CC BY
69
кой и поверхностью воды) - 8 мм, слоя воды - 37 мм. Результаты измерений температур в каждом из слоев показывают, что наличие сетки при постоянной мощности нагревателя увеличивает скорость роста температуры активного слоя, существенно снижает интенсивность нагрева масла в пассивном слое и воды. Эффективный коэффициент теплопроводности, определяющий теплопередачу от активного слоя масла к воде, уменьшается практически в 2 раза.
Структурно алгоритм реализуется двухуровневой системой управления процессом обжаривания, верхний уровень которой по результатам измерений потери массы, температуры масла, производительности печи, температуры сырья определяет управляющие воздействия, обеспечивающие минимизирующие отклонения потери массы рыбой от заданного значения. Нижний уровень управления включает в себя системы регулирования скорости движения конвейера, температуры масла, расхода пара [6].
Управление процессом обжаривания осуществляется либо изменением времени обжаривания (скорости
конвейера), либо изменением температуры масла. Учитывая, что печь находится в составе линии и должна быть согласована по производительности с другими элементами, в данной работе принято регулирование процента ужаривания путем изменения температуры масла.
ЛИТЕРАТУРА
]. Шубин Г,С. Сушка и тепловая обработка древесины. -М.: Лесная, пром-сть, 1990, - 336 с.
2. Поляк Б.Т. Новый метод типа стохастической аппроксимации // А и Т. - 1990. -№ 7. - С. 98 -107.
3. Клюев A.C., Карпов B.C. Синтез быстродействующих регуляторов для объектов с запаздыванием. - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 176 с.
4. Фокин А.Л., Хароцов В.Г. Управление линейным объектом е запаздыванием // Автоматизация и современные технологии. — 2002. - № 2.
5. Гетлинг A.B. Конвекция Рэлея-Бенара. Структуры и динамика. - М.: Эдиториал УРСС, 1999. - 248 с.
6. Сердобинцев С.П. Адаптивное управление процессами термической обработки пищевых продуктов. - Калининград: КГТУ, 1998.-182 е.
Поступила 23.10.02 г.
, .. 663.25.002.2
СОВРЕМЕННЫЕ СПОСОБЫ ФИЗИЧЕСКОЕО ВОЗДЕЙСТВИЯ -НА ВИНОГРАД И ПРОДУКТЫ ЕЕ О ПЕРЕРАБОТКИ
М.Г. БАРЫШЕВ, Г.И. КАСЬЯНОВ, В.Т. ХРИСГЮК,
Л.Н. УЗУН
Кубанский государственный технологический университет Кубанский государственный университет
Для регулирования состава сусла и вина, интенсификации процессов экстракции, брожения, настаивания, а также с целью осветления и стабилизации к повторным помутнениям вторичных продуктов используют различные методы физического воздействия. Часть из них связана с внесением в обрабатываемую среду природных или синтетических веществ или препаратов как органического, так и неорганического происхождения.
Среди методов физического воздействия на сырье, полуфабрикаты и товарную продукцию следует выделить термическое воздействие (тепловое и низкотемпературное), обработку волнами различной длины (ультразвуковыми, ультрафиолетовыми, инфракрасными) или лучами лазера, облучение радиоактивными веществами, сверхвысокочастотное электромагнитное излучение, низкочастотные электромагнитные поля (ЭМП).
Рассмотрим каждый из перечисленных методов более подробно.
Обработка теплом виноградной мезги оказывает разностороннее действие на компоненты сусла и на обменные процессы между ними, в результате чего увеличивается количество экстрактивных веществ - фе-
нольных, красящих, ароматических и др. [1]. Такое сусло используется при приготовлении десертных вин.
Этот способ применяется также для консервации различных типов вин. При воздействии высоких температур наступают сложные необратимые процессы в клетке, вследствие чего аэробные и анаэробные микроорганизмы погибают [2].
При высокотемпературных режимах обработки (70°-80°С) в винах происходит заметное снижение органолептических свойств. Обычно отмечают тона ува-ренности, тусклости, вялости. Возрастает содержание меланоидинов, меняется спектральная характеристика вин [3], быстро расходуется растворенный кислород на окисление компонентов вин, инактивируются окислительные ферменты, происходит денатурация белков.
