Технология крепких напитков из новых сортов винограда и нетрадиционного сырья Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

ЕСТЕСТВОЗНАНИЕ

М.Г. Чекмарёва

симации по пространству не ниже второго), эти операторы должны быть весьма сложными.

Проблемы, возникающие при численном решении задач динамики тонкостенных конструкций. Проблемы можно классифицировать по источнику их возникновения и степени общности: статические (т.е. имеющие место уже при решении задач статики) и собственно динамические; линейные и нелинейные; общие для всех задач механики сплошных сред и. специфические для задач динамики тонкостенных конструкций.

Таким образом, в целом вопросы математического обоснования и теоретического анализа численных методов решения задач механики конструкций являются недостаточно изученными. Поэтому актуальны вопросы разработки и развития теоретических методов анализа точности, устойчивости и эффективности численных схем решения задач динамики тонкостенных конструкций, а также применение этих методов к исследованию существующих и разработке новых методов решения задач указанного класса. В связи с указанным задачами нашего исследования явились следующие:

- развитие методов исследования вариационно-разностных и конечно-элементных схем решения задач механики деформируемого твердого тела;

- построение эффективных численных схем решения нестационарных задач динамики тонкостенных конструкций, учитывающих специфику процессов деформирования;

- анализ и математическое обоснование точности, устойчивости и методов повышения эффективности численных схем;

- численное исследование нестационарных геометрически и физически нелинейных процессов деформирования оболочек при ударных и импульсных воздействиях.

В результате решения поставленных целей

достигнуты следующие результаты:

1. Разработан метод анализа вариационно-разностных и конечно-элементных схем, основанный на преобразовании к конечно-разностному виду, удобному для теоретического исследования.

2. На базе данного подхода проведен анализ точности и сходимости численных, схем решения задач теории упругости и теории оболочек. Впервые получены и теоретически обоснованы условия применения грубых сеток при расчете тонкостенных конструкций. Исследована равномерная сходимость схем по параметру сеточной задачи NX/h (где АХ- диаметр ячейки разностной сетки, h - толщина оболочки). Предложен класс «ажурных» численных схем метода конечного элемента. Проведен анализ устойчивости явных схем типа «крест» решения задач теории упругости и «теорий оболочек». Получены точные и приближенные оценки устойчивости.

3. Разработан метод повышения эффективности явных численных схем путем введения неявного стабилизирующего оператора и его конкретные реализации для задач теории оболочек и теории упругости. Проведено математическое обоснование, анализ подбора параметров и условий применимости метода.

4. Проведены численные исследования процессов динамического деформирования и потери устойчивости оболочек при ударных и импульсных воздействиях.

Результаты исследований находят практическое применение в ППП «Динамика-2» и «Дина-мика-3» решения нестационарных задач динамики конструкций и массивных тел, разработанных в НИИ механики при ННГУ Созданные на их основе методики и рекомендации по их применению внедрены в расчетную практику ряда отраслевых и проектно-конструкторских организаций.

М.Г. Чекмарёва

ТЕХНОЛОГИЯ КРЕПКИХ НАПИТКОВ ИЗ НОВЫХ СОРТОВ ВИНОГРАДА И НЕТРАДИЦИОННОГО СЫРЬЯ

Производство крепких напитков входит в состав винодельческой отрасли, од. нако имеет свои особенности и специфику. Основное и ведущее место в этой отрасли по праву принадлежит коньячному производству. Исходя из технологических особенностей приготовления коньяка, были строго подобраны сорта винограда с нейтральным ароматом, бе-

лой или розовой окраской ягод, повышенной кислотностью. Во Франции такими сортами являются Уни-блан, Сент-Эмиллион, Коломбар, Фоль-бланш. В отечественном коньячном производстве предпочтительными оказались: Ркацители, Плавай, Клерет, Алый Терский, Алиготе, Тербаш, Сильванер. В связи с рядом причин различного характера, вызвавших сокращение площадей

