葡萄酒酿造工程设备

第一节　葡萄酒酿造工程设备

葡萄酒的酿造是以物理变化、化学变化或者微生物变化为主要特征的生产过程。在这个过程中，除化学变化之外，其余步骤皆可归纳为许多种基本的物理原理，如压榨、流体传输、澄清、过滤、冷冻、加热等，这些基本物理过程在生产过程中称为单元操作。

在生产过程中，各单元操作都需要操作人员利用相应的机械设备去实现。只有这样，才能保证生产过程的顺利进行，并提高劳动生产率。在葡萄酿酒过程中，优良的葡萄原料固然是保证产品质量的根本，但只有采用先进的酿酒工艺及适宜的机械设备才能使存在于葡萄酒原料中的潜在物质最大限度地表现在葡萄酒产品中，才能生产出真正的优质产品。

一、葡萄酒工程原理

1.葡萄的采摘

葡萄的采摘是一个物理的过程，主要是指把葡萄从树上采摘下来，然后送去压榨的这一个过程。现在基本还是采取原始的做法——手工采摘，在有些国家用上了机械。对这个过程的要求就是葡萄园离车间不要太远。根据多年的经验，一般葡萄从采摘下来到压榨不要超过6小时。

2.流体的传送

液体和气体统称为流体。流体的特征是具有流动性，即其抗剪和抗张的能力很小，无固定形状，随容器形状而变化，在外力作用下其内部发生相对运动。

在葡萄酒生产所处理的物料中，除葡萄原料外，其余均为流体。根据酿酒工艺的要求，生产过程中需要将这些流体进行某些处理或输送到容器内。例如，酿制成的原酒要送到贮罐内贮存陈酿；成品酒要输送到灌装机灌装等，都涉及到流体的流动与传输。因此，流体的流动与传输是葡萄酒生产过程中的一个重要单元操作。

3.制冷技术

制冷从本质上讲就是让空气中分子运动减慢，形象点说就是让空气冷却。利用天然冰等自然冷源过渡到人工制冷，是制冷技术发展的初始阶段。

在葡萄酒的生产过程中，有些环节如葡萄汁的澄清、发酵基质的发酵以及葡萄酒的冷处理等都需要在工艺规定的某一些特定温度范围内进行。要实现并维持工艺要求的温度，就需要从工程方面采取相应的技术措施。制冷技术就是其中的技术措施之一。主要分为液体汽化制冷、气体膨胀制冷、涡流管制冷和热电制冷。

4.传热

传热，就是热量的传递，是不同温度的两个物体间或同一物体的两个不同的部位之间所进行的热的转移。在葡萄酒生产过程中经常有以下两种情况，一是当葡萄汁在发酵过程中热量使发酵液温度升高，为控制发酵进行，就需要强化传热过程，如采用换热器、喷淋，使冷却介质与发酵液进行热量交换将热量散发出去，将发酵液温度维持在正规定范围内；另一种就是当酒在冷处理期间为保持低温，就需要削弱传热过程，如对盛酒容器采取保温（实为保冷）措施，以尽量减少酒的冷却损失，即减少外界吸收的热量。这是传热在葡萄酒生产中的应用事例，传热主要有三种形式：传导、对流和辐射。

5.分离

指从几种物质当中把其中的一种或者几种物质都分离出来。在葡萄酒生产中，有皮渣分离、澄清酒分离和悬浮液的分离，主要是悬浮液的分离，即将存在于葡萄汁或者葡萄酒中的悬浮物分离出去，使葡萄汁或葡萄酒得到净化。分离有两种方法，沉降和过滤。如果位移发生的主要因素是分散相对于连续位移所导致，则为沉降；如果位移发生的主要因素是连续相对于分散相所导致，则为过滤。

6.浓缩

浓缩是从溶液中除去部分溶剂的操作，是均相混合物中溶剂的部分分离过程。浓缩的目的是提高溶液中溶质的含量，即提高溶液的浓度。在葡萄酒生产中多用于浓缩葡萄汁的制取。工业上常用的浓缩操作有蒸发浓缩和冷冻浓缩。

二、葡萄酒酿造设备

1.葡萄酒厂动力设备

葡萄酒生产与其他工业生产一样，主要动力是电能，主要动力设备是电动机。由于葡萄酒生产的季节性很强，因而在一些大型企业中，为了避免因当地供电不足而造成的限电、停电，还要配备一定容量的发电机组。但是随着环保意识的提高，提倡节能，有些酒厂使用沼气能源，实现了自然的循环。有的还利用上了太阳能、风能等。

