва диоксида углерода,lp и установление интенсивности брожения 11.

Недостатком такого способа является снижение точности определения интенсивности брожения при повышенных давлениях (например при шампа- 15 низации вина) вследствие значительной растворимости углекислого газа в бродильной смеси, Наиболее близким к нредлагаемому является способ определения ин- 20 тенсивности брожения бродильной смеси в потоке, предусматривающий иэобарический отбор пробы бродильной смеси постоянного объема, измерение ,количества содержащегося в ней ди оксида углерода и установление интенсивности брожения (2 7 .

Недостатком известного способа

4 является низкая точность определения интенсивности брожения, обуслов. ленная тем, что производится измерение общего количества углекислого газа, содержащегося в бродильной смеси к моменту отбора пробы, в то время как общее количество углекис35 лого газа в бродильной смеси включает в себя углекислый газ, образовавшийся в результате брожения, а также углекислый газ, внесенный в бродильную смесь с исходным продуктом (нап- 4О ример, при шампанизации вина началь ное содержание углекислого газа в исходном виноматериале изменяется от следов до 2 г/л, в то время как в игристых винах оно доходит до 10 г/л) .

Цель изобретения — повышение точности анализа.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения интенсивности брожения бродильной смеси в потоке, предусматривающему изобарический отбор пробы броцильной смеси постоянного объема, измерение количества содержащегося в ней диоксида углерода и установле- 55 ние интенсивности брожения, одновре менно с отбором пробы из этой же точI ки отбора дополнительно изобарически

16 2

1этбирают пробу бродильной смеси такого же объема, выдерживают ее при температуре, равной температуре бродильной смеси в точке отбора проб и измеряют в ней количество диоксида углерода, а установление интенсивности брожения ведут по разности содержания диоксида углерода в пробах.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

В процессе вторичного брожения (шампаниэации) бродильной смеси в непрерывном потоке в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей отбирают изобарически одновременно две пробы одинакового постоянного объема бродильной смеси. В первой пробе волюмометрнческим методом измеряют количество диоксида углерода. Вторую пробу выдерживают при температуре, равной температуре бродильной смеси в точке отбора проб, в течение,времени, соответствующего необходимой длительности брожения бродильной смеси, затем в ней измеряют волюмометрическим методом количество диоксида углерода. Интенсивность брожения устанавливают по расчвтной формуле

Чг- Ч

ЫК. 2 у

6 Чя (1-1,00372 8 „), 2 где M — интенсивность брожения, г/л . rК вЂ” коэффициент пересчета количества образующегося при брожении. диокси» да углерода в количество сбраживаемо-, го сахара, равный 2,046;

Ч вЂ” объем диоксида углерода в

1 первой пробе, мл;

Ч вЂ” объем диоксида углерода во

2„ второй пробе, мл;

- время выдерживания второй

1 пробы, ч

Ч„, — объем пробы, мл; р — плотность диоксида углерода, г/л;

0,00372 — термический коэффициент объемного расширения .диоксида углерода, 1/ С;

8„ - температура диоксида углерода в момент измерения его количества в пробах бродильной смеси, С.

Пример . Определяют интенсивность брожения при шампанизации вина в непрерывном потоке в условиях сверхвысокой концентрации дрожжей на типовой .двухкор усной бродильной

11189

-установке производительностью 20 дап/ч шампанизированного вина. Дпя брожения используют бродильную смесь с дрожжами вида Saccharomycess oviformis, расса РШ-21. Концентрация дрожжевых клеток бродильной смеси составляет 4,1 млн/мл.

На чертеже изображено устройство для одновременного изобарического отбора проб бродильной смеси из брб- !О дильного аппарата.

Устройство содержит пробоотборник

1, снабженный краном 2, тройником

3 и манометром 4., пробоприемники

5 и 6, снабженные мембранными клапа- !5 нами 7-10, и тройник 11 с манометром 12, подсоединенный к магистрали !

3 углекислого газа через кран 14, Пробоотборник 1 установлен в первом по ходу потока бродильном аппарате 20

l5 на расстоянии одного метра. по высоте аппарата от точки ввода бродильной смеси на брожение. В бродильном аппарате 15 в непосредственной близости от точки отбора проб уста- 25 новлен термометр 16.

Непосредственно перед отбором . проб бродильной смеси открывают кран

2 и отбирают порцию бродильной смеси объемом 2-3 л для удаления из про30 боотборника 1 бродильной смеси, находящейся в нем с момента отбора предыдущих проб„ после чего кран 2 закрывают.

Затем к тройнику 3 подсоединяют пробоприемники .5 и 6 со стороны клапанов 7 и 8. К пробоприемникам 5 и

6 со стороны клапанов 9 и 10 через тройник 11 и кран 14 (в закрытом положении) подсоединяют магистраль

40 диоксида углерода.По термометру !б определяют температуру бродильной смеси в точке отбора проб, которая составляет б„ 11,2 С.

При закрытых клапанах 7 и 8 откры45 вают кран 2 и манометром 4 измеряют давление бродильной смеси в точке отбора проб, которое составляет

Р.52 МПа.

Перед изобарическим отбором проб 50 в пробоприемниках создают давление диоксида углерода, равное давлению, в бродильном аппарате в точке отбора проб. Дпя этого открывают клапаны

9 и 10, а затем кран 14 и по маномет- 55 ру 12 следят за изменением давления в пробоприемниках 5 и 6. После того как величина давления достигает зна16 4 чения 0,52iMIla,закрывают кран 14 и клапаны 9 и 10 и отсоединяют тройник ll от пробоприемников 5 и 6 °

Затем открывают клапаны 7 и 8,выпуская из пробоприемников в атмосферу минимальное количество диоксида углерода путем открытия клапанов

9 и 10, отбирают пробы бродильной смеси, не допуская выделения пузырьКоВ и вспенивания проб в процессе отбора. Степенью открытия клапанов

9 и 10 добиваются одновременного заполнения обоих пробоприемников.После появления бродильной смеси на выходе клапанов 9 и 10 их закрывают, а затем закрывают клапаны 7,8 и кран Ъ.

