Пастеризатор вина
Пастеризация вина Микробиологическая стабилизация — важнейшая стадия: сусло, виноматериал или готовое вино нагревают до 65–78°C в течение 15–30 секунд. Это позволяет уничтожить дрожжи, а также молочнокислые и уксуснокислые бактерии, сохранив ароматические свойства. Правильно выбранный пластинчатый пастеризатор из AISI 316L, оснащённый уплотнениями EPDM Peroxide и системой рекуперации тепла 88–92 %, поддерживает PU 5–15 единиц, снижает энергопотребление до 80 % и гарантирует стабильность вина на протяжении 12–24 месяцев хранения.
Нормативы, регулирующие пастеризацию вина
Пастеризация виноградного вина и виноматериалов в Казахстане регулируется одновременно техрегламентами Таможенного союза, государственными стандартами и санитарно-эпидемиологическими правилами. Помимо этого, казахстанские винодельни ориентируются на международные рекомендации OIV (Organisation Internationale de la Vigne et du Vin), особенно при экспортных поставках в страны ЕС.
Казахстанские и международные документы
- ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции» — базовые требования к термической обработке, включая остаточную микробиологическую нагрузку. Для вина допустимое содержание молочнокислых бактерий — не более 10 КОЕ/мл после пастеризации.
- ТР ЕАЭС 047/2018 «О безопасности алкогольной продукции» — устанавливает допустимые уровни SO2, этанола, общей кислотности, а также обязательность стабилизации.
- ГОСТ 32030–2013 «Вина столовые и виноматериалы столовые» — технические условия, классификация и методы контроля.
- ГОСТ 31729–2012 «Продукция винодельческая. Упаковка, маркировка, транспортирование и хранение» — требования к упаковке после пастеризации.
- ГОСТ 33336–2015 «Вина игристые» — особенности для шампанских и игристых: пастеризация только перед вторичной ферментацией.
- санитарные правила РК/2.4.3590–20 — санитарно-эпидемиологические требования к организации общепита и производства напитков, включая виноделие.
- OIV-OENO 569–2017 — международные рекомендации по термической стабилизации вина: режимы флэш-пастеризации (75°C × 20 с) и hot-bottling (54–58°C перед розливом).
- EU Regulation 1308/2013, Annex VIII — разрешённые энологические практики ЕС, включая пастеризацию.
Кроме общих регламентов, к материалу теплообменных поверхностей и уплотнений предъявляются требования по контакту с пищевыми продуктами: ТР ТС 005/2011 «О безопасности упаковки», FDA 21 CFR 177.2600 для эластомерных уплотнений, EU 1935/2004 для материалов, контактирующих с пищей. Подробнее о нержавеющих сталях в пищевом оборудовании — в материале «Теплообменники из нержавейки».
Важно: в отличие от пастеризации молока (ГОСТ 31449), для вина нет строго регламентированной температуры. Винодел подбирает режим опытным путём, опираясь на микробиологический анализ и сорт. Это даёт свободу, но требует понимания биохимии — иначе можно «сварить» ароматику.
Температурные режимы пастеризации вина: от столовых до креплёных
Для вина используют несколько видов термообработки в зависимости от стиля, содержания сахара, уровня алкоголя и желаемого срока хранения. Главное правило: чем выше pH и сахар, тем жёстче режим, поскольку в таком субстрате выше риск реферментации (повторного брожения остаточных сахаров).
Классические режимы
- Флэш-пастеризация (HTST) столовых вин: 65–72°C × 15–30 секунд. Применяется для сухих красных и белых тихих вин с pH 3.2–3.6 и спиртуозностью 11–13 % об. PU 5–8.
- Интенсивная флэш-пастеризация полусладких и полусухих вин: 72–78°C × 20–30 секунд. Остаточный сахар 8–30 г/л служит питательной средой для дрожжей Saccharomyces и Brettanomyces. PU 10–15.
