3.1.4.3 Опис апаратурно-технологічної схеми (1-2 с.)

Апаратурно-технологічну схему викреслюють за положеннями, викладеними в [2,3]. Під час її опису вказують звідки і куди надходить сировина, основні і допоміжні матеріали, напівпродукти, побічні продукти, відходи, викиди та стоки. Обов’язково називають способи руху: самопливом, насосом, шнеком тощо. При будь-якому згадуванні найменування обладнання потрібно вказати його номер (без дужок), який відповідає номерові на апаратурно-технологічній схемі. Наприклад: виноград із автомашини 1 вивантажують у приймальний збірник 2, звідки шнеком 3 подають на дробарку 4 і т. п.

3.1.5 Продуктові розрахунки (4-6 с.)

Розрахунки кількості сировини, напівпродуктів, товарної продукції, втрат та відходів виконують для кожного виду виноматеріалів (вина, коньяку), обумовлених завданням на проектування. Розрахунки проводять у відповідності з технологічною схемою за принципом послідовного складання на кожну технологічну операцію матеріального, а за необхідності – цукрово-спиртового балансів. При цьому необхідно використовувати нормативні або отриманні під час практики значення витрат, втрат, відходів та виходів напівпродуктів. Розрахунковою величиною є 1 т переробленого винограду (плодово-ягідної сировини), а в кінці розрахунку роблять перерахунок на задану річну потужність цеху (відділення).

Розрахунки починають від вихідної кількості винограду, постійно віднімаючи від його маси розраховані втрати і відходи. За відходи приймають гребені, вичавки, гущові осади при відстоюванні сусла, дріжджові осади при освітленні виноматеріалу. Відходи гребенів і вичавки розраховують, виходячи від початкової кількості винограду. Починаючи з моменту появи сусла, розрахунки ведуть паралельно за масою і об’ємом. В розрахунках слід враховувати втрати об’єму за рахунок контракції та під час бродіння і втрати маси за рахунок виділення діоксиду вуглецю. Правильність розрахунків перевіряють складанням балансу.

Перерахунок з 1 т винограду на задану виробничу потужність цеху виконують у вигляді зведеної таблиці. Тривалість сезону виноробства залежно від типу виноматеріалів приймається протягом 20-40 діб. Розрахунок на 1 т винограду ведуть з точністю до 0,001 дал (0,01 кг), щоб при перерахунку на задану виробничу потужність були отримані числа з точністю до 1 дал (10 кг).

Приклад продуктових розрахунків по первинному виноробству представлений нижче.

Продуктові розрахунки при виробництві білих сухих виноматеріалів

Розрахунки виконують на 1 т винограду, а в кінці – перераховують на задану потужність – 20 тис. т винограду за сезон. Цукристість винограду приймають 18 г/100 см³, титровану кислотність – 9 г/дм³. Значення витрат і втрат наведені в табл. 7.

Таблиця 7 – Вихідні данні для продуктових розрахунків

Найменування операції	Втрати,		Відходи,
	позначення	%	позначення	%
Приймання винограду		–		–
Подрібнення з гребеневідокремленням	Ппод	0,5	Впод	3,3
Відділення сусла-самопливу	Пв.с	0,29		-
Пресування	Ппр	0,21	Впр	18,9
Відстоювання	Пвід	0,06		-
Зняття з осадів	Пос.1	0,8
Бродіння	Пбр	0,6
Витримка на дріжджах з освітленням	Пдр	0,06
Зняття з осаду	Пос.2	4,3
Егалізація	Пег	0,06
Зберігання	Пзб	0,11
Відправлення	Пвпр	0,06

1. Приймання винограду. Під час приймання винограду втрат і відходів немає. Тому маса винограду (G_в), що надійшла на подрібнення, становить 1000 кг.

2. Подрібнення. Під час подрібнення винограду втрати (П_под) становлять 0,5 %, масу яких (G_вт.под) розраховують за формулою:

= .

Відходи при подрібненні (В_под) становлять 3,3 %. Маса відходів (G_{від.под}):

= .

Маса м’язги (G_м), що надходить на відділення сусла-самопливу:

G_м = G_в – (G_вт.под + G_{від.под}) = 1000 – (5+33) = 962 кг.

3. Відділення сусла-самопливу. Під час відділення сусла-самопливу втрати (П_в.с) становлять 0,29 %. Маса вичавок (G_вич):

G_вич = .

