Bioreactoare - Proiectarea unei Cisterne Cilindrice de Fermentare a Mustului de Struguri

1. TEMA PROIECTULUI

Să se proiecteze o cisternă cilindrică, verticală cu fund conic, de fermentare a mustului de struguri cu o capacitate utilă de 20 000 kg/şarjă. Se consideră raportul între înălţime şi diametru de 1,5 şi unghiul de plasare a fundului de 45°.

2. DATE INIŢIALE

2.1. Calitatea vinului obţinut: vin alb de calitate superioară;

2.2. Tipul vinului obţinut: demidulce;

2.3. Conţinutul de zaharuri din must: 180 g/l;

2.4. Conţinutul rezidual de zahăr în vin: 40 g/l;

2.5. Consumul substratului:

92% fermentaţia alcoolică;

1% respiraţie;

2% formarea de biomasă;

5% formarea de produşi secundari (CO2, alcool şi apă)

2.6. Însămânţarea mustului se face cu 4 % maia de drojdii selecţionate care conţine 20 % zaharuri;

2.7. Vinul obţinut conţine: 0,5 g/l CO2. Dioxidul de carbon degajat antrenează vapori formaţi din 30 % alcool şi 70 % apă;

2.8. Durata de fermentare: 7 zile, iar temperatura de fermentare: 18°C.

2.9. Coeficientul de umplere: 80%;

2.10. Temperatura de intrare a mustului şi temperatura mediului ambiant: 15°C;

2.11. Răcirea mustului se face cu o serpentină interioară din ţeavă inox cu diametrul 25 x 2 mm, folosind ca agent de răcire apa care intră la 5°C şi iese la 10°C;

Mai cunoaştem reacţiile chimice care au loc:

Reacţia de fermentare:

C6H12O6 2 CH3CH2OH + 2 CO2 + Ef

Reacţia de respiraţie:

C6H12O6 + 6 O2 6 CO2 + 6 H2O + Er

3. DOCUMENTARE

3.1. STRUGURII – MATERIE PRIMĂ PENTRU OBŢINEREA VINULUI

Struguri sunt fructele viţei de vie. Din punct de vedere al destinaţiei lor, struguri se împart în:

- Struguri de consum

- Struguri pentru vinificaţie

- Struguri pentru stafide

Structura strugurelui:

Strugurii sunt formaţi din ciorchini (3-7%) şi boabe. Boabele sunt alcătuite din pieliţă (7-11%), miez (85-90%) şi seminţe (3-5%). Proporţiile dintre componente sunt în funcţie de:

- soiul viţei de vie

- condiţiile ecologice

- metodele agrotehnice folosite

- gradul de coacere

Structura bobului de strugure:

-pedicel - burelet

-pensulă - epidermă

-epicarp - seminţe

-mezocarp - endocarp

Compoziţia chimică a strugurilor

Părţile componente ale strugurelui au o compoziţie chimică diferită:

Componenţii chimici principali sunt:

Apa - componentă principală din punct de vedere cantitativ. Joacă un rol important în fabricile de conserve de legume şi fructe, ea fiind prezentă în toate operaţiile, începând cu spălarea produselor, prelucrarea, umplerea în recipiente, sterilizarea şi răcirea acestora.

Glucidele - sunt reprezentate de glucoză şi fructoză, care se acumulează în bob prin procesul de fotosinteză. Raportul dintre ele este o caracteristică de soi la maturitatea deplină. În cantităţi mai mici, la unele soiuri se gasesc zaharoza şi pentozanii.

Acizii organici - se găsesc atât liberi cât şi sub forma de săruri de calciu şi potasiu. Acizii or ganici prezenţi în struguri sunt acidul tartric, acidul malic şi în cantităţi mai mici acidul citric.

Cantităţiile mari de acid tartric imprimă mustului şi vinului gust de verdeaţă. La cresterea concentraţiei de alcool şi la scăderea temperaturii, tartratul acid de potasiu şi tartratul neutru de calciu se depun şi formează tirighia (piatra vinului). Acidul malic în concentraţii mici asigură vinului fructozitate iar la niveluri mari confera gustul de crud.