2.葡萄采收和输送设备

葡萄的采收分为三个阶段，即葡萄的采收、运输和葡萄酒厂的接收。在整个过程中，必须尽量保持浆果完好，严防破损和污染。

目前主要是以手工采摘为主，在新葡萄酒世界里有的产区用上了现代化的采摘机械。盛装葡萄的容器有藤筐、塑料筐等。筐体要结实，容积不要太大，以每筐能盛20千克葡萄为宜，这样便于人工装卸。装筐不要太满，以免装运时将葡萄压破。运输车辆有卡车、拖拉机等。装卸不要太高，以防将筐压坏而使葡萄破损。运输车辆应配备遮布，以防下雨时将葡萄淋湿。

其他输送设备还有浓浆泵、葡萄渣浓浆泵、刮板提升输送机、卫生级磁力泵、自吸泵、移动式防爆型卫生泵、二氧化硫添加泵、离心泵、凸轮万用输送泵、凸轮转子泵、磁力搅拌机、提升输送机、螺旋输送泵等。

3.葡萄破碎除梗设备

除梗是将果梗从浆中除去，破碎是将浆果挤破，便于果汁流出。在破碎过程中，应尽量避免撕碎果皮，压破种子和碾碎果梗，以降低葡萄汁中悬浮物含量。在酿造白葡萄酒时，还应避免果汁与皮渣接触时间过长。

根据工艺要求及葡萄酒原料状况，可以完全除梗，也可以部分除梗；可以完全破碎，也可以部分破碎。因而从设备的构造上讲，应该使之能满足不同的除梗率及不同的破碎率的要求。

除梗和破碎，可以是先破碎，后除梗，也可以是先除梗，后破碎。因而破碎除梗设备有两种类型：破碎除梗机和除梗破碎机。

4.压榨取汁设备

压榨设备的作用是将葡萄浆果或皮渣中的果汁或酒挤出来，使皮渣变干，并尽可能地提高原料的利用率。

在酿造白葡萄酒时，是对经过或不经过除梗破碎的葡萄进行压榨取汁，然后发酵。在酿造红酒时，是先将经过除梗破碎后的葡萄进行浸渍发酵，然后再对发酵皮渣进行压榨。在压榨过程中，应该避免压出果皮、果梗及果籽本身的构成物质。这就要求压榨过程要缓慢进行，压力要缓渐增加，且不能过高。

为在较低的压力下提高出汁率，往往采用多次压榨的方法，即前一次压榨后，将残渣疏松一下，再进行后一次压榨。压榨设备的类型较多，常用的有螺旋压榨机、气囊压榨机、卧式双压板压榨机、破碎机压榨机组、除梗破碎机、气囊压榨机、打浆机等。

5.发酵与贮藏设备

葡萄酒的发酵与贮藏器，从采用的制作材料方面讲，经历了一个由橡木桶、水泥池、碳钢罐到不锈钢罐的使用和发展过程。主要设备有无菌贮罐、酵母培养罐、发酵罐、周转罐、气密封浮盖式贮罐、方型贮运罐、贮罐等。

6.过滤及离心设备

在葡萄酒酿造中，为了使葡萄酒在某种程度上长期保持清澈透明，除了自然澄清外，往往还要经过许多次过滤。根据过滤推动力的不同，过滤设备可分为四种类型。

（1）重力过滤机：利用滤浆自身的压头。

（2）加压过滤机：也叫压滤机，是在滤浆表面施加压力。

（3）真空压滤机：在过滤介质的另一侧抽真空。

（4）离心过滤机：利用离心力的分离作用。

重力过滤机的结构简单，造价便宜，但过滤速度太慢，不宜用于大规模生产。在葡萄酒生产中常用的是压滤机、真空过滤机及离心分离机。

7.葡萄酒的冷热处理设备

葡萄酒冷却处理的目的是使葡萄酒石和色素等沉淀或使葡萄酒浓缩。冷处理的主要设备有换热器、冷冻机及绝热罐。换热器或冷冻机用于葡萄酒的冷却，绝热罐用于冷却后的保冷贮藏。

8.葡萄酒的封装设备

葡萄酒封装设备是由洗瓶机、灌装机、压塞机、热缩胶帽机、贴标机、装箱机、输送链等互相匹配组合而成的灌装生产线。主要的封装方法有压法灌装、真空法灌装、虹吸法灌装等。