葡萄酒生产过程中发酵温度的控制和葡萄酒的冷处理均需要提供冷量.docVIP

葡萄酒生产过程中发酵温度的控制和葡萄酒的冷处理均需要提供冷量，因此冷负荷的确定和冷却方式的选择直接影响到葡萄酒的生产。1需冷量计算1.1发酵需冷量的计算葡萄汁的比热为：3.8kJ/kg. 葡萄汁的比热为：3.8kJ/kg.发酵需冷量可按下式计算：Q=VsCP（tm-tg）式中:Q需冷量，KW； Vs发酵液体积流量，m3/s； C发酵液比热，KJ/Kg； P发酵液密度，kg/m3； tm发酵时的最高温度，； tg发酵时许可的最高极限温度，；发酵时的最高温度tm可按下式计算： tm=t0+t (2)式中：t0发酵初始温度，；t发酵引起的温度升高值，；t可按发酵过程中每生成1度酒精使发酵液温度升高1.3计算。例如发酵后的酒度为12度，则：t=121.3=15.6发酵时许可的极限温度：干白葡萄酒tg=22；干红葡萄酒tg=32。1.2冷处理需冷量计算冷处理包括待发酵葡萄汁的低温澄清和葡萄酒的冷稳定处理。需冷量可按下式计算：Q=VsCP（t0-th）（3）式中：Q冷处理需冷量，KW； Vs葡萄汁或葡萄酒的体积流量，m3/s； C葡萄汁或葡萄酒的比热，KJ/kg； P葡萄汁或葡萄酒的密度，kg/m3； t0初始温度，； th冷处理温度，。冷处理温度：低温澄清th=5；稳定处理th=-（酒度-1/2）（即葡萄酒的冰点）。1.3制冷机组的确定葡萄酒的稳定处理一般是在发酵季节过后进行，因此，在确定制冷机组的制冷量时可只考虑发酵季节所需的冷量。根据计算，葡萄酒稳定处理所需的冷量约为发酵时所需冷量的一半，因此在选择制冷机组时可以考虑选用两组，发酵时两组同时运转进行制冷，冷稳定处理时只一组运转进行制冷。2供冷方式的确定在蒸汽压缩制冷系统中，供冷方式有两种，即直接蒸发式和间接蒸发式。直接蒸发式供冷是通过换热装置使被冷却对象与制冷剂之间直接发生热量交换进行的冷却，这时的换热装置就相当于系统中的蒸发器。这种供冷方式制冷剂（通常采用氟利昂或氨）的需要量大，循环距离远，一旦发生泄露将会造成被冷却对象及周围环境的污染，在葡萄酒生产中，尤其是在发酵过程中不宜采用此供冷方式。间接蒸发式供冷是指使用载冷剂（亦称冷媒）的一种供冷方式。载冷剂在制冷机组的蒸发器内循环流动，与制冷剂进行热量交换而获得冷量，再用泵和管道使载冷剂在发酵罐或稳定罐的冷却装置中循环流动，使发酵液或酒获得冷量而冷却。这种供冷方工完全可靠，也易于解决冷量的分配问题，在葡萄酒生产中最宜于采用。在使用载冷剂供冷时，需要一贮冷罐（也叫冷媒罐）将载冷剂从制冷机组中获得的冷量先贮存起来，然后再分配给各个用冷设备。当贮冷罐中载冷剂温度上升到一定值后，再启动制冷机组，给载冷剂供冷。这样不但能便于冷量分配，还可以减少制冷机组的启动次数，有利于系统安全运行。3载冷剂的选择与使用供冷系统中常用的载冷剂有三类：（1）水：水作载冷剂只适应于载冷剂温度为0以上的场合，在葡萄酒生产中可以用作发酵过程中使用的载冷剂，其温度一般为57。（2）无机盐水溶液：常用的有氯化钙（CaCl2）、氯化纳（NaCl）及氯化镁（MgCl2）的水溶液。由于盐水溶液中有氯离子存在，具有腐蚀性。不锈钢，尤其是奥氏体不锈钢对氯离子非常敏感，当溶液中氯离子含量较高时，会引起应力腐蚀，而酿酒容器及换热装置恰好多用奥氏体不锈钢制造，因此在葡萄酒生产的供冷中不应使用这类载冷剂。（3）有机物溶液：常用的有甲醇（CH3OH）、乙醇（C2H5OH）及乙二醇（C2H6O2）水溶液。这些都可以作为葡萄酒供冷系统中的载冷剂。其中乙二醇的比重和比热大，载冷量大，且无燃烧性和腐蚀性，使用性能好，因而应用最多。有机物溶液的使用浓度一般为35%40%。4冷却方式的确定4.1发酵液的冷却方式发酵液的冷却方式有两种，即内冷式和外冷式。内冷式是将换热装置（常用的有蛇形管换热器、板式换热器等）置于发酵罐内，浸没在发酵液中，通入冷媒进行冷却。此冷却方式冷量损失小、换热效率高、冷却较均匀。但换热器安装在罐内，不便于维修、清洗。而且载冷剂的渗漏很难被发现，这将对酒的质量造成严重影响。外冷式换热是在罐外换热。有三种方法：第一种是喷淋式冷却，即将冷却水从罐顶向下喷淋，利用罐壁作为换热面进行冷却。这种方法虽然简单，但耗冷量大、换热效率低、冷却液损失大、冷却不均匀，一般很少采用。第二种方法是夹套式冷却，即在罐外壁的中上部设设置一冷却夹套，使载冷剂在夹套内循环流动，利用罐壁作换热面进行冷却。夹套式冷却虽不及内冷式换热效率高、换热均匀，但克服了内冷式的种种缺点，多数葡萄酒厂都采用此冷却方式。最好的方法是第三种，即外置式冷却。它是将换热器置于罐外（放置在罐顶的操作平台上较好），使发酵醪和载冷剂在换热器中循环流动，进行换热，直至冷却到工艺要求的温度。这种方法不但冷却均匀，而且对发酵液还能起到均质作用，尤其是对红葡萄酒的浸渍发酵，换热过程还可以起到淋洗皮渣的作用，可以代替发酵过程中的倒罐操作，但是目前只有少数厂家使用。4.2葡萄酒稳定处理方式目前国内葡萄酒企业普遍采用的方式有三种：第一种是内冷却加外循环（或加内搅拌）。即将换热器浸在罐内酒中进行冷却，并在罐外用封闭式循环倒罐的办法来代替机械搅拌（或加内机械搅拌）。搅拌的目的是保持冷却均均，防止局部过冷而结冰，并促使酒石结晶。这种办法虽能够满足工艺要求，但存在着内冷却的种种缺点；第二种是夹套式冷却加内搅拌。但这种方法当酒的处理量少、液位低于冷却加套时，则无法对酒进行冷却；第三种是利用外置换热器进行冷却，这种方法冷却速度快，效果好，且不受处理量过少的限制。还有一种方法是利用国外引进的速冻一体机进行连续稳定处理。速冻一体机将酒的冷冻、酒石结晶、酒石过滤集为一体，故处理时间短。但设备造价较高，而且据使用厂反映，短时间的低温处理，结晶