Способ приготовления ликера при производстве шампанского и устройство для его осуществления

 

Изобретение относится к винодельческой отрасли. Способ заключается в том, что в процессе перемешивания рециркуляционный поток сахара и купажа на входе в емкость подвергают вибрационному воздействию путем пропускания его через, по меньшей мере, один установленный внутри или снаружи эжекторной камеры генератор гидродинамических колебаний. Последний выполнен в виде цилиндрической рабочей камеры с, по меньшей мере, одним тангенциальным каналом для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора. Частоту гармонических колебаний определяют по следующей зависимости: где ρ_ж - плотность жидкости, кг/м³; Р_m - амплитуда колебаний, производимых генератором гидродинамических колебаний, МПа; Q - расход жидкости через генератор гидродинамических колебаний, м³/с; S - суммарная площадь сечения выходных тангенциальных каналов для входа жидкости, м³. Устройство для реализации способа содержит емкость с патрубками для подачи сахара и купажа, приспособление для перемешивания и рециркуляционный контур для ликера. Приспособление для перемешивания включает, по меньшей мере, один установленный ниже уровня жидкости в емкости внутри или снаружи эжекторной камеры и сообщенный с рециркуляционным контуром генератор гидродинамических колебаний. Последний выполнен в виде цилиндрической рабочей камеры с, по меньшей мере, одним тангенциальным каналом для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора. Полость эжекторной камеры сообщена с жидкостью в емкости. Изобретение позволит повысить интенсивность процесса, улучшить органолептику ликера и снизить энергозатраты. 2 с. и 4 з.п.ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано при производстве шампанского.

Известен способ приготовления ликера, предусматривающий подачу сахара и купажа в емкость, перемешивание и рециркуляцию ликера (SU 536226, C 12 G 3/04, 25.11.76). Перемешивание осуществляется в емкости посредством установленной в ней мешалки.

Из этого же источника известно устройство для приготовления ликера, которое содержит емкость с патрубками для подачи сахара и купажа, мешалку для перемешивания и рециркуляционный контур для ликера.

Недостатком данного способа и устройства является низкая интенсивность процесса перемешивания. Для получения однородного раствора необходимо длительное перемешивание при дополнительном его нагревании до 30-35^oC, что в конечном итоге отрицательно скажется на свойствах ликера, а следовательно, и самого шампанского.

Техническим результатом данного изобретения, заключающегося в способе приготовления ликера и устройства для его осуществления, является повышение интенсивности процесса, органолептики ликера, а так же снижение энергозатрат.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе приготовления ликера при производстве шампанского, предусматривающем подачу сахара и купажа в емкость, перемешивание и рециркуляцию ликера, в процессе перемешивания рециркуляционный поток на входе в емкость подвергают вибрационному воздействию путем пропускания его через, по меньшей мере, один, установленный внутри или снаружи эжекторной камеры генератор гидродинамических колебаний, выполненный в виде цилиндрической рабочей камеры с, по меньшей мере, одним тангенциальным каналом для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора, определяя частоту гидродинамических колебаний по следующей зависимости: где ρ_ж - плотность жидкости, кг/м³; Q - расход жидкости через генератор гидродинамических колебаний, м³/с; P_m - амплитуда колебаний, производимых генератором гидродинамических колебаний, МПа; S - суммарная площадь сечения тангенциальных каналов для входа жидкости, м².

Кроме того, рециркуляционный поток пропускают по меньшей мере через два генератора гидродинамических колебаний, генерирующих колебания на одинаковых частотах в режиме стоячих волн.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в устройстве для приготовления ликера при производстве шампанского, содержащем емкость с патрубками для подачи сахара и купажа, приспособление для перемешивания и рециркуляционный контур для ликера, приспособление для перемешивания включает, по меньшей мере, один, установленный в емкости внутри или снаружи эжекторной камеры и сообщенный с рециркуляционным контуром генератор гидродинамических колебаний, выполненный в виде цилиндрической камеры с, по меньшей мере, одним тангенциальным каналом для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора, при этом полость эжекторной камеры сообщена с жидкостью в емкости.

Кроме того, устройство снабжено установленным на дополнительной магистрали узлом гомогенизации ликера, сообщенным через соответствующие вентили с рециркуляционным контуром, емкостью и патрубком для отвода готового ликера.