Обработку холодом в виноделии используют для охлаждения виноградного сусла во время брожения с целью его регулирования, а также для стабилизации вин к кристаллическим помутнениям.
При обработке холодом вина охлаждают до температуры ниже 0°С (близкой к температуре замерзания), затем оставляют на некоторое время при этой температуре, чтобы образовавшиеся осадки осели на дно, и фильтруют. В результате удаляются кальциевые и калиевые соли винной кислоты, в том числе уменьшается содержание высокомолекулярных соединений (ВМС). Таким путем добиваются осветления вин и стабилизации окраски и прозрачности [4].
Обработка виноградной мезги ультразвуком способствует резкому' повышению экстрагирования дубильных и красящих веществ на 20-30%. Поскольку продолжительность обработки составляет всего 15 мин, при толщине слоя 10 см, этот способ более экономичен и пригоден к производственным условиям [5]. Его можно применять для стерилизации вин и их осветления. Механизм воздействия ультразвука в основном состоит в интенсификации процессов взаимодействия компонентов вина друг с другом и с введен-
НЫМК Б него ОКЛСИБаЮЩИМй И ДруГИМй МЗТСрИШш-ми [6].
В настоящее время наиболее перспективно использование ультразвука для увеличения взаимодействия напитков с адсорбирующими и оклеивающими веществами.
Инфракрасные (ИК) лучи - электромагнитные волны длиной 0,76-500 мк - производят тепловое действие на микрофлору вина. Глубина проникновения ИК-лучей в пищевые продукты составляет 6-15 мм. Нагрев ИК-лучами для интенсификации настаивания на мезге не имеет преимуществ перед обычной тепловой обработкой [2].
Воздействие лазерного луча на виноматериал благоприятно действует на процесс осветления. Сразу после обработки появляются мельчайшие точечные включения, которые со временем увеличиваются в размерах. Особую роль в исследованиях параметров лазерного воздействия отводят длине волны, интенсивности и дозе облучения, регулируемой количеством импульсов. Интенсивность и доза облучения оказывают влияние не только на зарождение, но и на дальнейший рост кристаллов. Наблюдения в ходе хранения вин показали, что лазерное воздействие способствует профилактике кристаллических и коллоидных помутнений.
Лазерная обработка виноматериалов приводит к изменению их физико-химических свойств - вязкости, электропроводности и поверхностного натяжения [7].
Ультрафиолетовое (УФ) излучение оказывает стерилизующее действие, вызывая деструкцию многих ВМС, в том числе входящих в состав микроорганизмов, и провоцируя разнообразные химические реакции [6].
В результате проведенных исследований установлено, что после обработки вина УФ-лучами крепость, содержание титруемых кислот и концентрация сахара не изменяются; уменьшается содержание летучих кислот, фенольных веществ, общего и белкового азота. В облученных образцах содержание аминного азота незначительно увеличивается. В столовых и полусладких винах количество альдегидов и ацеталей снижается, а в портвейнах несколько повышается.
Обработка микроорганизмов УФ-лучами показала, что при повышении дозы значительно уменьшается количество выживших микроорганизмов различных культур (пленчатые, молочнокислые бактерии и др.). Большое значение для повышения бактерицидных
свойств УФ-лучей имеет выбор оптимальной толщины обрабатываемого слоя вина около 1-2 см, так как степень их проникновения невелика. Незначительные количества сернистого ангидрида или сорбиновой кислоты, внесенные в облученные вина, позволяют уменьшить летальные дозы УФ-лучей от 30 до 50% для основных микроорганизмов [8].
В качестве источника облучения используют радиоактивные вещества. Исследования показывают, что выход сусла из облученного винограда всегда значительно выше, чем из необлученного, это объясняется увеличением проницаемости тканей и разрушением пектинов. Установлено, что выжимки, оставшиеся после прессования облученного винограда, всегда более сухие, чем после прессования необлученного винограда, а кожица не имеет плотно прилегающего к ней подкожного слоя. Однако у-лучи отрицательно действуют на качество виноградного сусла: сусло белых сортов винограда темнеет, а окрашенных - обесцвечивается [9].
Установлено [6], что облучение полусладкого вина у-лучами низкой дозы не дает стерилизующего эффекта, тогда как вкусовая гамма резко снижается, вино становится неприятным, меняются и внешние свойства в связи с опалесценцией.
