页数：63页文件大小：7.50 MB来源： 葡萄酒工程学ppt课件
本课件讲解葡萄酒发酵与贮藏设备，先说明酿酒工艺对发酵罐的基本要求，再介绍橡木桶、不锈钢发酵罐等容器的型式与结构，随后展开发酵设备的冷却方式与温度控制，最后给出不锈钢酿酒容器的制造检验与贮酒容器选用。
发酵与贮藏设备：从数千年前人们开始酿造葡萄酒时使用的瓷罐陶瓮到目前普遍使用的不锈钢罐，无论是发酵罐所使用的材料还是发酵罐的结构形式都发生了根本的变革。
葡萄酒发酵与贮藏容器的材料经历了从橡木、水泥、碳钢到不锈钢的发展过程。
酿酒工艺对发酵罐的基本要求：§1 酿酒工艺对发酵罐的基本要求 1.对发酵罐材料的要求 1）耐酸腐蚀性 2）符合卫生要求 3）传热性能 2.工艺要求 1）发酵温度的检测和控制 2）利于色素单宁扩散和传质 3）能够出自流酒 3.机械自动除渣 4发酵罐设计制造方面要求。
发酵罐材料的耐酸腐蚀性：1.对发酵罐材料的要求（1）耐酸腐蚀性葡萄浆果中含有苹果酸、柠檬酸等有机酸，在发酵过程中为了避免氧化并杀死其他细菌，根据葡萄原料的卫生情况，需要加入适量SO2，对发酵罐有腐蚀作用。
从材料方面要求制造发酵罐的材料应该耐酸性介质腐蚀，18－8型Cr-Ni不锈钢具有良好的耐腐蚀性、抗氧化、表面易于清洗的特点，Cr能与O2形成极薄（约100埃）的致密而稳定的化合物Cr2O3，与机体结合紧密,能够自动起到表面防护作用。
发酵罐材料的卫生要求
发酵罐材料的传热性能：（3）传热性能 发酵过程是放热反应，发酵工艺对发酵温度有严格限制，发酵热必须及时散发出去，从散热方面考虑发酵罐材料应该具有良好的导热性能，选择大的材料。
合金材料的导热系数比纯金属的导热系数小，不锈钢的导热系数约为碳钢的1/3。
但从材料耐腐蚀性等方面综合考虑，宜选择不锈钢。
发酵温度的检测与控制要求
发酵温度也不宜过低，发酵工艺对：发酵温度有严格限制，发酵罐应该具有温度检测和控制及换热装置，通过强制对流，用冷却介质将发酵热带出。
冷却介质的供给可以根据发酵液温度进行调节，达到控制发酵温度的目的，保证在工艺规定的温度范围内发酵。
要求发酵设备要用导热性能好的材料制造，以利于散热。
要有冷却控温装置，将发酵温度控制在工艺要求规定的范围内(干白及桃红葡萄酒为18-20℃，干红葡萄酒为26-30℃)。
色素与单宁的扩散传质：(2)利于色素、单宁等物质扩散和传质 为了提高干白葡萄酒质量，有采用发酵前低温浸渍，使果皮中的芳香物质溶解于葡萄汁中。
干红葡萄酒进行酒精发酵的同时，还对红葡萄的果皮及种子进行着固液萃取，使其所含的色素物质在浸渍作用下溶解于葡萄汁或发酵液中，把存在于葡萄皮及果籽、果肉中优质单宁、天然色素等酚类物质充分浸渍出来，使干红葡萄酒色泽鲜艳、酒体丰满，具有结构感。
浸取的程度直接影响葡萄酒的质量。
发酵中的葡萄泡盖：在发酵过程中，果皮会浮在液面，形成葡萄泡盖，约占发酵体积的1／3。
传统的果皮接触法是在整个发酵过程中，每天两次抽出一定量葡萄汁，泵送并喷淋到发酵罐上层打散果皮盖，使葡萄皮层充分浸渍，并降低果皮层的温度。
机械自动除渣葡萄果皮的质量占葡：萄果穗质量8%左右。
浸渍结束排出的皮渣约占发酵容积的11.5-15.5%，通常人工除渣，劳动强度大、耗时长，不卫生、不安全，不适应规模化生产需要。
发酵罐应该设有机械出渣装置，以降低劳动强度，提高劳动生产率。
发酵罐设计制造要求
发酵罐设计的关注要点：发酵罐主要是围绕着：温度控制色素、单宁等物质的传递及扩散降低劳动强度安全、卫生在材料、结构、制造工艺等方面进行着不断的改进和完善。