После этого пробоприемники 5 и 6 с пробами бродильной смеси отсоединяют от тройника 3.

В пробе бродильной смеси, заключенной в пробоприемнике 5, определяют количество диоксида углерода волюмометрическим методом. Суммарный его объем, установленный в результате анализа первой пробы, составляет

У1 = 12,63 мл.

Пробоприемник 6 с второй пробой бродильной смеси сразу же помещают в термостат, в котором поддерживают температуру, равную температуре в точке отбора проб, а именно 6„ =11,2 С и выдерживают в нем в теченйе г= 2ч, После этого во второй пробе бродильной смеси, заключенной в пробоприемнике 6, определяют количество диоксида углерода также волюмометрическим методом. Суммарный его объем, установленный в результате анализа второй пробы после ее выдержки, составляет У 18,25 мл, Интенсивность брожения рассчитывают по формуле

У - Vq

M К вЂ” — -- — — . р (1-0 00372 0 ) л6 ° у и co> где И вЂ”, интенсивность брожения, выраженная через изменение кон-, центрации сахара в бродильной смеси, г/л.ч;

К 2,046 — коэффициент. пересчета количества образующегося при брожении углекислого газа в количество сбраживаемого при этом сахара, Ч„ 12,63 мл — объем углекиспого газа в первой пробе бродильной смеси;

1! 189

S мп объем углекисло го газа во второй пробе бродильной смеси после выдержки;, 2 ч - время выдержйвания второй пробы бродильной сме- S си

У

Ч„ !00 мл - объем пробы;

1,976 г/л — йлотность углекислого газа при нормальных условиях;

0,00372 - термический коэффициент объемного расширения углекислого газа, 1/ОС

Фв 22,0 С вЂ” температура углекислого газа в момент изме- lS рения его количества в пробах бродильной смеси.

Подставив численные значения величин, получают M * 0,104 г/л.ч.

Конструкция и технические харак- 20 теристики оборудования и приборов, использованных для проведения экспериментов, приведены ниже.

Пробоотборник,l выполнен из отрезка толстостенной трубы иэ нержавеющей стали с приваренным к нему штуцером, который вворачивается в бобышку, приваренную к стенке бродильного аппара1а. Длина погружной части пробоотборника выбрана равной по- 30 ловине диаметра бродильного аппарата.

Тройники 3 и 11 сварены из отрезков толстостенных труб иэ нержавеющей стали.

При проведении экспеРимента исполь-З5 эуют манометры 4 и 12 типа OBN1-160, диапазон измерения которых 0-1 ИПа, класс точности 0,6 ° и термометр 16 типа ТЛ-4 с пределом измерения

0-55 С, ценой деления 0,1 С и пог- 40 ретностью измерения +0,2 С.

l6

Пробоприемники 5 и 6 имеют объем камер Ч„= 100 мл,,по своей конструкции аналогичны пробоотборникам для взятия проб игристого вина на анализ иэ резервуаров, и отличаются от них лишь отсутствием манометра.

Соединение элементов устройства ддя отбора проб выполнено резиновыми трубками высокого давления, которые снабжены штуцерами с резьбовым соединением. Краны 2 и 14, а также соединительные трубки рассчитаны на работу под давлением до 1 ИПа.

Для выдерживания пробы бродильной смеси при температуре, равной температуре в бродильном аппарате в точке отбора проб, используют термостат типа ТС-!6А, Результаты экспериментальных исследований характеристик по прототипу и предлагаемому способу определения интенсивности брожения в потоке представлены в таблице.

Использование предлагаемого способа позволяет по сравнению с прототипом повысить точность определения интенсивности брожения в потоке.

Погрешность определения предлагаемым способом интенсивности брожения при шампанизации вина в потоке составляет не более 0,005 г/л ч, в то время как эта погрешность в прототипе составляет 0,02-0,1 г/л.ч в зависимости от содержания СО в исходом виноматериале, момента отбора пробы и других факторов, т.е. применение предлагаемого способа позволяет повысить точность определения интенсивности брожения более чем в

4 раза.

) ) 18916

;Величина интенсивности брожения, Ц, г/л. ч

Погрешность опре деления интенсивности брожения э аЩ г/л. ч

Момент измерения

1, ч истин по прото- по предтипу лагаемому способу по про» тотипу ная

0,06

О, ) 09 0,093 +0,013

0,089 +O 0)5

0,l

24 0,103 0 132 О, !05 +0,029

48 0,091 0,116 .0,088 +0,025

О, 23

0,84

0,179 0,094 +0,081 -0,004

Оэ)37 Оэ082 +Oэ05 - -Оэ005

0,209 0,097 +О,l)6

),27

0,149 О, 078 +0,066

Составитель Л.Пашинина

Редактор И. Рыбченко Техред Т. дубинчак

Корректор В.Бутяга с

Заказ 7444/31. Тираж 822

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

1)3035, Москва, 5-35, Раушская наб., д.4/5

Подписнре

Филиал ППП "Патент"1 г.ужгород, ул.Проектная, 4

Концентрация СО в исходной бродильной смеР " г/л

24 0,096

48 0,085

24 0,098

48 0,087

24 . 0,093

48 0,083 по предлагаемому способу

-0,003

+0,004

+0,002

-0,003

+0,003

-0,005.