- Горячий розлив (hot-bottling): вино доводят до 54–58°C, заполняют бутылку, и тара стерилизует продукт остаточным теплом 3–5 минут. Подходит для недорогих линеек.
- Туннельная пастеризация в бутылках: 60–65°C × 15–25 минут. Для игристых и крепких вин, разлитых в стеклянную тару. PU 15–40 в зависимости от профиля.
- Холодная тартратная стабилизация: −4…−6°C × 7–14 суток. Это не пастеризация, а кристаллизация битартрата калия. Часто сочетается с горячей обработкой.
- Термосонификация: 50–55°C + ультразвук 20–40 кГц. Экспериментальный способ, более щадящий для ароматики.
Столбчатая диаграмма режимов по типу вина
Чтобы бережно нагревать сухие и тонкие вина, применяют пластинчатые аппараты с небольшим перепадом температур в одной секции (ΔT не более 8–10°C на пластину) — см. каталог теплообменного оборудования для пастеризации и общую статью «Пастеризаторы пластинчатого типа».
Специфика вина как теплоносителя
Вино — не «вторая вода». Это сложная многокомпонентная жидкость, где одновременно есть этанол 9–20 % об., органические кислоты, фенольные соединения, SO2, остаточный сахар, СО2 (в игристых) и десятки летучих ароматов. Все эти компоненты предъявляют жёсткие требования к конструкции пастеризатора.
Основные физико-химические параметры
- Низкий pH 3.0–4.0: повышенная коррозионная агрессивность к нержавейке AISI 304. Стандарт винной отрасли — AISI 316L с содержанием молибдена 2–3 %, либо титан Gr. 2 для шампанских с SO2 > 200 мг/л.
- Органические кислоты: винная (2–8 г/л), яблочная (0–5 г/л), молочная (после ЯМБ), янтарная, уксусная (0.2–0.7 г/л). Все они усиливают питтинговую коррозию сварных швов.
- Двуокись серы SO2: 30–200 мг/л — антисептик, однако химически активен. Требует исключить медь и латунь в контактных частях.
- Этанол: снижает теплопроводность на 10–15 % относительно воды. Коэффициент теплопередачи вина — примерно 0.39 Вт/(м·К) против 0.59 у воды.
- Удельная теплоёмкость: 3850–4050 Дж/(кг·К) в зависимости от спиртуозности и сухого остатка. Расчётное значение — c = 3950 Дж/(кг·К).
- Плотность: 985–1020 кг/м3 для сухих; до 1100 кг/м3 для креплёных и десертных вин.
- Растворённый CO2: 0.5–1.5 г/л в тихих, 6–14 г/л в игристых. Требует уплотнений NBR/HNBR и работы под давлением 4–8 бар, чтобы избежать дегазации.
- Восприимчивость к окислению: кислород «убивает» ароматику. Поэтому буферные ёмкости в линии заполняют азотом N2 или CO2.
- Концентрация взвешенных частиц: от 10 NTU (после фильтрации) до 200–500 NTU (мутное молодое вино). Сказывается на выборе гофры пластин.
Отдельное внимание — температуре fouling-эффекта. Тартрат кальция (битартрат калия KHC4H4O6) интенсивно осаждается на горячих поверхностях при T > 65°C, поэтому первый секционный участок нагрева не должен превышать ΔT 25°C. Подробнее об охладительных контурах для холодной стабилизации — в каталоге аппаратов для охлаждения жидкости.
Конструкция пастеризатора и линии
Промышленный пастеризатор вина — не отдельный аппарат, а компактный модуль 1.5×3–4×6 метров, который объединяет нагрев, выдержку, охлаждение и автоматику. В основе лежит разборный пластинчатый теплообменник с 3–5 секциями.
Схема линии флэш-пастеризации
Функциональные узлы
- Приёмный бак на 200–2000 л с азотной подушкой для отсечения кислорода. Уровень контролируют тензодатчики.
