干葡萄酒密闭发酵工艺参数研究毕业论文.doc

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1、毕业论文干葡萄酒密闭发酵工艺参数研究专 业 名 称：生 物 工 程 目 录摘要.3关键词.3一、发酵罐的选择制作.41.发酵工艺对发酵罐的基本要求.4-62.各种发酵罐分析.6-93.选取制作.10-11二、干葡萄酒分析及工艺选取.121. 葡萄和葡萄酒的化学成分.12-132. 干葡萄酒的分类及区别.13-143. 干葡萄酒的生产工艺.14-15三、干红葡萄酒密闭发酵及参数研究.151. 材料与方法.151.1. 材料和仪器.151.2.实验方法.151.2.1第一批干红葡萄酒酿造实验.15-191.2.2第二批干红葡萄酒酿造.19-222. 实验现象.223.总结.22-23四、结果讨论及

2、分析.23-25五、结束语.25-27参考文献.27谢辞.27-28干葡萄酒密闭发酵工艺参数研究摘要：现代发酵罐趋于简单化、自动化，随着能耗的要求更趋于节能化、高效化。本实验对由Ganimcde发酵罐改进的小型干葡萄酒密闭发酵罐进行了研究和验证，并对其存在的问题提出合理的解决方法。在对其进行研究和验证的过程中探讨了，此发酵罐用于家庭酿造葡萄酒的可能性以及实现途径。关键词：葡萄酒发酵罐 密闭发酵 自动循环Abstract：Nowadays fermentation tank tend to be simplistic and automation， with energy consumption

3、 requirements will tend to be more energy conservation and more efficient way. This experiment make studied and verification about Ganimcde fermentation tank improved and put forward reasonable of its existing problems of the solution.We discussed these problem on the research and test process that

4、the way of the fermentation tank used to family and factor.Key words：Wine fermentation tank Airtight fermentation Automatic cycle 在葡萄酒的生产过程，由于生产规模和工艺条件的不同所用的葡萄酒发酵容器也各式各样。随着现代化技术的要求以及受能源紧缺的影响，发酵罐的节能和高效越来越受到人们的关注；由于人们生活水平的提高以及对保健养生的普遍重视，对葡萄酒的品质提出了更高的要求；鉴于经济成本以及对产品质量的顾虑，更多的消费者更想自己来酿造葡萄酒。为了满足以上种种要求，本文从各

5、个方面，最人性化的给予一一解决。从发酵罐的设计制作，到葡萄酒酿造过程中的原料选取，工艺控制等进行了实验和总结。一、发酵罐的选择制作在葡萄酒生产中使用的葡萄酒发酵容器有多种结构形式，各种结构有其自身的特点。分析这些发酵罐对于改进现有发酵罐。设计出能够更好地满足发酵工艺要求的新型发酵罐。1.发酵工艺对发酵罐的基本要求1.1对发酵罐材料的要求1.1.1耐酸性介质腐蚀葡萄浆果中含有苹果酸、柠檬酸等有机酸在葡萄酒生产过程中为了避免氧化及杀死其他细菌，需要加入适量SO2 ，这些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，l88型CrNi不锈钢具有良好的耐腐蚀性、抗氧化、表面易于清

6、洗的特点。Cr能与O2 形成致密的、极薄的(厚度约10-7mm)、与基体结合紧密且性能稳定的化合物Cr2O3 ，能自动起到表面防护作用。1.1.2符合卫生要求葡萄酒发酵是生物化学反应对卫生的要求是非常严格的。从加工制造方面要求发酵罐壁面应平整光滑，避免由于壁面凸凹不平成为细菌滋生的场所；冷轧不锈钢薄钢板表面粗糙度高于热轧不锈钢薄钢板，一般选择冷轧不锈钢薄钢板。1.1.3传热性能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，选择导热系数大的材料。纯金属的导热系数比合金材料的导热系数大，不锈钢的导热系数约为碳钢的13。但从材料耐腐蚀性等方面综合

7、考虑，宜选择不锈钢。1.2工艺要求1.2.1发酵温度的检测和控制发酵过程是放热反应。发酵产生的大量热量若不及时散发出去。发酵温度过高。会引起酵母菌不能正常生长和繁殖可能会导致发酵中止，引起细菌性病害和挥发酸含量升高。发酵温度是影响葡萄酒质量尤其是口感、色泽等感官指标的主要因素。干红葡萄酒发酵温度高色素物质、酚类物质含量高，温度过高，还可能浸渍出劣质单宁，同时芳香物质挥发损失大。在30发酵、浸渍的干红葡萄酒比在20发酵、浸渍的干红葡萄酒的单宁含量高2550。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

