Производство белых столовых вин ведется по различным технологическим схемам индивидуального или типового решения чаще всего на поточных линиях переработки винограда ВПЛ-20, ВПЛ-20К, обеспечивающих высокий уровень механизации и автоматизации.
Линия ВПЛ-20К комплектуется емкостями для отстаивания и дображивания сусла, установкой непрерывного сбраживания сусла, емкостями для эгализации, хранения и обработки виноматериалов.
Технологическое оборудование поточной линии ВПЛ-20К позволяет легко перестраиваться на различные выходы сусла и особенности приготовления шампанских, коньячных, хересных виноматериалов. Для кратковременного настаивания мезги ароматичных сортов винограда устанавливают камерные стекатели-настойники или промежуточные настойные резервуары.
Переработку винограда для шампанских виноматериалов и белых сухих вин ведут в наиболее мягком режиме, не допуская измельчения и перетирания гребней и мезги. Сусло, поступающее на брожение, должно быть очищено от крупнодисперсных взвесей, семян и посторонних примесей путем отстаивания и процеживания через специальные сита (очиститель грубых примесей).
В нем, однако, должно оставаться от 10 до 30 г/л мелкодисперсных взвешенных частиц мякоти, что необходимо для нормального и полного сбраживания сахаров.
Брожение виноградного сусла является центральным технологическим процессом виноделия. Его нужно постоянно контролировать по температуре, которая должна быть в пределах 14—22°С, плотности, характеризующей степень сбраживания, и визуально по внешнему состоянию.
Сусло при брожении увеличивается в объеме, происходит пенообразование с выделением большого количества углекислоты, освобождается значительное количество тепловой энергии. Умение управлять этими процессами и составляет основу технологии приготовления сухих виноматериалов.
Так, из 1000 дал сусла сахаристостью 18,5% (185 г/л) в окружающую среду выделяется 804,5 кг С02 (0,488-.185-10000). В переводе на объем это составляет 406924 л (804 500:1,977). Выделение таких больших масс С02 является причиной значительного уменьшения массы и плотности бродящего сусла, что учитывается в технологическом балансе спиртового брожения.
Скапливаясь на дне освобожденных от сусла резервуаров и внутри помещений, диоксид углерода становится опасным для жизни, поэтому необходимо обеспечивать своевременное и полное его удаление. Целесообразно улавливать и компримировать выделяющийся С02 с последующим его использованием во вторичном виноделии.
Брожение — процесс экзотермический. Из 1 г-моля гексозы (180 г) выделяется 117 кДж теплоты (Q). При полном выбраживании 1000 дал сусла сахаристостью 18,5% выделяется 1,2 млн. кДж (185-10000-117:180=1,2). Такое количество теплоты может повысить температуру бродящего сусла до 35— 40°С, что недопустимо по многим причинам: уже при 26—27°С брожение происходит настолько бурно, что диоксид углерода выносит в атмосферу ценные ароматические вещества; начиная с 32—34°С происходит массовое отмирание дрожжевых клеток, а при 37—40°С брожение останавливается и получают развитие болезнетворные бактерии, в частности бактерии маннитного брожения.
Вино выходит грубым, простым во вкусе, без сортового аромата, склонным к окислению и белковым помутнениям. Часто получаются недоброды с повышенным содержанием несброженных сахаров, летучих кислот и неприятным посторонним тоном во вкусе.
Температура брожения сусла должна регулироваться в оптимальных (16—18°С) или допустимых (14—22°С) пределах. При медленном брожении сусла вино отличается свежим и чистым сортовым ароматом, гармоничным тонким вкусом.
Брожение может проводиться периодическим и непрерывным способами, под давлением диоксида углерода, на наполнителях, «свыше четырех» и др.
Брожение периодическим способом состоит из трех периодов: забраживание, бурное брожение, тихое брожение.
Тщательно вымытая и просушенная емкость заполняется подготовленным к брожению суслом так, чтобы незаполненным оставалось 20% резервуара. Затем вносят бурно бродящую свежую разводку ЧКД в количестве 1—3% и устанавливают бродильный затвор, не допускающий проникновения в емкость воздуха и дрозофил.
Период забраживания продолжается 1—2 суток и состоит в размножении дрожжей (лаг-фаза) и накоплении их биомассы (фаза экспоненциального роста дрожжевых клеток). На поверхности сусла образуется светло-коричневая «корочка», состоящая из легких частиц мути. При возможности ее удаляют. Первые сутки брожение идет спокойно.