- Насос винтового или лопастного типа — низкие обороты 600–1200 об/мин, минимальная кавитация, щадящий режим для ароматики. Производительность 0.5–50 м3/ч.
- Секция рекуперации — 60–70 % пластин теплообменника. Холодный входящий поток нагревается уходящим горячим.
- Секция нагрева — пар низкого давления 0.3–0.6 МПа либо горячая вода 85–95°C.
- Трубка-выдерживатель (холдер) — цилиндрический спиральный участок ДУ 50–100 длиной 4–15 м, обеспечивает гарантированное время t = 15–30 с при пастеризационной температуре.
- Секция предварительного охлаждения — рекуперация тепла с входящим потоком до 18–25°C.
- Секция окончательного охлаждения — пропиленгликоль либо ледяная вода до 0…4°C.
- Трёхходовой клапан-дивертер — если температура опускается ниже уставки, автоматически возвращает поток в приёмный бак.
- Шкаф автоматики — контроллер ПЛК (Siemens S7, Овен ПЛК210), HMI 10" с журналом партий, регистратор PU.
О принципе работы пластинчатого аппарата подробнее — в статье «Как работает теплообменник» и «Пластинчатые разборные теплообменники».
Материалы для пластин и уплотнений
Винная среда не допускает применения стандартного для молочной отрасли AISI 304 в первичной зоне и любых сплавов с медью. Выбор материалов — компромисс между стойкостью к низкому pH, к SO2, к CIP-растворам и ценой.
Пластины: таблица сравнения
Уплотнения
- EPDM Peroxide-cured — базовый вариант для тихих вин. Выдерживает спирты до 15 % об. и перекисные CIP-растворы. Срок службы 3–5 лет.
- HNBR (гидрированный NBR) — подходит для игристых и сидров с высоким CO2. Не деформируется при давлении 6–10 бар.
- FKM (Viton) — премиальный класс для креплёных вин 18–20 % алкоголя, портвейна, мадеры. Стоит дороже (в 2.5 раза, чем EPDM).
- FFKM (Kalrez) — редкое решение для производств бренди, где этанол > 40 %.
- NBR обычный — не использовать: затвердевает под действием спирта и SO2.
Сменные пластины и уплотнения выбирают в зависимости от модели аппарата — см. каталог запчастей. Эконом-альтернатива — паяные теплообменники, однако их можно использовать лишь для подогрева перед пастеризацией.
Определение тепловой мощности пастеризатора
Основное уравнение теплового баланса — применимо к любым жидким продуктам:
G — массовый расход, кг/ч · c — удельная теплоёмкость, кДж/(кг·К) · ΔT — перепад температур, °C
Пример: небольшая винодельня 2 000 л/ч
- Производительность: G = 2 000 л/ч × 0.992 кг/л = 1 984 кг/ч
- Удельная теплоёмкость: c = 3.95 кДж/(кг·К)
- Нагрев с T1 = 12°C до T2 = 75°C: ΔT = 63°C
- При отсутствии рекуперации: Q = 1984 × 3.95 × 63 / 3600 = 137 кВт
- Если КПД рекуперации 90 %: ΔT нагрева уменьшается до 6.3°C, Q = 13.7 кВт
- То же для охлаждения: Qохл = 13.7 кВт гликолевым контуром
Как подобрать площадь теплообменника
K — коэффициент теплопередачи, для вина составляет 2 800–3 500 Вт/(м²·К)
В указанном примере при ΔTлог = 5.5°C и K = 3 200 Вт/(м²·К) расчётная площадь секции нагрева F = 13 700 / (3 200 · 5.5) ≈ 0.78 м². С учётом запаса 25 % на загрязнение — 1 м², что соответствует аппарату с 18–22 пластинами типоразмера 0.05 м².
Полную методику теплогидравлического расчёта смотрите в статье «Тепловой расчёт теплообменника»; общие принципы подбора — «Как подобрать теплообменник».