Об’єм сусла-самопливу (V_с.с) – 50 дал/т, а його маса :

G_с.с = V_с.с·10·ρ = 50·10·1,081 = 540,5 кг,

де ρ – густина сусла, кг/дм³.

Маса м’язги (G_м.пр), що іде на пресування:

G_м.пр = G_м- G_вич- G_с.с =962-3 - 540,5 = 418,5 кг.

4. Пресування. Під час пресування втрати (П_пр) становлять 0,21 %. Масу втрат (G_пр) розраховують за формулою:

G_пр= .

Відходи (вичавки) під час пресування (В_пр) становлять 18,9 % від маси винограду. Масу відходів (G_пр.від) розраховують за формулою:

G_пр.від= .

Об’єм пресового сусла (V_с.пр)– 26 дал/т.

Маса пресового сусла G_с.пр= G_м.пр- G_пр- G_пр.від = 418,5-0,88-189=228,6 кг.

Загальний об'єм сусла (V_с), що надійшов на відстоювання дорівнює:

V_с = V_с.с+ V_с.пр = 50+26 =76 дал = 760 дм³.

Загальна маса сусла (G_с):

G_с = G_с.с+ G_с.пр =540,5+228,6 = 769,1 кг.

5. Відстоювання. Під час відстоювання втрати (П_від) становлять 0,06 %.

Об’єм втрат (V_вт.від):

V_вт.від= дм³.

Маса втрат (G _вт.від):

G_вт.від= кг.

Кількість освітленого сусла, що надійшла на декантацію:

V_с.осв = V_с- V_вт.від = 760 – 0,46 = 759,54 дм³,

G_с.осв= G_с- G_{втр.від} = 769,1 – 0,46 = 768,64 кг.

6. Зняття з осадів. Під час зняття з осадів втрати в сумі з відходами (П_ос.1) становлять 0,8 %.

Об’єм втрат з відходами під час зняття з осадів (V_в.в):

V_в.в= дм³.

Маса втрат з відходами під час зняття з осадів (G _в.в):

G_в.в= кг.

Кількість сусла, що надійшла на бродіння:

V_с.бр = V_с.осв- V_в.в = 759,54 - 6 = 753,54 дм³,

G_с.бр= G_с.осв- G_в.в = 768,64 - 6,2 = 762,44 кг.

7. Бродіння.

7.1. Під час бродіння механічні втрати (П_бр) становлять 0,6 %:

Об’єм втрат (V_бр) під час бродіння:

V_бр= дм³.

Маса втрат (G _бр.) під час бродіння:

G_бр= кг.

7.2. Втрати із діоксидом вуглецю. За даними Л. Пастера при повному виброджуванні 100 г інвертного цукру виділяється в середньому 46,6 г діоксиду вуглецю. Отже, при зброджуванні 1 дм³ освітленого сусла, що містить 180 г цукру, до цукристості 3,0 г/дм³, виділиться наступна маса діоксиду вуглецю (Gсо₂):

Gсо₂(1) = 46,6 =82,5 г_,

а при зброджуванні всієї кількості освітленого сусла, отриманого з 1000 кг винограду, вихід діоксиду вуглецю складатиме:

Gсо₂(2) = = =62,2 кг.

Об'єм освітленого сусла змінюється за рахунок виділення діоксиду вуглецю незначно. Ця зміна в продуктових розрахунках не враховується.

7.3. Втрати за рахунок контракції. При виброджуванні в суслі 17,7 % інвертного цукру, від цукристості 18 % до цукристості 0,3 %, міцність виноматеріалу повинна бути:

(18-0,3)∙ 0,6 = 10,6 % об.

Тоді втрати за рахунок контракції дорівнюють:

10,6 ∙ 0,08 = 0,85 %,

де 0,08 – відсоток зменшення об'єму вина на кожний 1 % об. підвищення його міцності.

В абсолютному вираженні зменшення об'єму сусла (V_к.с.) за рахунок контракції складатиме:

V_к.с = = 6 дм³.

У масовому вимірі кількість недобродженного виноматеріалу за рахунок контракції практично не змінюється.

Кількість сусла, що надійшла на витримку (на дріжджах):

V_с.вит = V_с.бр- (V_бр+ V_к.с)=753,54 – (4,5+6) = 743,0 дм³,

G_с.вит= G_с.бр- (G_бр+ Gсо₂₍₂₎)=762,44 – (4,6+62,2) = 695,64 кг.

