年产1000吨红葡萄酒生产设计Word格式文档下载.docx
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在这段时间里,葡萄皮中的单宁和红色素会渗入到发酵中的葡萄汁里。
发酵好的酒要更换容器,以便将皮渣从葡萄原酒中别离出来,并将皮渣再次压榨出酒。
在红葡萄酒的酿造过程中,通常还会进展副发酵。
即利用乳酸菌把酒中酸涩的苹果酸转变成较柔顺、稳定的乳酸,然后再进入酿阶段。
目前,传统发酵法是比拟常用的方法
主要生产工艺流程
葡萄的成熟与采收
对于大量生产的葡萄酒,葡萄浆果达到生理成熟期,就应该采收、加工。
对于制作特种要求的葡萄酒,例如做冰葡萄酒,贵腐葡萄酒或制作高酒度、高糖度的葡萄酒来说,需要采收过成熟的葡萄。
为了科学地确定葡萄浆果的成熟时间,决定最优的采收期,可以根据成熟系数的值,来分析判断。
成熟系数是指葡萄的糖酸比,用M表示成熟系数,S表示含糖量,A表示含酸量,成熟系数如此为:
M=S/A。
一般说来,要做高质量的葡萄酒,M的值必须大于20。
人们应该根据葡萄的成熟系数,根据葡萄加工的能力和条件,确定葡萄的采收期。
红葡萄的破碎加工
成熟的葡萄采收后,要尽快送到加工地点,进展破碎加工,尽量保证破碎葡萄的新鲜度。
葡萄破碎的目的,是使葡萄果粒破裂而释放出果汁。
对红葡萄酒加工而言,一般要求尽量高的果粒破碎率和除梗率。
通常使用的除梗破碎机,是葡萄破碎和除梗过程同时完成。
把葡萄梗别离出去,葡萄浆由活塞泵或转子泵,输送到发酵罐里。
在进展葡萄破碎时,要同时按葡萄重量参加50PPm~60PPm的SO2,可以亚硫酸的形式参加,或随着葡萄破碎机一起参加,或随破碎后的葡萄浆参加。
参加的SO2一定要均匀。
它对防止杂菌和野生酵母的繁殖,保证葡萄酒酵母菌的纯种发酵极端重要。
红葡萄酒的主发酵
红葡萄酒的发酵容器现国外普遍采用不锈钢发酵罐。
红葡萄酒的发酵容器可大可小,根据企业的生产规模来决定。
小的发酵容器是几吨或十几吨,大型的发酵容器每个几十吨或一百多吨。
按工艺要求,红葡萄酒的发酵温度应控制在20°
~30℃围,发酵温度不应超过30℃。
红葡萄酒发酵时要产生大量热量,特别是大型的发酵容器,必须有降温条件,才能把发酵温度,控制在工艺要求的围。
发酵罐的装料系数70%,并准确计量。
装罐完毕后,进展一次开放式倒罐(100%),并利用倒罐的机会,参加果胶分解酶、活性干酵母、优质丹宁,也可用橡木素(即橡木粉)代替优质丹宁。
现代最先进的工艺,发酵红葡萄酒的工艺流程是:
葡萄破碎入罐(参加50~60PPmSO2)
参加果胶酶(用量30~50mg/L)
参加活性干酵母与酵母的营养素(干酵母用量200mg/LNH3H2PO4用量300mg/L)
自发酵开始24小时参加丹宁(200mg~250mg/L)
红葡萄酒浸渍发酵[3]的温度控制在20℃~28℃。
从接入酵母菌开始,每天开放式倒罐两次,每次倒罐量50%。
倒罐时应喷淋整个皮渣的外表,测温度、比重,绘制发酵曲线,并根据发酵曲线,与时调整发酵过程的控制。
加活性干酵母的方法是,将每公斤活性干酵母,参加10公升35°
~38℃纯净水里,再参加1公斤白砂糖,不停地搅拌。
待酵母开始再生,有大量的泡沫冒起来时,参加酵母液容量5倍的葡萄浆,混合后用泵打到酒罐的上面。
如果葡萄浆的实际含糖量在200g/L以上,这样的葡萄浆发酵成红葡萄酒后,酒精度自然就能达到12°
或12°
以上,这种葡萄浆不需要补充糖。
如果葡萄浆的实际含糖量在200g/L以下,为了发酵生成12°
的红原酒,在红葡萄浸渍发酵过程中,要补加白砂糖。
从理论上讲,参加17g/L蔗糖可以提高1度酒。
按1.7°
