способ обработки дубовой клепки, применяемой для созревания винодельческой продукции

Формула изобретения

Способ обработки дубовой клепки, применяемой для созревания винодельческой продукции, предусматривающий предварительную подготовку дубовой клепки и воздействие световым излучением, отличающийся тем, что дубовую клепку подвергают воздействию светового излучения длиной волны 5,3-10,6 мкм и продолжительностью 5-30 с.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к винодельческой промышленности и может быть использовано в технологии производства коньяков, специальных крепких вин и другой продукции, в производстве которой используется древесина дуба, подвергнувшаяся различным физическим воздействиям.

Известен, например, способ обработки клепки, используемой для созревания винодельческой продукции, многомодовым электромагнитным полем стоячих волн частотой 2000-4500 мГц, в течение 60-300 с (а.с. СССР №1196373, МКИ⁴ С 12 Н 1/22, 1985 г.).

Недостатки способа: большая мощность и частота электромагнитных волн приводят к местным перегревам, подгоранию древесины и ухудшению качества напитка, в технологии которого используется эта клепка.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является способ обработки древесины, используемой для созревания винодельческой продукции, в котором для ускорения образования в древесине дуба веществ под влиянием светового излучения, способствующих созреванию коньячного спирта, предусматривается предварительная подготовка клепки и воздействие ультрафиолетовым светом ртутно-кварцевой лампы, находящейся на расстоянии не более 50 см от обрабатываемой древесины в течение 50-100 часов в зависимости от разновидности дуба и влажности воздуха (а.с. СССР №178969, С 12 G 3/07, БИ №4, 1966 г.).

Недостатками данного способа являются использование значительной дозы энергии ультрафиолетового света в течение длительного времени, приводящее к появлению в производственной зоне ядовитого озона, нитрозных газов (как побочных продуктов), а также зависимость от влажности воздуха и сорта дуба и, как следствие, образование перекисей и вредных нитрозных производных в структуре древесины. Наличие ядовитых примесей приводит к усложнению процесса обработки (повышенные требования к обеспечению безопасных условий труда, увеличение длительности процесса и трудозатрат) и, самое главное, снижению органолептических показателей получаемых впоследствии напитков, за счет обогащения фенольными веществами, содержащими перекиси: вкус становится терпким, грубым, а также низкая степень извлечения основных химических веществ, влияющих на формирование вкуса, цвета и запаха конечного продукта.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является улучшение органолептических показателей готового продукта за счет увеличения степени экстракции фенольных соединений и лигнина, а также достижения сбалансированности основного химического состава экстрактивных веществ, влияющих на формирование органолептических показателей, ускорение процесса созревания, улучшение условий труда и снижение трудозатрат.

Технический результат достигается за счет того, что в способе обработки дубовой клепки, используемой для созревания винодельческой продукции, предусматривающем предварительную подготовку клепки и воздействие световым излучением, дубовую клепку подвергают воздействию светового излучения длиной волны 5,3-10,6 мкм и продолжительностью от 5 до 30 с.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом.

Дубовую клепку предварительно подготавливают к обработке. При использовании ее при созревании коньячных спиртов ее двукратно замачивают водой, обрабатывают острым паром или содой, ополаскивают горячей водой, а затем холодной с последующим стоком воды. Можно также клепку последовательно замачивать до определенной влажности и сушить. Подготовленную клепку подвергают воздействию светового излучения длиной волны 5,3-10,6 мкм и продолжительностью от 5 до 30 сек.

На основании теоретических исследований и экспериментальных данных было обнаружено, что в месте контакта светового излучения определенной длины волны, соответствующей лазерному лучу, и обрабатываемой поверхности достигаются высокочастотные импульсные колебания, наличие которых способствует высвобождению связанной и свободной воды, а вместе с ней и растворенных в ней веществ. Этот эффект значительно превосходит аналогичный результат, получаемый при обработке по известному способу. Нарушение физико-химического равновесия приводит систему к установлению нового равновесия, вследствие чего интенсифицируются процессы массопереноса внутри клепки, приводящие к высвобождению пор. Это делает пористое пространство более доступным для воздействия любого экстрагента, в том числе спиртов. Кроме того, лазерный луч может сам проникать достаточно глубоко в древесину и на основе резонансного эффекта как бы расшатывать молекулы клепки, интенсифицируя тем самым переход фенольных соединений, лигнина и других химических соединений, влияющих на формирование органолептических показателей конечного продукта в экстракт. В предлагаемом способе используют в качестве источника энергии лазер, дающий монохромное излучение. Получить такие параметры можно только через удвоители частоты, для чего используют кристаллы AgGaSe₂. При указанных длинах волн инициируются специфические превращения на уровне валентных колебаний, характерных для двойных и тройных связей. Именно такие связи свойственны фенольным соединениям, лигнину, полисахаридам.

Следовательно, разрывая эти связи, лазерное воздействие способствует усилению и ускорению экстракции фенольных веществ, лигнина и других экстрактивных веществ из дубовой клепки.