Кроме того, узел гомогенизации ликера включает дополнительный генератор гидродинамических колебаний, выполненный в виде цилиндрической рабочей камеры с, по меньшей мере, одним тангенциальным каналом для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора, на выходе которого установлена кавитационная камера.

Кроме того, объем кавитационной камеры составляет 1 - 4 внутреннего объема цилиндрической рабочей камеры дополнительного генератора гидродинамических колебаний.

Изобретение иллюстрируется чертежами.

На фиг. 1 изображена общая схема устройства для приготовления ликера; на фиг. 2 - генератор гидродинамических колебаний, установленный внутри эжекторной камеры; на фиг. 3 - генератор гидродинамических колебаний, установленный снаружи эжекторной камеры; на фиг. 4 - узел гомогенизации ликера.

Устройство для приготовления ликера содержит емкость 1 с патрубками 2, 3 для подачи сахара и купажа, рециркуляционный контур 4 для ликера, включающий установленный на его входе фильтр 5, нагнетательный насос 6, вентиль 7.

В нижней части емкости 1 внутри (фиг. 2) или снаружи (фиг. 3) эжекторной камеры 8 установлен, по меньшей мере, один генератор 9 гидродинамических колебаний, сообщенный с рециркуляционным контуром 4.

Генератор 9 выполнен в виде цилиндрической рабочей камеры 10, с по меньшей мере, одним тангенциальным каналом 11 для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора 12.

Полость эжекторной камеры 8 сообщена с жидкостью в емкости 1 посредством канала 13.

На дополнительной магистрали 14 установлен узел 15 гомогенизации ликера, сообщенный через вентили 16, 17 и 18 с рециркуляционным контуром 4, емкостью 1 и патрубком 19 отвода готового ликера.

Узел 15 гомогенизации ликера (фиг. 4) включает дополнительный генератор гидродинамических колебаний, выполненный в виде цилиндрической рабочей камеры 20, с по меньшей мере, одним тангенциальным каналом 21 для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора 22, на выходе которого установлена кавитационная камера 23.

Заявленный способ реализуется в устройстве, которое работает следующим образом.

В емкость 1 через патрубок 3 заливают купаж. Через патрубок 2 в емкость загружают сахар и одновременно с этим через открытый вентиль 7 осуществляют рециркуляцию жидкости по контуру: фильтр 5, нагнетательный насос 6, открытый вентиль 7, генераторы 9 гидродинамических колебаний. Жидкость поступает в каждый из генераторов 9 через тангенциальные каналы 11 для входа жидкости. При этом в цилиндрической рабочей камере 10 генератора 9 гидродинамических колебаний происходит закручивание потока жидкости, приводящее к появлению нулевых напряжений сдвига в жидкости, и как следствие возникновение кавитационной каверны, совершающей автоколебания на частоте ω , определяемой по формуле [1]. Автоколебания каверны с частотой ω приводят к отрыву от нее с этой же частотой парогазовых пузырьков, сносимых потоком жидкости в область повышенного давления в диффузоре 12 (фиг. 2, 3) и за его пределами, где происходит их схлопывание с образованием колебаний давления на частоте ω , соответствующей максимально возможному массопереносу при перемешивании сахара с купажом, и соответственно максимальной скорости растворения сахара.

Эжекторная камера 8, установленная снаружи (фиг. 2) или внутри (фиг. 3) генератора 9 гидродинамических колебаний, способствует образованию придонных восходящих потоков жидкости в емкости 1 за счет отрицательного градиента давления в направлении: дно емкости 1 - ее центр и позволит исключить образование застойных зон, тем самым существенно сокращая время перемешивания и растворения сахара.

Для повышения большей однородности (гомогенности) ликера его пропускают через узел 15 гомогенизации ликера (фиг. 4). Для этого перекрывают вентиль 7, открывают вентили 16, 17 или 18 (в зависимости от того, в какой стадии процесса перемешивания осуществляют гомогенизацию ликера). Под воздействием схлопывающихся кавитационных пузырьков в диффузоре 22 дополнительного генератора гидродинамических колебаний и кавитационной камере 23 рвутся наиболее длинные гидрофильные OH+ связи молекул раствора ликера, тем самым улучшая качество последнего. При этом для осуществления указанного эффекта объем кавитационной камеры 23 должен составлять 1 - 4 внутреннего объема цилиндрической рабочей камеры 20 дополнительного генератора гидродинамических колебаний.

