Переработка вторичных сырьевых ресурсов виноделия

Краткая характеристика основных вторичных сырьевых ресурсов

Создание малоотходных и безотходных производств — основной путь решения проблемы рационального использования природных ресурсов, охраны воздуха и воды от промышленных загрязнений, а следовательно, безопасности пищевого сырья и продуктов питания.

В соответствии с Декларацией о малоотходной и безотходной технологии и использовании отходов, принятой Европейской экономической комиссией ООН, безотходная технология определяется как практическое применение знаний, методов и средств, с тем чтобы в рамках потребностей человека добиться обеспечения рационального использования природных ресурсов, энергии и охраны окружающей среды.

В практике используют и другие понятия и термины: ресурсосберегающая и энергосберегающая технологии; вторичные сырьевые ресурсы; производство с замкнутым циклом; безотходное и малоотходное производство.

В настоящее время восстановление сырьевых ресурсов из отходов для многих развитых стран стало вопросом государственной важности, а производственная практика, как отечественная, так и зарубежная, показывает, что использование многих видов вторичных материальных ресурсов технически осуществимо и экономически выгодно.

Таким образом, перестройка традиционных технологических процессов с целью комплексного использования сырья, создания малои безотходных технологий обусловлена требованием повышения эффективности пищевой и перерабатывающей промышленности и максимального удовлетворения потребностей общества в отечественных продуктах питания. При этом производство должно обеспечивать выпуск высококачественной и экологически безопасной продукции.

Производство винограда в России в 2016 г. составило 551,7 тыс. т. За год сборы выросли на 16,1%, или на 76,5 тыс. т, за 5 лет (с 2011 г.) — на 33,8% (на 139,4 тыс. т).

В Топ-10 регионов по производству винограда в промышленном секторе в 2016 г. вошли: Краснодарский край (232,14 тыс. т, 53,4%), Республика Дагестан (72,16 тыс. т, 16,6%), Республика Крым (51,18 тыс. т, 11,8%), Ставропольский край (42,02 тыс. т, 9,7%), Кабардино-Балкарская Республика (15,64 тыс. т, 3,6%), г. Севастополь (14,61 тыс. т, 3,4%), Ростовская область (5,62 тыс. т, 1,3%), Чеченская Республика (1,23 тыс. т, 0,3%), Волгоградская область (0,21 тыс. т, 0,05%), Самарская область (0,05 тыс. т, 0,01%).

При переработке 1 т винограда также образуется вторичные сырьевые ресурсы, в том числе (в %):

• • гребни — 1—7;
• • выжимки — 10—14;
• • семена — 3—4;
• • дрожжевые осадки — 2,5—6.

При получении виноматериалов получают:

• • винный камень — 0,5—2,0 кг на 100 дал;
• • коньячную барду (около 2/3 объема перегоняемого виноматериала);
• • гущевые осадки — до 3 дал на 100 дал сусла или виноматериала;
• • клеевые осадки — до 0,9 на 1 дал 20%-й суспензии бентонита, применяемой для оклейки;
• • осадок берлинской глазури — 0,7—1,2% от объема обрабатываемого виноматериала.

Гребни отделяют от винограда при его дроблении, при котором они смачиваются суслом. В таких гребнях содержание сахаров составляет 1,0—1,5% при массовой доле влаги 46—55%. Они также содержат винную кислоту (до 0,1%), танин (до 3,2), пентозаны (до 2,8), протопектин (до 0,7) и минеральные вещества (до 2,4%).

Выжимки состоят из твердой и жидкой фаз. Твердая фаза представлена 66% кожицы винограда и 34% семян. Нормативная влажность выжимок при отжиме на шнековых прессах не более 56%.

В зависимости от применяемой технологии различают выжимку сладкую (свежая) и сброженную (красный способ получения виноматериалов).

Массовая доля сахаров в сладкой виноградной выжимке колеблется от 5 до 10%, виннокислых соединений — от 0,5 до 2,0%. При этом виннокислые соединения в основном состоят из свободной винной кислоты (40%) и битартрата калия (10—12%). Следует отметить, что в сладкой выжимке присутствует также яблочная кислота, причем ее содержание при переработке винограда с технической зрелостью такое же, как и винной. Помимо перечисленных химических соединений выжимки содержат пентозаны (1,0—4,5), пектиновые (0,5—3,8), минеральные (1,2—3,6) и фенольные (до 11%) вещества.

В сброженной выжимке сахара отсутствуют. Основным компонентом является этиловый спирт, объемная доля которого составляет 4—5%. Присутствуют также виннокислые соединения (0,7—2,5%) и фенольные вещества, содержание которых на 20—30% ниже, чем в свежей.

Семена выделяют из свежих или экстрагированных виноградных выжимок. Основным пищевым компонентом, содержащимся в виноградных семенах, являются масла, массовая доля которых составляет 10—18%. Массовая доля фенольных веществ — 16% (на сухую массу).

Выход дрожжевых осадков обусловлен степенью осветления сусла, расой применяемых дрожжей, типом виноматериала и условиями брожения. Дрожжевые осадки могут быть жидкими, в виде гущи и отжатыми.

Жидкие дрожжи при длительном отстаивании уплотняются до консистенции гущи. Отжатые дрожжи получают при отделении жидких дрожжей и дрожжевой гущи путем фильтрации при избыточном или остаточном давлении.

Основную часть дрожжевых осадков составляет вода, массовая доля которой равна в среднем 75%. Сухая масса дрожжей главным образом представлена углеводами (25—30%), белками (30—75), липидами (2—5) и неорганическими веществами (5—10%). Углеводы в основном состоят из полисахаридов и гликогенов. Белки содержат аминокислоты, в том числе незаменимые. Липиды дрожжевых осадков являются смесью истинных жиров, восков, фосфолипидов и стеринов. Неорганические вещества состоят в основном из фосфорной кислоты (50%) и калия (25%).

Кристаллы винного камня выделяются из виноматериалов и сусла из-за увеличения спиртуозности или снижения температуры. Они осаждаются на дно и стенки резервуаров. Содержание винной кислоты в сыром винном камне достигает до 70%, количество нерастворимых примесей при этом — 3—10%.

Коньячная барда образуется при перегонке виноматериалов на коньячный спирт. Она содержит все нелетучие компоненты коньячных виноматериалов, в том числе 0,2—0,5% виннокислых соединений — калий кислый виннокислый и кальций виннокислый.

Гущевые осадки образуются при креплении сусла и виноматериалов и их последующей длительной выдержке. Они имеют весьма богатый химический состав. Так, они включают до 70% сахара и до 85% спирта к начальной их концентрации в сусле и виноматериале. В них также присутствуют соли винной кислоты, обрывки гребней, кожицы, виноградные семена и дрожжи.

Клеевые осадки формируются при обработке виноматериалов бентонитовой суспензией в сочетании с другими оклеивающими веществами — желатином, рыбьим клеем и др. В связи с этим они обогащаются белковыми, пектиновыми и фенольными веществами виноматериала и имеют аморфную структуру.

Осадок берлинской глазури образуется при деметаллизации виноматериалов с помощью ЖКС и является неутилизируемым отходом винодельческого производства. Имеет окраску от серо-голубой до синей при массовой доле влаги 55—95%. Массовая доля цианидов колеблется от 2 до 20 г/ дм³, этилового спирта — А—10%, винной кислоты — 2—8 г/дм³.