Преимущества:

- увеличение концентрации и ускорение перехода экстрактивных компонентов и лигнина в раствор, что способствует улучшению органолептических показателей конечного продукта;

- значительное сокращение продолжительности воздействия на древесину, что сокращает энергозатраты;

- отсутствие выделений ядовитых и вредных газов, то есть улучшение условий труда;

- независимость от условий внешней среды, сорта дуба и способа его сушки.

Пример 1 (контроль). Древесину дуба подготавливают по общепринятой схеме: замачивают поочередно в холодной (температура 16°С) и горячей воде (температура 80°С) в течение 12 часов и высушивают до влажности 60% в хорошо проветриваемом помещении при 45°С (Сборник технологических инструкций, правил и норм расхода материалов по винодельческой промышленности, 1985, с.126).

Пример 2. Аналогично примеру 1, только клепку подвергают воздействию светового излучения - лазерным излучением длиной волны 5,3 мкм и продолжительностью 4 с.

Пример 3. Аналогично примеру 2, только продолжительностью воздействия 5 с.

Пример 4. Аналогично примеру 2, только продолжительностью воздействия 10 с.

Пример 5. Аналогично примеру 2, продолжительностью воздействия 20 с.

Пример 6. Аналогично примеру 2, продолжительностью воздействия 30 с.

Пример 7. Аналогично примеру 2, продолжительностью воздействия 31 с.

Пример 8. Аналогично примеру 2, только, клепку подвергают воздействию лазерным излучением длиной волны 10,6 мкм и продолжительностью 4 с.

Пример 9. Аналогично примеру 8, продолжительностью воздействия 5 с.

Пример 10. Аналогично примеру 8, продолжительностью воздействия 15 с.

Пример 11. Аналогично примеру 8, продолжительностью воздействия 30 с.

Пример 12. Аналогично примеру 8, продолжительностью воздействия 31 c.

Пример 13. Аналогично примеру 8, продолжительностью воздействия 40 с.

Критерием процесса массообмена были значения концентраций лигнина и фенольных веществ. Полученные результаты через 6 месяцев выдержки коньячного спирта приведены в табл.1.

таблица 1. Показатели химического состава коньячного спирта
Пример п/п	Лигнин, г/дм3	Фенольные вещества, г/дм3
1 (Контроль)	0,8	111
2	1,9	450
3	2,6	490
4	3,8	560
5	4,4	600
6	4,6	620
7	4,6	620
8	2,4	480
9	2,6	530
10	5,2	620
11	5,4	640
12	5,4	640
13	5,5	645
Прототип	1,7	340

Таким образом, результаты исследований, представленные в табл.1, свидетельствуют о том, что оптимальный режим обработки клепки лазерным излучением длиной волны 5,3 и 10,6 мкм при продолжительности от 5 до 30 с способствует получению гармоничного продукта с достаточно высоким содержанием лигнина и фенольных соединений. Превышение указанных параметров нерационально, так как не приводит к улучшению качества продукции или усилению процесса экстракции. Использование излучения с другой длиной волны также не обеспечило желаемого увеличения накопления экстрактивных соединений, равно как и уменьшение продолжительности лазерного воздействия.

Правильность полученных результатов проверена при выдержке коньячных спиртов и специального крепкого вина типа мадера на клепке обработанной и необработанной лазерным излучением.

Пример 14. Аналогично примеру 8, продолжительностью воздействия 10 с.

Пример 15. Аналогично примеру 8, продолжительностью воздействия 20 с.

Пример 16. Аналогично примеру 8, продолжительностью воздействия 35 с.

Критериями качества процесса были массовая концентрация экстракта для вин и массовая концентрация лигнина - для коньячного спирта, а также дегустационная оценка (табл.2).

Показатели химического состава и дегустационная оценка коньячного спирта и виноматериала в зависимости от способа обработки дубовой клепки.

Таблица 2.
Пример п/п	Длина волны, мкм		Время экспозиции, с	Экстракт, г/дм3	Лигнин, г/дм3	Дегустационная оценка, балл
Коньячный спирт
1	Контроль			-	0,9		8,3
3	5,3	5		-	4,2		9,0
14	10,6	10		-	4,8		9,1
16	10,6	35		-	5,0		9,15
Прот	Излучение
отип	кварцевой лампы	20 часов		-	2,3		8,6
Прот	Излучение
отип	кварцевой лампы	100 часов		-	2,5		8,8
Прот	Излучение
отип	кварцевой лампы,
	влажность 85%	60 часов		-	2,2		8,7
Виноматериал
1	Контроль			23,6	-		8,3
4	5,3	10		28,6	-		8,8
15	10,6	20		29,4	-		8,9
16	10,6	35		29,6	-		9,0
Прот	Излучение
отип	кварцевой лампы	20 часов		25,3	-		8,7
Прот	Излучение
отип	кварцевой лампы	100 часов		28,2	-		8,75
Прот	Излучение
отип	кварцевой лампы,
	влажность 85%	60 часов		28,0	-		8,6

Таким образом, полученные результаты показали, что выдержка коньячных спиртов и виноматериалов на клепке, обработанной лазерным излучением, способствовала накоплению экстрактивных соединений, включая лигнин, а также улучшению полноты вкуса, что наглядно представлено дегустационными оценками табл.2.