CC BY
46
PREPARATION OF WATER FOR WASHING A FILTER SEDIMENT
A.V. SAVOSTIN, R.S. RESHETOVA, M.S. ZEMLYANAYA, M.M. OSMAN
Kuban State Technological University,
2, Moskovskaya st., Krasnodar, 350072; ph. : (861) 255-84-11, e-mail: [email protected]
Researches results of influencepH waters for washing a filter sediment on quality of promises is given.
Key words: filter sediment, water for washing the sediment in sugar industry.
663.252.9 (253.3)
МА ТЕМАТИЧЕСКОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ КУПАЖНОЙ СМЕСИ, ОБОГАЩЕННОЙ ЭКСТРАКТИВНЫМИ И ФЕНОЛЬНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ ДРЕВЕСИНЫ ДУБА
В.Е. АНДРЕЕВА 1, Н.М. АГЕЕВА 2
1 Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический институт), 346428, г. Новочеркасск, Ростовская обл., ул. Просвещения, 132; тел. : (863-52) 5-53-39, факс: (863-52) 5-59-74,
электронная почта: [email protected] 2 Северо-Кавказский зональный НИИ садоводства и виноградарства Россельхозакадемии,
350901, г. Краснодар, ул. 40 Лет Победы, 39; тел. : (861) 252-70-74, 252-64-36; факс: (861) 257-57-04,
электронная почта: kubansad@,kubannet.ги
Рассмотрены возможности применения математических методов планирования ускорения мадеризации. Проанализированы соотношения удельной поверхности дубовой клепки, температуры и времени выдержки купажа. Варьирование значений экстрактивности позволит получать смеси, обогащенные экстрактивными и фенольными веществами в необходимых количествах для мадеризации.
Ключевые слова: мадера, ускоренная мадеризация, экстракт из древесины дуба.
Ускоренная технология приготовления специальных вин типа мадеры представляет интерес для исследования и внедрения в промышленное производство. Совершенствование оборудования, изменение технологических режимов и приемов виноделия приводит к большому разнообразию технологических схем производства, что ставит перед теорией и практикой виноделия вопрос выбора оптимальных режимов с сохранением типичных свойств продукта.
Известно [1, 2], что для интенсификации физи-ко -химических процессов, происходящих при приготовлении и выдержке вин, до мадеризации к виномате-риалам добавляют вспомогательные компоненты, богатые фенольными веществами, продуктами распада лигнина и гемицеллюлоз. Наиболее распространенными являются древесина дуба и каштана, а также экстракты из древесины, виноградных семян, выжимок и гребней в виде жидких или сухих препаратов.
Жидкие и сухие дубовые экстракты наиболее удобны. Однако экстракты, полученные различными методами, содержат разное количество экстрактивных веществ. Приготовление купажной смеси этилового спирта с сухим столовым виноматериалом с последующей выдержкой на клепках из древесины дуба представляется наиболее перспективным Спиртование бродящего сусла купажной смесью до необходимой концентрации спирта в виноматериале приводит к сокращению сроков производства.
Цель настоящей работы - изучить при различных температурных режимах влияние на величину экстрак-
тивности У, г/дм , купажной смеси площади контакта исходных компонентов древесины £уд, см2, и времени выдержки t.
Была подготовлена купажная смесь спирта этилового ректификованного (объемная доля этилового спирта 60% об.) с сухим столовым виноматериалом для обогащения смеси экстрактивными и дубильными веществами древесины дуба. В качестве факторов варьирования выбраны температура - 30-60°С, площадь контакта древесных стружек Буп - 100-200 см2/дм3, длительность выдержки t - 10-120 сут.