Лайфхак: для пастеризации единицы PU (Pasteurization Units) вычисляют по формуле PU = t · 1.393(T−60), где t — время в минутах при T °C. Для вина целевой PU = 5–15 единиц даёт 6 log-редукций дрожжей.
Комплектация линии: что входит в поставку
Готовый пастеризационный модуль представляет собой собранную на раме комплектную установку plug-and-play. Заказчику остаётся подключить воду, пар (либо горячую воду), электричество, гликоль и трубопроводы к буферным ёмкостям с вином.
Обязательные узлы линии
- Балансировочный (приёмный) резервуар 0.2–2.0 м3 на AISI 316L с N2с газовой подушкой, поплавковым датчиком и CIP-форсункой.
- Винодельческий насос: винтовой (mono-pump) для мутного вина и осадка, центробежный с открытым рабочим колесом для осветлённого. Плавная регулировка производительности через ЧРП.
- Фильтр-ловушка 100–300 мкм перед ПТО — барьер для крупных частиц (косточек, хлопьев).
- Пластинчатый теплообменный аппарат с 3–5 секциями: рекуперация + нагрев + (опционально охладитель водой) + гликолевый охладитель.
- Холдер (выдерживатель): горизонтального или вертикального типа, теплоизоляция — каменная вата 40 мм, кожух AISI 304.
- Регулирующий клапан пара с пневмопозиционером, датчиком PT100 на выходе горячей секции, ПИД-регулятором ±0.5°C.
- Клапан-дивертер (recirculation valve) из AISI 316L с пневмоприводом, срабатывание ≤ 1.5 с.
- Деаэратор (для премиальных линий) — удаляет кислород перед пастеризатором, вакуум 0.8–0.9 бар.
- Гомогенизатор либо картриджный фильтр 0.45–1 мкм после пастеризации (опционально, «стерильный розлив»).
- CIP-станция 2–4 резервуара по 500–1500 л: вода, NaOH, лимонная кислота, перекись водорода.
- Шкаф управления с ПЛК, HMI 10–15", USB-журналом партий, опционально удалённая диагностика по Modbus TCP.
Для подключения к имеющейся котельной (пар или горячая вода) как правило требуется дополнительный пластинчатый теплообменный аппарат на промежуточном контуре, чтобы не направлять сетевую воду прямо в пищевую зону. Также по теме — материалы «Пластинчатые теплообменники для пищевых сред» и «Монтаж теплообменника».
Марки и модели пастеризаторов для вина
На казахстанском рынке работают как зарубежные изготовители полнокомплектных линий, так и местные сборщики и поставщики ПТО в виде отдельных модулей. Ниже — основные игроки.
При замене импортного оборудования особенно популярны пары «Alfa Laval FrontLine → КС-Pastline» и «GEA VARITHERM → РИДАН HD»: совпадают компоновка, размеры пластин, типы уплотнений. Аналог подбирают по числу единиц передачи NTU и площади — см. «Замена теплообменника».
CIP-мойка пастеризаторов для вина
Cleaning-in-Place — обязательная операция после каждой партии (либо через 8–12 часов непрерывной работы). Винный fouling имеет особенности: тартраты, белковые мути, фенольные осадки, дрожжевые плёнки. Стандартный молочный цикл (NaOH + HNO3) здесь не даёт полного эффекта.
Временная схема стандартного CIP
Концентрации и температурные режимы
- Щелочная стадия — NaOH (каустическая сода): 1.2–2.0 %, T = 70–80°C, 25–30 минут. Растворяет белковые и фенольные отложения.
- Кислотная стадия — лимонная кислота 2–3 % или азотная HNO3 0.8–1.5 %, T = 55–65°C, 15–20 минут. Удаляет тартраты, кальциевые соли.
- Дезинфекция: перекись водорода 0.3–0.6 % либо надуксусная кислота 0.1–0.2 %. Температура комнатная — чтобы не повредить EPDM.