糖产生1°
酒精计算,如果生产5000升红葡萄原酒,其潜在酒度是9.5°
,要发酵成12°
的红原酒,需要添加的蔗糖量为:
(12-)×
17g/L×
5000L=212.5kg如果葡萄的糖度,要求补加糖度到21°
,可发酵成的红原酒接近12°
。
在生产中最简便的计算方法是:
入罐葡萄公斤数(出汁率)×
(21°
-葡萄实际糖度)×
0.0115=加糖数
加糖的方法是,先将需添加的蔗糖在局部葡萄汁中溶解,然后参加发酵罐中。
添加蔗糖以后,必须倒一次罐,使参加的糖均匀分布在葡萄汁中。
添加蔗糖的时间,最好在发酵最旺盛的时候,即当葡萄汁的糖度消耗一半时,可将需要添加的蔗糖一次性参加。
葡萄酒主发酵过程,主要完成的生化反响是,酵母菌把葡萄糖和果糖,转化成酒精和二氧化碳的过程。
酵母菌只能通过同化基质中的碳水化合物,获得生长繁殖所需要的能量。
酵母菌同化碳水化合物有两种形式,即在有氧条件下的呼吸作用:
C6H12O6→6CO2+6H2O+647卡在无氧的条件下,酵母菌通过对糖的不完全分解,形成乙醇和二氧化碳,从而获得能量,这一过程叫做酒精发酵:
C6H12O6+6O2→2CH3CH2OH+2CO2
酵母菌只能直接利用己糖(葡萄糖和果糖),蔗糖需经转化酶分解成己糖后,才能被酵母菌同化。
酒精发酵是一个复杂的生物化学反响过程。
在酵母体不同酶的作用下,经过一系列化学反响,生成一系列中间产物,最终生成酒精和二氧化碳,并有多种副产物。
酒精发酵的主要副产物有甘油、乙醛、乙酸、琥珀酸、乳酸,还有多种高级醇和酯类。
红葡萄酒的主发酵过程一般是6~7天。
当发酵汁含残糖达到5g/L以下时,进展皮渣别离。
别离出来的自流汁,应该单独存放和管理。
自流汁控干后,立即对皮渣进展压榨,压榨汁也应该单独存放和管理。
2.2.4红葡萄酒的后发酵
在成熟的葡萄果粒中,自然要残留一局部苹果酸。
随着葡萄的加工过程,苹果酸要转移到主发酵完成后的葡萄原酒中。
苹果酸是双羧基酸,口味比拟尖酸。
红葡萄酒的后发酵过程,也叫苹果酸—乳酸发酵过程。
这个过程是在乳酸细菌的作用下,将苹果酸分解成乳酸和CO2的过程。
经过苹果酸—乳酸发酵的红葡萄酒,尖酸降低,果香醇香加浓,口感柔协肥硕,才称得上名副其实的红葡萄酒。
经过30天左右的后发酵,当检测红葡萄原酒中不存在苹果酸了,说明该发酵过程已经完毕,应立即往红原酒中添加50~80PPm的SO2,控制乳酸细菌的活动,并通过过滤倒桶,把红原酒中的乳酸细菌和酵母菌别离掉。
否如此乳酸细菌将继续活动,分解酒石酸,甘油、糖等,引起酒石酸发酵病、苦味病、乳酸病、油脂病、甘露糖醇病等,这时的乳酸细菌由有益菌变成有害菌。
2.2.5红葡萄原酒的贮藏和酿
红葡萄原酒后发酵完成后,要立即添加足够量的SO2。
一方面能杀死乳酸细菌,抑制酵母菌的活动,有利于红原酒的沉淀和澄清。
另一方面,SO2能防止红原酒的氧化,使红原酒进入安全地贮藏酿期。
每一种葡萄酒,发酵刚完毕时,口味比拟酸涩、生硬,为新酒。
新酒经过贮藏酿,逐渐成熟,口味变得柔协、舒顺,达到最优饮用质量。
再延长贮藏酿时间,饮用质量反而越来越差,进入葡萄酒的衰老过程。
从贮藏管理操作上讲,一般应该在后发酵完毕后,即当年的11月—12月份,进展一次别离倒桶。
把沉淀的酵母和乳酸细菌(酒脚、酒泥)别离掉,清酒倒到另一个干净容器里满桶贮藏。
第二次倒桶待来年的3—4月份。
经过一个冬天的自然冷冻,红原酒中要别离出不少的酒石酸盐沉淀,把结晶沉淀的酒石酸盐别离掉,有利于提高酒的稳定性。
第三次倒桶待第二年的11月份。
在以后的贮藏管理中,每年的11月份倒一次桶即可。
红葡萄酒的贮藏酿容器各种各样,本设计采用不对葡萄酒的风味和口味造成影响的贮藏容器,如不锈桶、防腐涂料的碳钢桶等。