8. Витримка на дріжджах. Втрати при витримці на дріжджах (П_др) становлять 0,06 %:

Об’єм втрат (V_др):

V_др= дм³.

Маса втрат (G_др):

G_др= кг.

Кількість виноматеріалу, що надходить на декантацію:

V_дек= V_с.вит- V_др= 743,0 - 0,45 = 742,6 дм³,

G_дек= G_с.вит- G_др= 695,6 - 0,42 = 695,2 кг .

9. Зняття з осадів. Під час зняття виноматеріалу з осадів втрати в сумі з відходами (П_ос.2) становлять 4,3 %:

Об’єм втрат (V _ос.2):

V _ос.2= дм³.

Маса втрат (G _ос.2):

G _ос.2= кг.

Кількість виноматеріалу, що надійшла на егалізацію:

V_в/м= V_дек- V_ос.2= 742,6 – 31,9 = 710,7 дм³,

G_в/м= G_дек- G_ос.2= 695,2 – 29,9 = 665,3 кг.

9. Егалізація. Під час егалізації втрати (П_ег) становлять 0,06 %:

Об’єм втрат (V_ег):

V_ег= дм³.

Маса втрат (G_ег):

G_ег= кг.

Кількість виноматеріалу, що надійшла на зберігання:

V_в/м.з= V_в/м- V_ег= 710,7 - 0,43 = 710,3 дм³,

G_в/м.з= G_в/м- G_ег=665,3 - 0,4 = 664,9 кг.

9. Зберігання. Під час зберігання втрати (П_зб) становлять 0,11 %:

Об’єм втрат (V_зб):

V_зб= дм³.

Маса втрат (G_зб):

G_зб= кг.

Кількість виноматеріалу на відправлення:

V_в/м.в= V_в/м.з- V_зб= 710,3 - 0,78 = 709,52 дм³,

G_в/м.в= G_в/м.з- G_зб= 664,9 - 0,73 = 664,17 кг.

9. Відправлення. Під час відправлення втрати (П_впр) становлять 0,06 %:

Об’єм втрат (V_впр):

V_впр= дм³.

Маса втрат (G_впр):

G_впр= кг.

Кількість виноматеріалу, що вийшла з 1000 кг винограду:

V_в/м= V_в/м.в- V_впр= 709,52 - 0,3 = 709,2 дм³,

G_в/м= G_в/м.в- G_впр= 664,17 - 0,3 = 663,9 кг .

Результати продуктових розрахунків узагальнюють на 1 т сировини і загальну потужність за масою та об’ємом у вигляді табл. 8.

Таблиця 8 – Зведений баланс продуктових розрахунків

Прихід						Розхід
Назва сировини	Кількість					Назва продукту	Кількість
	на 1 т	на 20 тис. т	на 1 т	на 20 тис. т			на 1 т	на 20 тис. т	на 1 т		на 20 тис. т
	кг	т	дм3	дал			кг	т	дм3		дал
Виноград	1000	20000	–	–		Виноматеріал	664	13280	709		1418000
Сусло	–		760	1520000
						Відходи:
						Вичавки	189	3780	–			–
						Гущові осади	6	120	6,2			12000
						Дріжджова гуща	30	600	31,9			64000
						Гребені	33	660	–			–
						Втрати:
						Подрібнення	5	100		–		–
						Відділення сусла–самопливу	3	60		–		–
						Пресування	1	20		–		–
						Відстоювання	0,46	9,2		0,46		920
						Бродіння	4,6	92		4,5		9000
						Витримка на дріжджах	0,4	8		0,45		900
						Втрати із диоксидом вуглецю	62,2	1244		–		–
						Егалізація	0,4	8		0,43		860
						Зберігання	0,7	14		0,78		1560
						Відправлення	0,4	8		0,43		860
						Контракція	–	–		6		12000
Усього:	1000	20000	760	1520000		Усього:	1000	20000		760		1520000

Розрахунки продуктів можна також виконувати згідно з рекомендаціям, викладеними у [33,34], де, як приклад, розглядаються розрахунки для отримання шампанських виноматеріалів, виноматеріалів для ординарних столових червоних та міцних ( із залишку сусла після шампанських виноматеріалів) вин.