Поставленную задачу решали с применением методов математического планирования эксперимента. Эксперимент проводили по ортогональному плану второго порядка [3] со звездным плечом а = ±1,414. Количество опытов N = 18, количество исследуемых факто-
Таблица 1
Области и уровни исследования Независимые переменные
о О Z2, см2 Z3, сут
Область исследования 30-60 100-200 10-120
Центр области исследования 45 150 60
Интервал варьирования 10,61 35,3 38,9
Уровень исследования:
+1 55,6 185,4 103,9
-1 34,4 114,6 26,1
Звездное плечо:
+1,414 60 200 120
-1,414 30 100 10
Таблица 2
Номер опыта Независимые переменные ЭкстрактУ, г/дм3
в кодированном масштабе в натуральном масштабе
Х1 Х2 Х3 2 ° О 7 2 22, см 23, сут
1 1 1 1 55,6 185,4 103,89 20,17
2 1 1 34,4 185,4 103,89 8,35
3 1 -1 1 55,6 114,6 103,89 14,88
4 -1 1 34,4 114,6 103,89 5,61
5 1 1 55,6 185,4 26,11 11,13
6 1 34,4 185,4 26,11 5,32
7 1 -1 55,6 114,6 26,11 8,11
8 -1 34,4 114,6 26,11 3,87
9 0 0 0 45 150 65 6,00
10 0 0 0 45 150 65 6,10
11 0 0 0 45 150 65 6,20
12 0 0 0 45 150 65 8,20
13 1,414 0 0 60 150 65 16,15
14 -1,414 0 0 30 150 65 4,99
15 0 1,414 0 45 200 65 9,23
16 0 -1,414 0 45 100 65 5,82
17 0 0 1,414 45 150 10 3,80
18 0 0 -1,414 45 150 120 10,30
ров К = 3. Центр области исследования, шаг и уровни исследования в натуральном масштабе приведены в табл. 1, план эксперимента в безразмерном Х и натуральном масштабе 2 - в табл. 2.
Подготовку образцов и определение экстракта проводили по методике [4].
В результате статистической обработки экспериментальных данных получено уравнение регрессии (1), адекватно описывающее влияние исследу емых факторов в безразмерном масштабе на величину У:
У = 8,57+ 3,91 Х1 + 1,44 Х 2 + 1,38 Х1Х 3
(1)
модель адекватна для Ра = 0,95 при дисперсии воспроизводимости = 1,1.
По уравнениям регрессии в окрестности оптимального режима был проведен анализ параметрической чувствительности процесса. Экстрагирование комплекса фенольных и экстрактивных веществ древесины дуба в зависимости от температуры и площади по-
верхности приведено на рис. 1: (кривая 1 - центр плана, 2 - верхняя граница области исследования, 3 - нижняя граница области исследования.
Экстрактивность образцов возрастает с увеличением температуры от 30 до 60°С. В центре плана с ростом температуры значения экстракта комплекса фенольных и экстрактивных веществ древесины дуба изменяются от 3,1 до 14,2 г/дм3 (рис. 1, кривая 1). Кривая 2 на верхней границе области исследования (1,414) отражает наибольший рост значений экстракта от 2,3 до 18,8 г/дм3. Нижняя граница области исследования (-1,414) (рис. 1, кривая 3) показывает наименьшие значения накопления экстракта от 3,7 до 9,35 г/дм3. Полученные кривые пересекаются в точке А (х = 33,9; у = 4,44), где значения экстрактивности одинаковы для всех условий. Представляется интересной область, лежащая левее точки А: наибольшей экстрактивностью обладают образцы на нижней границе области (-1,414) (рис. 1, кривая 3). Правее точки А, с увеличением тем-
60 (, С
100
120
140
160
180
200 ву,,, см
Рис. 1
Рис. 2
Таблица 3
Образец Спирт, Сахар, Титруемая Альдеги - Эфиры, Фенольные Азот, мг/л Показатель оптической плотности, нм Состояние вина в кон- Время про-
вина % об. г/дм3 ность, г/л ды, мг/л мг/л мг/л Общий Амин- ный 280 420 це срока из -готовления сут
Купаж 1 20 40 6,3 153,4 285,2
Купаж 2 20 40 6,4 156,7 276,4
Купаж 3 20 40 6,2 153,7 279,1
Классическая
технология 19,5 40 6,2 137,7 248,3
пературы наблюдается интенсивный рост экстрактивности.