这类容器的特点是不渗漏,不与酒反响,结实耐用,易清洗,使用方便,价格低廉。
红葡萄酒贮藏在这种大型的容器里,自然要发生一系列的化学反响和物理—化学反响,使葡萄酒逐渐成熟。
最近几年,国外兴起用橡木片浸泡红葡萄酒,代替橡木桶的作用,取得很好的效果。
但凡橡木桶能赋予葡萄酒的芳香物质和口味物质,橡木片也能赋予。
橡木片可按2/1000~4/1000的用量,参加到大型贮藏红葡萄酒的容器里,不仅使用方便,生产本钱很低,而且能极改善和提高产品质量,获得极佳的效果。
2.2.6红葡萄酒的澄清与过滤
刚装瓶的葡萄酒,或刚出厂的葡萄酒,应该是澄清、晶亮、有光泽,而且应该使装瓶后的葡萄酒,在尽可能长的时间里,保持这种澄清状态。
本设计采用人工下胶的方法澄清。
下胶就是往葡萄酒中参加亲水胶体,使之与葡萄酒中的胶体物质和以分子团聚的丹宁、色素、蛋白质、金属复合物等,发生絮凝反响,并将这些不稳定的因素除去,使葡萄酒澄清稳定。
为了使葡萄酒中的胶体和不稳定的大分子团发生絮凝沉淀,必须使其发生两方面的变化:
即通过吸附带相反电荷的粒子失去电性,或者通过粒子的相互吸附增加粒子的质量。
红葡萄酒的下胶,通常采用蛋白质类下胶剂,如酪蛋白(来源于牛乳)、清蛋白(来源于蛋青)、明胶(来源于动物组织)、鱼胶(来源于鱼鳔)。
蛋白胶在葡萄酒能形成带正电荷胶体分子团。
红葡萄酒加胶的效果,一方面取决于红葡萄酒的温度,温度最好在20℃左右。
如果温度超过25℃,下胶的效果就很差。
另一方面取决于红葡萄酒中丹宁的含量。
一般采用先往红葡萄酒中补加丹宁,而后再加胶,这样效果更好。
往红葡萄酒中下胶的方法是,把需要的下胶量称好,提前一天用温水浸泡,充分搅拌均匀。
加胶的数量,应通过小型试验来确定,一般20mg~100mg/L。
红葡萄酒的稳定性处理
澄清的红葡萄酒装瓶以后,经过或长或短时间的存放,会发生浑浊和沉淀。
葡萄酒生产者的任务,就是要通过合理的工艺处理,使装瓶的红葡萄酒,在尽量长的时间里,保持澄清和色素稳定。
为了提高红葡萄酒的稳定性,本设计采取冷处理工艺措施:
葡萄酒的低温处理,一方面能改善和提高葡萄酒的质量,越是酒令短的新酒,冷却改善感官质量的效果就越明显。
另一方面,冷却对提高葡萄酒的稳定性,效果特别显著,是提高瓶装葡萄酒稳定性最重要的工艺手段。
冷却提高葡萄酒稳定性的作用,主要表现在以下几方面:
冷却可以加速葡萄酒中酒石的结晶,通过过滤或离心,可把沉淀的酒石别离掉;
冷却可使红葡萄酒中不稳定的胶体色素沉淀,趁冷过滤可别离掉;
冷却能促进正价铁的磷酸盐、单宁酸盐,蛋白质胶体与其他胶体的沉淀。
经过低温冷却的葡萄酒,在低温下过滤清后,其稳定性要显著提高。
目前人工冷却葡萄酒通常有二种方法。
一种是把葡萄酒在冷却桶里,冷却降温,使温度达到该种葡萄酒冰点以上1度的温度,在该温度下保温七天,趁冷过滤,即达到冷却目的。
另一种方法是用速冷机冷冻葡萄酒,使葡萄酒瞬间达到冰点,即可趁冷过滤,也有冷冻效果。
2.2.8红葡萄酒的装瓶
葡萄酒的装瓶与包装,是葡萄酒生产的最后一道工序,也是最重要的一道工序。
它决定葡萄酒最终以什么样的形式和什么样的质量,进入市场,与消费者见面。
红葡萄酒装瓶前,首先检验装瓶酒的质量。
经过理化分析,微生物检验和感官品尝,各项指标都合格,才能进入装瓶过程。
为了延长瓶装红葡萄酒的稳定期,防止棕色破败病,红葡萄酒装瓶以前,要参加30mg~50mg/L的Vc。
一天能装多少酒,就加多少酒的Vc,加Vc的红葡萄酒必须当天装完。
装盛红葡萄酒的玻璃瓶,国外通用波尔多瓶,即草绿色有肩玻璃瓶,容量为750ml。
新瓶必须经过清洗才能装酒。
