正文 第一節 厭氧發酵設備(2 / 2)

酒精發酵罐洗滌裝置的結構示意圖(引自高孔榮等,2001)目前,酒精發酵罐主要向著大型化和自動化發展,現行的酒精發酵罐其體積已達1500m3或更大。大型發酵罐雖然工作效率較高,但也存在著一些問題。首先是醪液中心的降溫很困難(夏季尚需人工製冷降溫);二是斜底發酵罐存在滯留問題。為此出現了一些新型的酒精發酵罐,如斜底自循環冷卻酒精發酵罐。

該發酵罐實際是錐形發酵罐的簡單變形。為了改善醪液的混合,采用了循環泵進行醪液的循環,由於發酵罐中心的溫度最高,在罐的中心設置了冷卻管。該罐的體積可達1500m3和2000m3,中心冷卻管直徑應在1.0~1.5 m,即要去掉12~26m3體積,但對降溫效果非常明顯。中心冷卻的方式徹底改變了蛇形管管線長、結構複雜、不易衝洗且易染菌的不足;醪液循環泵位置設在連通醪液循環管上部1/3~1/4處,循環時比泵設在底部降低了能耗;分布板可以保證消除滯留醪液,斜底角設計成4°可以加速底部醪液流動。該發酵罐可以考慮獨立使用或2~3個罐組合使用,發酵周期可能達到30~35 h,發酵強度明顯增加。

二、葡萄酒發酵罐

在葡萄酒生產中使用的葡萄酒發酵罐有多種結構形式,各種結構有其自身的特點。不論哪種結構、形式的發酵罐在不同程度上滿足釀酒工藝的要求,主要表現在發酵罐材料的耐腐蝕性、良好的傳熱性能,發酵過程溫度的檢測和控製,利於色素、單寧等物質的擴散和傳質,機械自動除渣、降低勞動強度等。

葡萄酒發酵罐的材料一般要滿足以下三個要求:耐酸性介質腐蝕,符合衛生條件和具有優良的傳熱性能。葡萄漿果中含有蘋果酸、檸檬酸等有機酸,在生產過程中為了避免氧化及殺死細菌,需要加入適量SO2,這些都對發酵罐有腐蝕作用。這就要求製造發酵罐的材料應具有良好的耐腐蝕性。另外,發酵罐應具有機械自動除渣設備。在葡萄酒發酵過程中,浸漬結束後排出的皮渣約占發酵體積的11.5%~15.5%。人工除渣勞動強度大,不適合規模化生產需要,且不衛生、不安全,這是因為發酵罐的人孔、進料口難以在很短的時間內排淨發酵產生的大量CO2氣體。利用機械自動除渣設備不僅降低了勞動強度,而且也是安全生產、提高生產率的基本措施。

根據葡萄酒釀造工藝的不同,葡萄酒發酵罐分為白葡萄酒和紅葡萄酒發酵罐,兩者具有一些相同的要求,包括液位顯示(液位計或液位傳感器)、取樣閥、人孔、進出料口、濁酒出口、清酒出口、自流酒出口等。

紅葡萄酒發酵罐的結構形式較多,下麵主要介紹錐底發酵罐和自動循環發酵罐。

1.錐底發酵罐

錐底發酵罐由筒體、錐底、封頭、換熱器、排渣螺旋、循環泵等組成。循環泵開啟後,通過噴淋器將發酵液噴淋在葡萄皮渣表麵,通過噴淋改變色素、單寧等物質的濃度分布,有利於浸漬,避免了采用機械攪拌可能出現的將劣質單寧浸出的情況;同時在噴淋過程中,液體與空氣接觸帶入一定量空氣,提供酵母所需的氧;還可通過循環的葡萄汁散發部分發酵熱。在罐的下部錐底內設有排渣螺旋,可以實現機械出渣。

2.自動循環發酵罐

自動循環發酵罐為立式結構,由罐體、篩形壓板、排氣管、循環裝置、換熱器等組成。在發酵罐罐體偏上部位設置帶孔壓板。發酵過程中產生的CO2氣體引起發酵液體積膨脹,壓板能將浮起的葡萄皮壓在下麵,發酵液從壓板篩孔中上溢,液麵高度超過壓板位置。皮渣在發酵過程中浸沒於發酵液中,因此能夠充分浸漬果皮中色素和優質單寧,同時避免了由於葡萄皮與空氣接觸、頂部果皮處於非浸沒狀態而導致被細菌感染的情況發生。

在葡萄酒發酵過程中,酵母需要適量的氧氣,為此需要進行定期循環。在罐底及灌頂各設一個循環口,兩個循環口之間用泵和管連接構成循環裝置。發酵結束後,葡萄汁從罐底循環口放出。另外,在罐中心還設置排氣管,用來排出發酵過程中產生的CO2氣體,保證發酵的正常進行。