橡木桶是传统的酿酒容器：橡木桶的使用在某些方面能够改善酒的质量，尤其是用于红葡萄酒的陈酿时表现得极为明显，是酿造高档葡萄酒的最理想设备。
橡木桶容量小、价格高。
1头箍2颈箍3腰箍4桶帮5桶口6桶底§2 发酵及贮酒容器一、橡木桶。
不锈钢罐：二、不锈钢罐 不锈钢罐通常用铬镍不锈钢钢板制造，具有机械性能好，强度高。
耐蚀能力强，不需设置涂层。
表面光滑，卫生条件好。
操作维护方便，设备使用寿命长的特点。
常用的国产牌号有1Cr18Ni9Ti、Cr18Ni9、1Cr18Ni12Mo2Ti。
进口牌号有304、316等。
干白发酵罐的结构：1.干白发酵罐1料口2罐体3冷却带4温度计5取样口6人孔7清汁出口8浊汁出口9液位计。
本页为图示页，具体内容见课件原图。
斜底干红发酵罐：2.斜底干红发酵罐。
多功能发酵罐罐体1用不锈钢钢板焊接：3.多功能发酵罐 罐体1用不锈钢钢板焊接而成，为了增强其承载能力，防止变形，在外壁上布有许多条加强筋。
1）结构。
多功能罐内的链条结构：罐内两侧设有链条2，张紧在两侧链轮9、前导13、后导轨16及活动导轨18上。
横置于罐内且互相平行的10根刮杠3的两端分别与两侧链条2连接，可在链条的带动下在罐内作迂回旋转，进行搅拌或刮渣。
罐内两侧各设有两个板式换热器17，用以控温。
罐体下部斜面和底面分别设有斜筛11和底筛15，用以实现果汁分离。
在罐体下部还设有清、浊出酒阀13及14，用以排放不同质量的酒汁。
多功能罐红葡萄酒发酵操作：2）操作发酵红葡萄酒时，除梗破碎后的葡萄浆果由料口投入，装入量为距链条以下100mm左右为宜。
进料的同时，要根据工艺要求加入SO2。
发酵顺利进行后，再盖上料口盖，继续发酵。
在此期间，要每天开机运转2—3次，使刮杠正反相间转动3—5分钟，进行搅拌将浮渣压下。
并要随时观察温度变化，及时供冷控温。
发酵结束后的出罐操作：发酵结束后，先打开清汁出口阀，待清汁流尽之后，再打开浊汁出口阀，同时开机使刮杠顺时针旋转，一边搅拌，一边出浊汁。
待浊汁流尽后，再打开出渣口，皮渣在刮杠的带动下，刮出罐外。
发酵结束后应清洗消毒。
多功能发酵罐的特点
卧式旋转发酵罐1出渣口2进料口：4.卧式旋转发酵罐 1出渣口2进料口3罐体4螺旋板5冷却管 6温度计7链轮8滚轮9滤筛1）结构。
卧式旋转罐的螺旋结构：罐内沿全长焊有单头螺旋，接近罐前部为双头螺旋，以便于排渣。
当罐体正反旋转时，螺旋对皮渣起输送和翻拌作用。
罐体下半部装有过滤筛网，使自流酒与皮渣分离经出酒口流出，皮渣在螺旋作用下经出料口排出。
无级变速传动，通过链轮带动罐体转动，罐体在2—3转／分内可调。
1.出渣口。
2.进料口。
卧式旋转罐的操作：2）操作 发酵顺利启动后，盖上进料口盖，继续发酵。
每天使罐体正反相间旋转2—3次，每次约2分钟，使浮于表面的皮渣浸泡在果汁中以加强浸渍作用。
应及时供冷，控制发酵温度。
发酵结束后，可先打开进料口盖及出汁阀门，待酒汁排尽后再打开排渣口盖，旋转罐体，皮渣在螺旋板的推动下排往罐外。
发酵结束后，应将罐内外清洗干净并且消毒，准备下一次使用。
经除梗破碎的葡萄浆果由进料口入罐，同时按工艺要求加入S02。
卧式旋转发酵罐的特点
本页为图示页，具体内容见课件原图。
COSVAL型发酵罐：图示标注主要部件如下。
罐体静止型发酵罐的特点：发酵罐罐体静止，没有罐体旋转的传动机构，发酵罐结构相对简单，动力消耗少，操作简单。
带压渣篦自动循环发酵罐：由罐体、筛形压板、排气管、循环装置、换热器等组成体。
在罐体偏上部位设置带孔压板。