8、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。1.2.2利于色素、单宁等物质的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在浸渍过程中溶解于葡萄汁中。干红葡萄酒酒精发酵与对果皮及种子固液萃取同时进行浸取过程直接影响葡萄酒的质量。在发酵过程中使果皮所含的天然色素、优质单宁等酚类物质充分浸渍、溶解于葡萄汁或发酵液中，使干红葡萄酒色泽鲜艳、酒体丰满、厚实，具有结构感。1.2.3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l15155。降低劳动强度是人们最初使用机械的出发点。人工除渣劳动强度大、生产

9、辅助时间长，且不卫生、不安全，不适应规模化生产需要。发酵罐设有机械出渣装置，不仅降低劳动强度而且也是安全生产、提高生产率的的基本措施。这是因为发酵罐的人孔、进料口难以在很短的时间内排净发酵产生的大量的CO2 气体，罐内的高浓度CO2，人是不能进去工作的。1.3发酵罐设计制造方面发酵罐设计制造除了和一般的容器一样要考虑强度、刚度、稳定性及操作使用方便性以外，还应在结构上避免设计死角和焊接死角避免形成细菌滋生繁衍的场所。在制造中注意罐顶及罐底的环型接口部位采用旋压或利用模具压制成型的圆弧过渡结构罐体上的接管开孔及上、下人孔的开孔等采用模具进行翻边形成圆弧过渡结构。避免焊接死角，要求罐体内焊缝需磨平

10、、抛光。1.4其他要求无论干白、干红葡萄酒发酵罐都具有一些相同的要求，包括液位显示(液位计或液位传感器)、取样阀、入孔、进出料口、浊酒出口、清酒出口、自流酒出口等。2.各种发酵罐分析2.1干白葡萄酒发酵罐白葡萄酒发酵罐的结构形式是葡萄酒发酵罐中最简单的，多为立式圆柱体结构。由筒体、罐底、封头、外夹层换热器以及发酵罐所必需的液位计、取样阀、入孔、进料口、浊酒出口、清酒出口等组成如图1。罐底为25o的斜底。便于残液流出。此类发酵罐亦适用于红葡萄酒的苹果酸乳酸发酵以及白葡萄汁发酵前的低温浸渍、澄清。温度测定多为人工取样。2.2干红葡萄酒发酵罐干红葡萄酒酿造过程中在发酵尚未启动时果粒、果皮悬浮于发酵液

11、中；发酵启动后果皮逐渐与果肉分离，果皮上浮，形成一个整体浮在葡萄汁液面。在容器体积一定的条件下，其厚度与容器长径比有关，长径比大皮帽厚度也大。发酵过程中果皮浮在葡萄汁液面，发酵罐上部与果皮接触的发酵液中色素、单宁等物质含量高于底部。为了更多地浸渍出果皮中的色素、单宁等物质，必须打破发酵罐上部发酵液中色素、单宁等物质高浓度的平衡状态。使这部分发酵液与底部发酵液进行质量交换。即进行对流传质，增加下部发酵液中色素、单宁的浓度，使上部发酵液中的色素、单宁等物质浓度低于原来的浓度，保持动态平衡。这样才能提高浸渍速率。在一定的时间内尽可能多地浸取增加葡萄酒风味的物质。红葡萄酒发酵罐的结构形式较多。主要有斜

12、底罐、锥底罐、卧式旋转发酵罐、卧式带搅拌器发酵罐、多功能发酵罐等。2.2.1斜锥底发酵罐斜锥底发酵罐结构如图2所示。由简体、斜锥罐底、封头、外夹层换热器等组成。此发酵罐没有机械搅拌装置，色素的提取靠发酵液的密度差引起的自然对流产生的扩散作用以及CO2 气体对液体的推动力引起的流体流动实现：此外在出酒口外接泵，从底部抽出适量葡萄汁喷淋葡萄皮帽，靠外界引起的流体的流动产生的强制对流。皮渣的排除是靠重力的作用。沿斜锥面下滑。能降低排渣劳动强度。2.2.2锥底发酵罐锥底发酵罐由筒体、锥底、封头、换热器、排渣螺旋、循环泵等组成，如图3。循环泵在需要循环时开启，通过喷淋器将发酵液喷淋在葡萄皮渣表面。通过喷

13、淋改变色素、单宁的物质的浓度分布。有利于浸渍，避免了采用机械搅拌可能出现的把劣质单宁浸出的情况；同时在喷淋中液体与空气接触带人一定量空气，提供酵母所需的氧；还可通过循环的葡萄汁散发部分发酵热。在罐的下部锥底内设有排渣螺旋，实现机械出渣。2.2.3自动循环发酵罐自动循环发酵罐为立式结构，由罐体、筛形压板、排气管、循环装置、换热器等组成体，如图4。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。在罐下部