回收旧瓶,必须经过杀菌和清洗处理,才能装酒。
中型或大型的葡萄酒厂,都采用装酒机灌装。
国外大多数红葡萄酒,都是采用软木塞封口,软木塞封口比拟严密,可以延长瓶装红葡萄酒的保存期限。
2.3新旧工艺的比拟
最新的工艺发酵红葡萄酒,主发酵时需要添加活性干酵母,果胶分解酶,丹宁或橡木素。
这对提高和保证红葡萄酒的质量,是非常重要的措施。
有选择的参加活性干酵母,能保证发酵过程的纯正性,可改善红葡萄酒的风味,提高红葡萄酒的色泽。
参加果胶分解酶,有利于提取葡萄皮中的色素,并能提高出汁率。
主发酵时添加丹宁或橡木素,能有效的保护红葡萄酒中的色素,使红葡萄酒的色素更稳定,并能改善红葡萄酒的口味,增加结构感。
传统工艺发酵红葡萄酒,没有以上的添加物质,靠葡萄果粒上附着的野生酵母自然发酵。
红葡萄酒的自然发酵过程,由于在葡萄破碎时参加60PPm左右的SO2,二氧化硫对杂菌和野生酵母有杀灭作用。
在自然发酵过程中的葡萄酒酵母,由于它耐受SO2的能力强,在发酵过程中耐高温、耐酒精的能力也强,因而在自然发酵的过程中,葡萄酒酵母得以大量繁殖,并能顺利地完成酒精发酵过程。
但可以肯定的是,自然发酵对葡萄酒风味的影响是难以预测的,在个别情况下,可能使发酵的酒产生不良的口味和气味。
传统的工艺生产红葡萄酒,苹果酸—乳酸发酵是自然进展的。
成熟的葡萄果粒上,不仅附着酵母菌,也附着有乳酸细菌。
随着葡萄的加工过程,葡萄皮上的乳酸细菌,转移到葡萄醪中,又转移到主发酵以后的葡萄原酒中。
如果要进展自然地苹果酸—乳酸发酵,需要控制如下的工艺条件:
葡萄破碎时参加60PPm的SO2;
主发酵完成后并桶,保持容器的“添满〞状态,严格禁止添加SO2处理;
保持贮藏温度在20°
~25℃。
在上述条件下,经过30天左右,就自然完成了苹果酸-乳酸发酵。
现在红葡萄酒苹果酸-乳酸发酵,大多采用人工添加乳酸细菌的方法,人为地控制苹果酸-乳酸发酵。
首先人们选择那些能适应葡萄酒条件的乳酸菌系,将它们工业化生产成活性干乳酸菌。
活性干乳酸菌可以经过活化以后,接种到葡萄酒中,也有的活性干乳酸菌,不经过活化处理,就可以直接接种到葡萄酒中。
其发酵要求的工艺条件与苹果酸-乳酸自然发酵控制的条件一样。
2.4红葡萄酒生产工艺的总流程图
50ppmSO2果胶酶酵母单宁
葡萄分选除梗破碎葡萄浆浸渍发酵加糖
压榨汁压榨皮渣别离
自流汁
分级勾兑调硫封灌别离酿干红葡萄原酒MIF发酵拼灌
35ppmSO2SO2乳酸菌
下胶倒灌过滤调整成分冷冻过滤装瓶干红葡萄酒
红葡萄酒生产总工艺流程图
3.1物料衡算
年产红葡萄酒1000吨,葡萄的出汁率为75%,葡萄汁的利用率95%,成品酒灌装时的损失为1%,物料衡算:
成品葡萄酒:
1000t
葡萄原酒:
1000t÷
0.99=1010t
葡萄浆:
1010÷
0.95=1063t
葡萄:
1063t÷
0.75=1417t
出酒率:
1000÷
1417=70.6%
3.2主要设备选择
(1)除梗破碎机
根据设备的生产能力与使用季节葡萄原料的进料能力,选取国产设备,生产能力在15-20t/h的除梗破碎机一台。
(2)压榨设备
采用气囊压榨机,这些设备目前国还尚无生产,有赖于进口。
压榨机的数量要根据其生产能力和原料的进料能力而定,可按下式计算:
n=eW
式中:
n——压榨机的台数;
e——进料能力,t/h;
W——压榨机的生产能力,t/h。
总处理葡萄1417t,压榨期为26天,一个压榨周期大约要3-4h,每天工作16h,如此每次处理量为12t,可选择生产能力为6-7h的气囊压榨机,故n=2。
(3)发酵设备
发酵设备[4]总容量要根据年总发酵量与发酵周期数确定,可按下式计算:
Q=G/N