发酵过程中产生的CO2气体引起发酵液体积膨胀，压板能将浮起的葡萄皮压在下面，发酵液从压板筛孔中上溢，液面高度超过压板位置，皮渣在发酵过程中浸没于发酵液中，不仅能充分浸渍果皮中色素、优质单宁，还可避免由于葡萄皮与空气接触、顶部果皮处于非浸没状态而导致被细菌感染的情况发生。
Ganimede发酵罐：7.Ganimede 发酵罐 Ganimede发酵罐中间有一个锥形隔膜，连通隔膜上下腔有旁通阀．。
进料时关闭旁通阀的操作：进料时关闭旁通阀，当入罐醪液达到最高液位时，隔膜与罐壁间是空的，关闭的旁通阀阻止了隔膜下腔的空气排到上腔。
CO2在隔膜下积聚：发酵过程产生大量CO2积聚在隔膜下腔与罐壁间的空间，聚满后CO2只能通过隔膜中心的脖颈升到醪液表面逸出，CO2气体形成大气泡，对浮在上部的果皮进行搅拌，防止形成皮盖影响发酵和色泽浸提。
这种持续的气泡搅拌作用使葡萄皮中的色素和芳香物质柔和、均衡的提取到酒液内，并使葡萄籽与皮分离，沉到罐底。
打开旁通阀排出CO2：打开旁通阀，积聚在锥体下腔与罐壁间的CO2逸到醪液表面 大量的醪液立即占据原来被CO2所充满的空间，液位迅速降低约一米左右。
关闭旁通阀后再浸渍：关闭旁通阀。
葡萄皮在重力作用下落入液体。
CO2积聚与皮渣浸渍：随着二氧化碳的积聚，液位升高，葡萄皮再次浸入到醪液内。
发酵过程不断地重复上述过程，对提高了浸渍效果。
浸渍效果与葡萄籽排出：浸渍效果及发酵过程中排出葡萄籽。
Ganimede发酵罐操作（一）：Ganimede 发酵罐操作 进罐时旁通阀关闭：1、旁通阀关闭，气体占据隔膜下腔与罐壁间的空间。
2、发酵产生大量的二氧化碳搅拌顶部皮盖，并使葡萄籽与皮分离沉到罐底。
3、打开旁通阀，大量二氧化碳气体通过旁通阀进入隔膜上腔，强力搅拌顶部皮盖并使更多葡萄籽与皮分离沉到罐底。
Ganimede发酵罐操作（二）：Ganimcde 发酵罐操作 4、所有的原来的气体空间都被醪液浸没，皮渣重新混合，皮渣可通过侧阀排出罐外，沉到罐底的葡萄籽可通过底部阀门排出。
5、关闭旁通阀，发酵产生的二氧化碳在隔膜下腔与罐壁间的空间集聚，推动醪液液位升高。
皮渣浮在表面，继续浸提过程。
6、聚满后二氧化碳只能通过隔膜中心升到醪液表面逸出，二氧化碳气柱形成大气泡，不断搅拌顶部皮渣。
打开旁通阀上述过程重复进行。
本页为图示页，具体内容见课件原图。
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发酵设备的冷却系统冷却装置：三、发酵设备的冷却系统 冷却装置主要包括供冷系统及换热器。
冷媒由制冷站供给，经管道与换热器相连。
本页为图示页，具体内容见课件原图。
发酵设备的温度控制方法发酵过程的温度控制
发酵设备的冷却形式及装置冷却形式：有内冷式、外冷式两种： ①内冷式 换热器置于发酵罐内，浸没在发酵醪中冷却，多采用板式换热器。
优点： 冷量损失小，换热效率高、冷却均匀。
缺点： 换热器安装在罐内，维修和清洗不方便。
更重要的是冷媒的渗漏很难发现，对酒的质量有严重影响。
外冷式冷却方式：②外冷式在罐外壁的中上部位设置冷却夹套(换热器)，使冷却液在夹套内循环，利用罐壁作换热面进行冷却，夹套内的冷却液在夹套内流动。
为使冷却液在夹套内流动时呈湍流状态，提高换热效果，在夹套表面加工出凹坑或在夹套内设置螺旋导板。
夹套式冷却带不如内冷式的换热效率高、换热均匀，克服了内冷式的种种缺点，实际生产中应用较多。
夹层换热器：为蜂窝状或螺带状，以改善流动状态蜂窝状及螺旋带式换热器剖面图。