32

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 12, 2006

© М.Г. Чекмарёва, 2006

Технология крепких напитков из новых сортов винограда и нетрадиционного сырья

и сортимента виноградников за последние 15 лет, коньячное производство Российской Федерации в настоящее время испытывает острый недостаток в сырье. Часто используются виноматериа-лы, непригодные для других направлений виноделия и из сортов винограда, не предназначенных для выработки коньяков. В условиях жёсткой конкуренции, сложившейся на Российском алкогольном рынке, противостоять массовому потоку импортной продукции отечественная промышленность может только выпуском высококачественных напитков. Дальнейшее развитие коньячного производства связано, главным образом, с созданием соответствующей сырьевой базы. В решении этой задачи определённую роль может сыграть подбор новых сортов винограда с высокой урожайностью, устойчивостью к различным заболеваниям, низким температурам. Таким требованиям отвечают многие сорта межвидового происхождения. Известно, однако, что первоначальный опыт по использованию первых европейско-американских гибридов в коньячном производстве, оказался неудачным и до сих пор существует мнение о невозможности или нежелательности их применения. Однако за последние два десятилетия были созданы более совершенные сорта этой группы, не имеющие специфического аромата и слизистой мякоти, затрудняющей отделение сусла от твёрдых частей винограда, и характеризующиеся высокой адаптационной способностью и продуктивностью. Большинство таких сортов осталось за рамками исследований, поэтому испытание их в качестве сырья в производстве коньяков целесообразно и актуально. Наиболее перспективными в этом плане могут стать следующие сорта: Степняк, Бианка, Грушевский белый, Кунлеань. В Ростовской области насаждения винограда сорта Бианка составляют 775 га, сорта Степняк - 144 га, сорта Грушевский белый - 20 га, сорта Кунлеань - 24 га. В Краснодарском крае: сорта Бианка - 1384 га, Степняк -43 га, сорта Кунлеань - 30 га.

Усовершенствование существующей технологии коньячных виноматериалов и спиртов, направленное на повышение качества коньяков и увеличение выхода коньячных спиртов, без снижения их качества, является не менее важной задачей современного производства. Недостаточное внимание учёных к способу обогрева перегонных установок, оставило за рамками исследований возможности использования других видов энергии, например, СВЧ - энергии, получающей всё большее распространение в народном хозяй-

стве. Исследования, проведённые в этом направлении, являются новыми и актуальными.

Производство крепких напитков из нетрадиционного для винодельческой промышленности сырья широко распространено во всём мире, однако, в России практически не развито. Большой популярностью пользуются: кукуруза, пшеница, рис, сахарный тростник и т.д. Для расширения ассортимента напитков данной категории, а также получения продукции с низкой себестоимостью, нами изучены сахарные сорта сорго. Из сочных стеблей этого растения, способного накапливать 120-150 г/дм3 Сахаров к концу вегетации, можно извлекать 40-45 дал/т сока, пригодного для сбраживания и перегонки на спирт. В результате научно обоснована целесообразность использования новых сортов винограда межвидового происхождения - Грушевский белый, Би-анка, Кунлеань, Степняк в коньячном производстве. Определены расы дрожжей, способствующие повышению качества коньячных виномате-риалов из новых сортов винограда за счёт оптимального содержания в них вторичных и побочных продуктов брожения. Установлено, что повышение спиртуозности коньячных виноматери-алов до 13% об. за счёт доливки головными фракциями при хранении до перегонки, способствуют наилучшей их сохранности. Впервые получены спирты и исследована динамика перехода летучих компонентов при перегонке коньячных ви-номатериалов на аппарате с СВЧ нагревом. Установлено положительное влияние СВЧ энергии на качество коньячных спиртов за счёт лучшего сохранения сортового аромата, меньшего содержания изоамштовых спиртов, летучих кислот, большего накопления компонентов «энантового» эфира и отсутствия порочного тона «пригара». Научно и экспериментально обоснована возможность использования сахарного сорго сорта С-20 для производства крепких напитков.

Изученные нами сорта винограда с высоким потенциалом продуктивности и устойчивости к болезням и низким температурам могут послужить основой для развития сырьевой базы коньячного производства России, а использование нового сырья даст возможность увеличить ассортимент крепких напитков. Усовершенствование технологии будет способствовать повышению качества коньяков. На основе разработанной технологии очистки и ускоренного созревания сор-гового спирта и разработанных технологических инструкций на производство напитков из новых сортов винограда и сахарного сорго.

Вестник КГУ им. Н.А. Некрасова ♦ № 12, 2006

33