Бурное брожение наступает на 3—4-е сутки с повышением температуры сусла и выделением большого количества углекислоты. При этом сусло как бы «кипит», пенится и расширяется в объеме. Именно в этот период при отсутствии достаточного естественного теплообмена сусло нуждается в искусственном охлаждении.
Во время бурного брожения регулярно, с интервалами в 6—10 ч, измеряют температуру сусла, а один раз в сутки определяют его плотность с последующим пересчетом на сброженные сахара. Полученные данные наносят на График брожения, составляемый для каждого крупного резервуара или отдельной партии бродящего сусла в мелких емкостях. Продолжительность бурного брожения 5—8 суток.
Тихое брожение наступает с момента накопления 7—8% об. спирта и продолжается от 3 до 12 суток в зависимости от температуры. В этот период необходимо приступить к «уплотнению» дображивающего сусла: емкости доливают на 90—95% полноты налива. Более часто измеряют плотность сусла и проводят химический анализ остаточных сахаров, с тем чтобы зафиксировать окончание спиртового брожения.
Начинается стадия формирования виноматериалов, и поэтому анализируют состав кислот, определяют величину рН и титруемую кислотность. В это время емкости быстро доливают дополна и герметизируют, оставляя небольшой выход освобождающемуся из раствора диоксиду углерода.
Брожение сусла периодическим способом осуществляют в мелких емкостях (бочки) и в крупных резервуарах.
Классическое брожение сусла в бочках имеет свои особенности. Оно должно проходить в прохладных (12—16°С), хорошо проветриваемых помещениях. На открытых площадках днем может произойти перегрев сусла от солнечных лучей, ночью, наоборот, — переохлаждение. Нормальная температура брожения обеспечивается только при использовании специальных мелких бродильных бочек вместимостью 20—25 дал.
В обычных бочках вместимостью 35—45 дал не происходит полного теплообмена с окружающей средой, и брожение идет очень бурно с повышением температуры до 26—28 С. В бутах вообще не следует проводить брожение, так как сусло разогревается в них до 33—35°С. При использовании обычных бочек ведут двухступенчатое брожение: сначала их наполняют суслом на 1/3, а в период бурного брожения добавляют еще 1/3 свежего охлажденного сусла.
Брожение в бочках требует больших затрат ручного труда, но получаемые виноматериалы быстро осветляются и обладают высокими органолептическими достоинствами.
Брожение в крупных резервуарах обеспечивает высокую экономическую эффективность первичного виноделия и поэтому широко распространено в России, США, Италии, Венгрии, Франции.
Обычно используют металлические или железобетонные резервуары вместимостью 1,5—5,0 тыс. дал, а на самых мощных винзаводах, перерабатывающих до 40—60 тыс. т винограда в сезон, используют суперкрупные резервуары из нержавеющей стали вместимостью от 20 до 50 тыс. дал. Температуру брожения регулируют с помощью искусственного охлаждения бродящего сусла на выносных трубчатых теплообменниках или через охладительные рубашки резервуаров с циркулирующим в них хладоносителем.
Заполнение суслом суперкрупных резервуаров может продолжаться от нескольких дней до 1—2 недель, причем каждый раз подают порцию охлажденного сусла, что сбивает повышение температуры. Такой способ в США называют «ленивым», замедленным брожением, и у него есть свои преимущества.
В частности, французскими виноделами давно предложено проводить брожение виноградного сусла в среде, имеющей 4—5% об. спирта (способ «свыше четырех»). В этих условиях поступающие с суслом дикие дрожжи (Hanseniaspora, Torulopsis, Candida и др.) погибают, а дрожжи рода Saccharomyces развиваются хорошо, улучшается качество продукции. В суперкрупных резервуарах, по сути дела, в течение 10—15 суток производится непрерывное медленное добавление к хорошо бродящему суслу свежего, охлажденного до температуры 10—12°С, сусла, и брожение идет по способу «свыше четырех».
Дробный трехступенчатый способ брожения сусла в металлических резервуарах вместимостью 1—2 тыс. дал используется при производстве сухих белых сортовых вин. В пустой резервуар вначале вносят 2—3% разводки чистой культуры дрожжей и 25—30% осветленного сусла.