Ликер, прошедший через узел 15 гомогенизации, может быть направлен после соответствующего контроля либо в камеру 1 через вентиль 17, либо через вентиль 18 в патрубок 19 отвода готового ликера.

При пропускании рециркуляционного потока через, по меньшей мере, два генератора гидродинамических колебаний 9, генерирующих колебания на одинаковых частотах в режиме стоячих волн, происходит создание в объеме емкости 1 центров с повышенной и пониженной амплитудой колебаний жидкости, увеличивая тем самым турбулизацию жидкости и соответственно интенсивность перемешивания.

Пример: Для параметров ликера, при которых плотность жидкости ρ_ж = 1020 кг/м³, расход жидкости через генератор гидродинамических колебаний Q = 0,0012 м³/с, амплитуда колебаний генератора гидродинамических колебаний P_m = 0,01 МПа и суммарная площадь сечения тангенциальных каналов для входа жидкости S = 18·10^-5 м² (в данном случае - один тангенциальный канал) согласно формуле [1] была выбрана частота гармонических колебаний (частота вибровоздействия) ω = 3970 Гц.

При вибровоздействии с оптимальной частотой ω , соответствующей максимальному объемному коэффициенту массопереноса при отсутствии дополнительного нагревания, качество приготовленного ликера существенно улучшается. Так, при нижнем и верхнем возможных пределах экспертной оценки качества ликера равных 8,8 и 10,0 соответственно, ликер, приготовленный согласно изобретению, получил оценку 8,91, в то время как ликер, приготовленный по известному способу в известном устройстве, получил оценку 8,86.

Отмечено, что органолептические свойства ликера, приготовленного согласно изобретению, присущи зрелому, выдержанному ликеру, а это позволяет, по крайней мере, на 2-3 месяца (т.е. в несколько раз) сократить технологический цикл производства шампанского при одновременном улучшении его качества.

Формула изобретения

1. Способ приготовления ликера при производстве шампанского, предусматривающий подачу сахара и купажа в емкость, перемешивание, рециркуляцию ликера, отличающийся тем, что в процессе рециркуляции ликер на входе в емкость подвергают вибрационному воздействию путем пропускания его через, по меньшей мере, один установленный внутри или снаружи эжекторной камеры генератор гидродинамических колебаний, выполненный в виде цилиндрической рабочей камеры с, по меньшей мере, одним тангенциальным каналом для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора, определяя частоту гармонических колебаний по следующей зависимости:

где ρ_ж - плотность жидкости, кг/м³;
Q - расход жидкости через генератор гидродинамических колебаний, м³/с;
P_m - амплитуда колебаний, производимых генератором гидродинамических колебаний, МПа;
S - суммарная площадь сечения выходных тангенциальных каналов для входа жидкости, м³.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рециркуляционный поток пропускают через, по меньшей мере, два генератора гидродинамических колебаний, генерирующих колебания на одинаковых частотах ω в режиме стоячих волн.

3. Устройство для приготовления ликера при производстве шампанского, содержащее емкость с патрубками для подачи сахара и купажа, приспособление для перемешивания и рециркуляционный контур для ликера, отличающееся тем, что приспособление для перемешивания включают, по меньшей мере, один установленный ниже уровня жидкости в емкости внутри или снаружи эжекторной камеры и сообщенный с рециркуляционным контуром генератор гидродинамических колебаний, выполненный в виде цилиндрической рабочей камеры с, по меньшей мере, одним тангенциальным каналом для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора, при этом полость эжекторной камеры сообщена с жидкостью в емкости.

4. Устройство по п.3, отличающееся тем, что снабжено установленным на дополнительной магистрали узлом гомогенизации ликера, сообщенным через соответствующие вентили с рециркуляционным контуром, емкостью и патрубком отвода готового ликера.

5. Устройство по п.4, отличающееся тем, что узел гомогенизации включает дополнительный генератор гидродинамических колебаний, выполненный в виде цилиндрической рабочей камеры с, по меньшей мере, одним тангенциальным каналом для входа жидкости и выходным каналом в виде диффузора, на выходе которого установлена кавитационная камера.

6. Устройство по п.5, отличающееся тем, что объем кавитационной камеры составляет 1 - 4 внутреннего объема цилиндрической рабочей камеры генератора гидродинамических колебаний.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4