Влияние удельной поверхности на экстрагирование комплекса фенольных и экстрактивных веществ древе -сины дуба приведено на рис. 2: кривая 1 - в центре плана, 2 - на верхней границе (1,414), 3 - на нижней границе (-1,414).
На кривой 2 (рис. 2), характеризующей область исследования верхней границы (1,414), виден сдвиг в сторону увеличения накопления экстракта: от 6,5 г/дм3 в центре плана (кривая 1) до 14,8 г/дм3 (кривая 2), что свидетельствует о преимуществе этой серии образцов (увеличение в 2,7 раза).
Сравнительный анализ кривых позволяет выбрать оптимальные параметры для составления купажных смесей. Наилучшие показатели отражает верхняя граница области исследований (1,414). Для выбранных образцов с увеличением удельной поверхности до 200 см2/дм3 и температуры до 60°С накопление экстракта значительно ускоряется. На основании проведенных экспериментов были выбраны параметры ку-пажных смесей для внесения в виноматериал в момент спиртования. Сравнительная оценка качества специального вина, полученного с внесением купажной смеси и без нее, приведена в табл. 3.
Про зрач -
415 364 278,6 69,8 0,75 ное, розливостойкое 320-330
413 371 281,5 70,1 0,74 » 320-330
426 369 275,1 74,2 0,70 » 320-330
405 355,3 273,7 58,7 0,70 » 562-785
ВЫВОДЫ
1. Исследовано при различных температурных режимах влияние величины удельной поверхности компонентов древесины дуба и времени выдержки на экстрактивность купажной смеси.
2. С применением методов математического планирования эксперимента проанализированы соотношения удельной поверхности, температуры и времени выдержки, обеспечивающие оптимальные значения величины экстрактивности.
3. Составление купажных смесей с заданными значениями экстрактивности позволит получать смеси, обогащенные экстрактивными и фенольными веществами, для различных технологических операций.
ЛИТЕРАТУРА
1. Преображенский А.А., Белогуров Д.М., Моисеенко Д.А. Технология вин типа мадеры. - М.: Пищевая пром-сть, 1966. -61 с.
2. Прида А., Дюмонсо О., Пуэш Ж.-Л. Эллаготанины дуба и каштана // Виноделие и виноградарство. - 2003. - № 1. - С. 28.
3. Ахназарова С.Л., Кафаров В.В. Методы оптимизации эксперимента в химической технологии. - М.: Высш. шк., 1985. -327 с.
4. Сборник основных правил, технологических инструкций и нормативных материалов по производству винодельческой продукции. - М.: Пищепромиздат, 1998. - 242 с.
Поступила 23.09.09 г.
MATHEMATICAL PLANNING OF THE PARAMETERS OF THE BLEND ENRICHED WITH EXTRACTIVE AND PHENOLIC COMPOUNDS OF THE OAK
V.E. ANDREEVA 1, N.M. AGEEVA 2
1 South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute),
132, Prosveschenia st., Rostov region, Novocherkassk, 346428; ph. : (863-52) 5-53-39, fax: (863-52) 5-59-74,
e-mail: _ fkoh@novoch. ru
2 North-Caucasian Regional Research Institute of Horticulture and Viticulture of the Russian Academy of agricultural sciences, 39, 40Let Pobedy st., Krasnodar, 350901; ph. : (861) 252-70-74, 252-64-36, fax: (861) 257-57-04,
e-mail: [email protected]
We have examined the possibilities of applying mathematical methods for planning the acceleration of maderization. Oak clap specific surface. temperature and blend aging time ratios have been analyzed. Extractivity values variation allows making blends enriched with extractive and phenolic compounds in necessary quantities for maderization.
Key words: madera, acceleration of maderization, extract of oak clap.