不锈钢酿酒容器的制造检验：不锈钢酿酒容器的材料选择 不锈钢酿酒容器的焊接 不锈钢酿酒容器制造公差 酸洗和钝化。
不锈钢酿酒容器的材料选择酿酒容：器需采用铬镍不锈钢制造。
铬镍不锈钢能够耐酸性介质的腐蚀，又称耐酸不锈钢。
常温下铬镍不锈钢金相组织为奥氏体，称奥氏体不锈钢。
酿酒容器常用的不锈钢牌号 国产牌号1Cr18Ni9Ti。
进口牌号304、316 采用的板材有冷轧板与热轧板，冷轧板表面光亮。
热轧板表面灰暗，比冷轧板粗糙，宜采用冷轧板。
不锈钢容器的焊接：2不锈钢酿酒容器的焊接 奥氏体不锈钢的耐腐蚀性能好，高温强度及低温韧性也好，具有良好的焊接性能，不需予热及焊后热处理。
在焊接熔池及热影响区内，有时会发生因碳化物的析出而造成晶间锈蚀，焊接时必须加以注意。
不锈钢焊接方法——氩气保护电弧焊（氩弧焊
不锈钢酿酒容器的公差公差用来控制容器的缺：规定如下： ①筒体焊缝对口错过量b。
纵焊缝b≤0.1s。
环焊缝b≤0.2s。
S——壁厚。
②对接焊缝形成 的棱角高度 E≤0.1s+2mm， 且不大于5mm。
用样板检验。
筒体直径公差要求
酸洗和钝化酿酒容器的卫生：要求严格，焊接后所有焊缝应打磨光滑平整，对整个容器进行酸洗和钝化处理。
酸洗目的之一是去除容器在焊接过程中高温区形成的氧化皮。
在氧化皮下边可能潜藏着裂纹、夹层等缺陷，如果不去除氧化皮，难以发现缺陷。
在筒体及封头等零件的成形过程中，使用的碳钢模具如卷板机、旋压机等，模具材料中的铁原子在高压或挤压的作用下可能渗入到不锈钢板的表面，形成局部表面生锈。
酸洗另一目的是去除因上述原因造成的表面锈层。
酸洗液配方表：酸洗液配方品名比重体积百分数适用范围硝酸水1.43 1 3565 轻微生锈，酸洗后不需钝化处理。
常用的酸洗方法有酸浸法和涂酸法。
体积较小的可在酸槽中进行酸洗采用酸浸法。
体积较大的酿酒容器用涂酸法。
①以硝酸为主液。
酸洗液配方（续）：品名比重体积百分数适用范围硫酸硫酸硝酸水1.19 1.84 1.43 1 4010 5 45严重生锈，酸洗后一定要钝化处理。
②以盐酸为主液。
钝化的作用与原理：钝化钝化是一种清洁表面、使氧化膜持续发挥作用的过程。
钝化目的是使金属表面生成一层难溶而稳定的氧化膜，起到自动防腐及阻止腐蚀进一步发展的作用。
氧化膜只能在清洁的表面形成，使用强酸混合物和氧化剂可生成氧化膜。
钝化处理在酸洗之后进行。
钝化方法钝化：分为浸酸法与涂酸法两种，用涂酸法钝化处理的配方如下：成分比重百分比硝酸1.4350盐酸1.192水148。
316不锈钢的钝化：钝化 316不锈钢可用50％的硝酸和水混合钝化，溶液温度55℃时可达到快速钝化效果。
钝化用溶液应覆盖整个表面并重复操作。
钝化时不锈钢表面应至少在1h内保持湿润，然后用干净的温水进行清洗。
清洗作用是去除酸溶液所残留的痕迹。
清洗后不锈钢表面应用清洁布拭干。
钝化处理好的不锈钢表面不应存在变色的痕迹。
容器的检验项目：容器的检验 容器制造完工后应进行检验： 按照制造公差及表面质量要求严格检验。
进行试漏检验。
必要时要进行水压检验。
试漏检验是在容器中盛满清水，静置24小时，如发现有渗漏之处，应及时修补。
容器的检验要求
贮酒容器理想的：贮酒容器应不渗漏、不与酒起反应、耐久、结实、易清洗、使用方便和价格低廉的。
碳钢酒罐会使酒中含铁量增加。
铁离子明显催化葡萄酒中的有害反应。
一般的储酒方法可采用保持满罐和(或)用充氮气或二氧化碳排除酒液面上方的空气的方法。
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