Q发酵设备的总容量,t;
G年总发酵量(约为年产量的倍),t;
N发酵周期数(N=发酵期总天数/发酵周期天数)
年产量为1000吨的红葡萄酒,按4个发酵周期进展发酵,如此发酵设备的总容量为Q=G/N=1000×
275(t),选取装料系数为70%,故发酵罐的个数为6。
(4)贮藏设备
葡萄酒在后发酵完毕后要经过一个较长时间的贮藏酿成熟过程,并考虑到销售因素,贮藏设备的总容量应为年产量的两倍左右。
绝热罐的总容量用以下公式计算:
.T1·
T2
其中:
W灌装线的生产能力,瓶/h;
T1灌装线每天平均灌装时间,h/天;
T2稳定处理周期,天;
每吨酒能装瓶(750毫升/瓶)。
生产能力W=6000瓶/h的灌装线,平均每天工作时间为T1=6h,稳定处理周期为T2=12天,如此绝热罐的总容量为:
T2=1333.3×
6000×
6×
12=324t
需要的个数为:
n=1010÷
324=3
(5)稳定处理设备
主要包括绝热罐和换热器,均可采用国产设备。
绝热罐的总容量要和灌装线的生产能力相匹配,可按下式计算
1·
T2式中:
Q绝热罐的总容量,t;
故Q=6000×
1333.3/6/12=111t,共需9个。
(6)封装设备
包括洗瓶机、灌装机、打塞机、套帽机、贴标机等。
这些设备互相匹配,并用输送带连接构成了灌装线。
灌装线的生产能力应与葡萄酒厂年产量相匹配,最低限度应保证将全年生产的酒灌装完。
灌装线的生产能力也就是灌装机的灌装能力。
发酵罐尺寸的计算:
发酵罐一般安装于室,高径比一般为2,因此不需要考虑风载和雪载,只要考虑设备运行质量和操作要求,裙座壁厚一般与筒体等厚即可。
取高径比H:
D=2:
1[5],发酵罐的填充系数φ=70%
如此有:
H=2D;
解方程得:
取D=6m
H=2D=12m;
4.设计体会
在紧锣密鼓的安排中,两周的时间已匆匆而过,本次的课程设计也接近了尾声。
通过此次设计,不仅检验了所学的知识,且更进一步接近了实践,同时也培养了我如何去思考,如何去实施,如何去完成一件事情的能力。
课程设计可以说是对我们的专业知识的一次汇总,而本次的设计又与以往不同,它是一次综合应用的实践训练,所以这是一次难得的机会,同学们更应该要珍惜,以严谨的态度对待。
本次设计表现出独立思考与综合运用知识的能力,我也体会到了学以致用,劳逸结合,突出自己劳动成果的喜悦之情。
当然,学习本来就是个查漏补缺的过程,我从中也发现了自己平时的不足与薄弱之处,从而加以改正,充实提高自己。
课设设计快要完毕了,在此我要感我们的指导教师朱瑞艳教师,教师循循善诱的教诲和不拘一格的思路给了我们广阔的空间,让我们自由的发挥自己。
教师严谨细致,一丝不苟的作风也一直是我学习的榜样。
总之,感教师和同学们对我的帮助和支持,让我顺利的完成了这次的课程设计。
由于自身知识的欠缺与设计能力有限,在设计的过程中难免会出现错误,恳请教师多多批评指正,愿在教师的指导栽培下,让本次的设计尽量做到尽善尽美,教师。
参考文献
[1]华.现代葡萄酒工艺学,人民,1995。
[2]高畅,华.干红葡萄酒发酵中的固液浸取分析[J].农业工程学报,2004,(20):
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[3]高孔荣.发酵设备,中国轻工业,1991:
1-5.
[4]梁世中.生物工程设备,中国轻工业,2002.
[5]吴思方.发酵工厂工艺设计概论,中国轻工业出版,1995.
[6]华南工学院,发酵工程与设备,轻工业,1981.
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