Через 3—4 суток с наступлением бурного брожения и повышением температуры бродящего сусла до 24—26°С добавляют еще 30% осветленного сусла температурой 10—15°С, в результате чего температура снижается до 18—20°С. Затем еще через. 2—3 суток, когда температура бродящего сусла снова поднимается до 26°С, вносят третью, последнюю порцию охлажденного на отстаивании сусла. Это — наиболее простой способ периодического брожения.
Брожение под давлением С02 осуществляют в стальных горизонтальных или вертикальных резервуарах, выдерживающих избыточное внутреннее давление до 1,2 МПа и оборудованных специальной запорной арматурой и контрольно-измерительными приборами. Резервуары заполняют суслом на 80%, герметизируют и ведут брожение до избыточного давления СО2 0,5 МПа.
Из-за угнетающего действия С02 брожение идет медленно, и температура сусла не поднимается выше 20—22°С. По достижении давления 0,5 МПа открывают вентиль и выпускают излишки диоксида углерода. Если брожение идет вяло, о чем судят по отбираемым пробам сусла, то полностью сбрасывают избыточное давление, в результате чего осевшие на дно дрожжи поднимаются и их жизнедеятельность активизируется.
Брожением под давлением 0,5 МПа получают высококачественные, тонкие во вкусе сухие вина, а также виноматериалы-недоброды для полусладких и полусухих столовых вин.
Брожение в потоке, или непрерывное брожение, состоит в том, что питательную среду (отстоявшееся виноградное сусло) равномерно или с небольшими перерывами вводят в бродильную батарею — систему резервуаров, соединенных переточными трубами. Это — наиболее прогрессивный и экономически наиболее эффективный способ брожения виноградного сусла. Он имеет следующие преимущества перед периодическим способом:
1— исключается период забраживания, так как свежее сусло поступает в бродящее сусло с высокой концентрацией жизнедеятельных дрожжевых клеток;
2— кислород, сахара и питательные вещества вносятся непрерывно вместе с суслом, и дрожжи все время находятся в экспоненциальной фазе размножения;
3— сусло сбраживается при спиртуозности свыше 4% об., что исключает развитие диких дрожжей и позволяет получать типичные высококачественные хорошо осветляющиеся виноматериалы;
4—расход сахаров на воспроизводство дрожжевой биомассы уменьшается, соответственно выход спирта увеличивается, что обеспечивает большую биологическую устойчивость получаемых вин;
5—процесс брожения может быть полностью механизирован и автоматизирован, в том числе и охлаждение сусла в потоке; производительность труда за счет сокращения трудоемких операций по уходу за брожением повышается на 30—40%.
К недостаткам непрерывного брожения относят довольно сложное техническое оснащение бродильных установок, необходимость бесперебойного поступления на переработку крупных партий (150—200 т в день) винограда одного сорта, что осуществимо только в очень крупных виноградарско-винодельческих хозяйствах.
Для брожения сусла в потоке созданы надежные установки БА-1 и ВБУ-4н производительностью от 3 до 12 тыс. дал сусла в сутки. В межсезонный период эти установки используют для хранения и обработки виноматериалов.
Осветление виноматериалов проводится после окончания брожения. Процесс брожения считают законченным, когда плотность сусла падает ниже 0,995 и несбраживаемых сахаров остается не более 0,2—0,3 г на 100 мл. Молодое вино срочно доливают и герметизируют.
Однако вслед за спиртовым может проходить яблочно-молочное брожение, сопровождающееся довольно интенсивным выделением углекислоты и быстрым снижением кислотности. Если титруемая кислотность быстро падает, ниже 7 г/л, молодое вино немедленно снимают с дрожжевого осадка, сульфитируют до содержания в нем свободной сернистой кислоты 25—30 мг/л и направляют на хранение в низкотемпературных (не выше 10 °С) условиях.
Для высококислотных вин, наоборот, создают условия, для биологического кислотопонижения: исключают сульфитацию, вино задерживают на дрожжевых осадках и хранят при температуре не ниже 16—18°С.
Осветление молодых виноматериалов продолжается 1—2мес. В это время через каждые 3—5 дней ведут доливку вина, проверяют его микробиологическое и физико-химическое состояние. Когда вино станет вполне прозрачным и на дне емкостей образуется плотный осадок, делают первую открытую переливку с хорошим проветриванием. Время снятия виноматериалов с дрожжей для каждой партии устанавливают отдельно.
Ординарные виноматериалы направляют на ускоренную технологическую обработку, марочные закладывают на выдержку в бочки или буты небольшой вместимости в подвалы, где температура не превышает 12°С.