Наведені розрахунки можуть бути використані не тільки для названих типів виноматеріалів та вин, але і всіх інших. У цьому випадку змінюються відповідні вихідні значення кількісних і якісних показників (вміст цукру у винограді, виходи напівпродуктів тощо) і методика розрахунку. Так, розрахунки продуктів для виробництва шампанських виноматеріалів є одночасно розрахунками для отримання столових білих ординарних і марочних, столових білих напівсухих та напівсолодких, коньячних, хересних, кальвадосних виноматеріалів, а також столових червоних, виготовлених за «білим способом». При цьому змінюють чи вводять такі показники як вихідні кондиції винограду, втрати при тепловому обробленні червоної мезги, кількість сусла із 1 т винограду, що йде на виготовлення того чи іншого типу вина, ступінь зброджування цукру, тривалість зберігання виноматеріалів до закінчення відправлення з цеху (заводу) і ряд інших. Усі виноматеріали, виготовлені за способом червоних вин, можуть розраховуватись за прикладом ординарних столових червоних вин. Розрахунки для сухих вин ординарних і марочних відрізняються в цьому разі лише кількістю виноматеріалів із сусла-самопливу (на 1 т винограду), відібраного для їх виготовлення. Розрахунки продуктів міцних та десертних білих вин виконують аналогічно розрахунків, наведеному для ординарних міцних вин.

При виготовленні червоних міцних вин розрахунки ведуть спочатку аналогічно столовим червоним – до отримання виноматеріалів з певним вмістом цукрів, а далі операції спиртування і наступні розраховують за схемою для міцних вин.

Після продуктових розрахунків складають графік надходження на завод і перероблення винограду (плодово-ягідної сировини). Його виконують на підставі наступних даних:

виробнича потужність заводу і асортимент виноматеріалів у відсотках до винограду, що переробляється;

терміни технічної зрілості вибраних сортів винограду залежно від району розташування заводу первинного виноробства і необхідних кондицій сировини для отримання вин, вказаних у завданні;

тривалість сезону виноробства.

Студент за узгодженням з керівником визначає співвідношення між сортами винограду (плодово-ягідної сировини), що надходять кожну добу на завод, і складає графік надходження сировини у вигляді табл. 9.

Окрім цього, графік надходження і перероблення винограду (плодово-ягідної сировини) може не передбачати дні переробки того чи іншого сортів, оскільки в цьому разі їх перероблення відбувається безпосередньо один за одним. Третім випадком може бути одночасне, паралельне надходження сортів винограду (плодово-ягідної сировини) на завод протягом всього сезону виноробства.

У вторинному виноробстві технологічні розрахунки починають з кінця технологічної схеми. Розрахунки ведуть на 1000 дал товарної продукції, а потім перераховують на задану потужність. Починають розрахунки з вихідної кількості товарної продукції, постійно додаючи до кількості виноматеріалу розраховані втрати і відходи.

Таблиця 9 – Графік надходження і перероблення винограду для отримання

шампанських і десертних виноматеріалів

Дата надходження винограду на перероблення		Кількість винограду кожного із сортів, що переробляються на певний тип вина, т/добу
місяць	число	Аліготе –шампанський виноматеріал	Каберне-Совіньон – десертний червоний виноматеріал	Загальна кількість
Вересень	15	1000	–	1000
	16	1000	–	1000
	17	1000	–	1000
	18	1000	–	1000
	19	1000	–	1000
	20	1000	–	1000
	21	1000	–	1000
	22	1000	–	1000
	23	1000	–	1000
	24	1000	–	1000
	25	1000	–	1000
	26	800	200	1000
	27	600	400	1000
	28	400	600	1000
	29	200	800	1000
	30	–	1000	1000
Жовтень	1	–	1000	1000
	2	–	1000	1000
	3	–	1000	1000
	4	–	1000	1000
Всього:	20 діб	13000 т/сезон	7000 т/сезон	20000 т/сезон

В розрахунках використовуються формули:

, (1)

В₂ = V₂ – V₁, (2)

де V₁ – об’єм виноматеріалів, що виходить з операції, дал;

V₂ – об’єм виноматеріалів, що надходить на операцію, дал;

П₁ – втрати, %

В₂ – втрати, дал.

Приклад продуктових розрахунків вторинного виноробства поданий нижче.