Все перечисленные способы связаны с высокими энергетическими затратами. Между тем известно, что воздействие на биологические системы ЭМП крайне низкочастотного диапазона приводит к неадекватному отклику системы на оказанное энергетическое воздействие [10]. Поэтому такая обработка может представлять существенный интерес для винодельческой промышленности.
Так, согласно последним исследованиям, проведенным с физико-химическими и биологическими растворами, установлена их высокая восприимчивость к ЭМП крайне низкочастотного диапазона (3-30 Гц) [11]. Исследования такого рода воздействия на виноградное сусло проводились с целью определения его влияния на состав и свойства продукции при минимальных энергетических затратах.
Нами было изучено воздействие ЭМП крайне низкочастотного диапазона на виноградное сусло сорта Изабелла. Обработку проводили на специальной установке, представляющей собой экранированную камеру с находящимся в ней излучателем (катушка) индуктивностью 0,3 Гн, на который поступали синусоидальные электрические колебания в диапазоне 3-30 Гц с напряженностью поля 1200 А/м.
После сбраживания виноградного сусла, обработанного ЭМП крайне низкочастотного диапазона, в нем увеличилось содержание сухих веществ и общее количество фенольных веществ на 4,8 и 12% соответственно. В результате обработки получается более качественное высокоокрашенное сусло за счет увеличения антоцианов на 14%. Наблюдалось также заметное осветление сусла, что объясняется ускоренным зарождением и формированием кристаллов калиевых и каль-
циевых солей винной кислоты, приводящим к их осаждению и способствующим предотвращению помутнения вин.
Полученные результаты свидетельствуют о возможности применения ЭМП крайне низкочастотного диапазона для обработки сусла и виноматериала с целью направленного регулирования химического состава соков и вин, процессов коагуляции, сорбции, образования нерастворимых соединений.
ЛИТЕРАТУРА
1. Риберо-Гайон Ж., Пенно Э., Рнберо-Гайон П., Сюдро П. Теория и практика виноделия. Т. 3. Способы производства вин. Превращение в винах: Пер. с франц. - М.: Пищевая пром-сть, 1980. ■-С. 480.
2. Современные физические методы стабилизации вин. -М., 1982. - С. 33.
3. Кишковский З.Н., Скурихин II.М. Химия вина М.: Пищеваяиром-сть, 1976. -С. 311.
4. Риберо-Гайон Ж., Иейно Э., Риберо-Гайон П., Сюдро П, Теория и практика виноделия. Т. 4. Осветление и стабилизация вин. Оборудование и аппаратура: Пер. с франц. - М.: Легкая и пищевая пром-сгь, 1981. - С. 416.
5. Абдулаев X., Иванченко В.А. Обработка виноградной мезги ультразвуком // Тр. НИИ садоводства, виноградарства и виноделия им. Шредера. - 1982. - № 43. - С. 123-132.
6. Германова Л.М., Гордеева .1.1).. Козинский И.Ш. Физические методы стабилизации и осветления вин // ЦНИИТЭИ Пищепром. Сер. Винодельческая пром-сть. - 1985. - Вып. 12. - С. 12.
7. Мордовии А.П. Технология обработки вин с целью профилактики и усгранения кристаллических помутнений с применением лазерно-технологических комплексов: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Краснодар, 1997. -25 с.
8. Марченко А.Г1. Применение ультрафиолетового облучения в производстве белых столовых вин: Автореф. дис. ... канд. техн. наук. - Краснодар, 1973. - 32 с.
9. Фрумкии М.А., Нахмедов Ф.Г. Влияние ионизирующих излучений на продукты переработки винограда. Обзор. - М.: Пищевая пром-сть, 1970. - С. 35.
10. Жаднл М.Н. Действие магнитных полей на движение иона в макромолекуле: Теоретический анализ // Биофизика. - 1996. -41. - Вып. 4. - С. 832-849.
11. Владимирский Б.М., Темурышц H.A. Ядерный магнитный резонанс в геомагнитном поле — возможный механизм воздействия слабых электромагнитных полей на биологические и физико-хими-ческие системы // Там же. - С. 926-929.
Кафедра полупроводников Кафедра технологии виноделия
Поступила 23.04.02 г