- Скорость потока по каналам: не менее 1.5 м/с для турбулентного режима (Re > 4000).
- Финальная промывка — умягчённой/осмосной водой до pH 6.5–7.5, проводимость < 50 мкСм/см.
Профессиональные CIP-средства от ТПЛ-Сервис подобраны с учётом винного fouling: каталог моющей химии. Если нужна глубокая разборная мойка пластин — см. оборудование для мойки и статью «Мойка пластинчатого теплообменника».
8 распространённых ошибок при пастеризации вина
Режим 85°C «для перестраховки» разрушает терпеноиды и эфиры, вино утрачивает сортовой характер. Ориентироваться следует на минимальный PU, а не на максимальный.
Спустя 6–12 месяцев на пластинах возникает точечная коррозия, в вине появляются железный привкус и потемнение. Только 316L.
Центробежный насос на максимальных оборотах эмульгирует ароматы и обогащает вино кислородом. Только низкооборотные винтовые или регулируемые через ЧРП.
Балансировочный резервуар под открытым воздухом — прямой путь к окислению. Подушка N2 или CO2 обязательна, избыточное давление 0.05–0.1 бар.
Если считать время выдержки только по средней скорости, ошибка достигает 30–40 %. Требуется гидравлическая проверка по минимальной скорости (75 % от средней).
NaOH + HNO3 плохо растворяет тартраты. Необходима лимонная кислота 3 % или специальные комплексонаты.
Если температура опускается ниже уставки (например, при падении давления пара), недопастеризованный поток попадает на розлив — брак партии.
Одна лишь тепловая обработка не удаляет битартрат калия — в бутылке образуется осадок. Тепло + холод — единственный надёжный способ.
Детальный разбор причин загрязнений и способов их устранения — в статьях «Мойка теплообменников» и «Вопросы и ответы».
Смежные задачи пастеризации
По компоновке винный пастеризатор близок к молочному и пивному, однако имеет ряд принципиальных отличий. Если задача шире — смежные материалы по другим продуктам:
Вопросы и ответы
Почему всё же пастеризуют вино, если есть SO₂?
Возможна ли пастеризация игристого в потоке?
При каком минимальном объёме винодельни покупка пастеризатора окупается?
Сказывается ли пастеризация на вкусе красного сухого вина?
В чём разница между винным и молочным пастеризатором?
Что означает PU и какой уровень нужен для вина?
Какова типичная экономия пара и энергии благодаря рекуперации?
Допустимо ли применять паяный пластинчатый теплообменник?
С какой периодичностью менять уплотнения?
Кто оказывает помощь в подборе и монтаже?
Выбор пастеризатора под винодельню
Специалисты ТПЛ-Сервис подбирают пластинчатый пастеризатор под определённый сорт, масштаб винодельни и вид упаковки. Принимаем во внимание pH, содержание SO2, остаточный сахар, присутствие CO2. Выбираем материалы AISI 316L/904L/Ti, уплотнения EPDM/HNBR/FKM, считаем количество пластин с запасом на fouling, проектируем линию с CIP-станцией с учётом винодельческих тартратов.
Осуществляем поставку оборудования производства КС (наш бренд), равно как и официальные поставки РИДАН, ЭТРА, ТТАИ, Alfa Laval, Funke, Kelvion, SPX. Импортозамещение при сохранении площади теплопередачи и рабочих параметров. Отгрузка со склада — 1–5 рабочих дней для моделей до 5 м2; изготовление под заказ — от 25 рабочих дней.
Сервис «под ключ»: проектирование линии, монтаж, пусконаладка, обучение операторов, гарантия 24–36 месяцев, постгарантийное обслуживание, поставка ЗИП. Работаем по всему Казахстану и СНГ. Дополнительные материалы по теме: сферы применения пластинчатых теплообменников, как работает тепловой пункт.
- Комментарии

