第一節(jié)　葡萄酒釀造工程設備

葡萄酒的釀造是以物理變化、化學變化或者微生物變化為主要特征的生產過程。在這個過程中，除化學變化之外，其余步驟皆可歸納為許多種基本的物理原理，如壓榨、流體傳輸、澄清、過濾、冷凍、加熱等，這些基本物理過程在生產過程中稱為單元操作。

在生產過程中，各單元操作都需要操作人員利用相應的機械設備去實現。只有這樣，才能保證生產過程的順利進行，并提高勞動生產率。在葡萄釀酒過程中，優(yōu)良的葡萄原料固然是保證產品質量的根本，但只有采用先進的釀酒工藝及適宜的機械設備才能使存在于葡萄酒原料中的潛在物質最大限度地表現在葡萄酒產品中，才能生產出真正的優(yōu)質產品。

一、葡萄酒工程原理

1.葡萄的采摘

葡萄的采摘是一個物理的過程，主要是指把葡萄從樹上采摘下來，然后送去壓榨的這一個過程?，F在基本還是采取原始的做法——手工采摘，在有些國家用上了機械。對這個過程的要求就是葡萄園離車間不要太遠。根據多年的經驗，一般葡萄從采摘下來到壓榨不要超過6小時。

2.流體的傳送

液體和氣體統(tǒng)稱為流體。流體的特征是具有流動性，即其抗剪和抗張的能力很小，無固定形狀，隨容器形狀而變化，在外力作用下其內部發(fā)生相對運動。

在葡萄酒生產所處理的物料中，除葡萄原料外，其余均為流體。根據釀酒工藝的要求，生產過程中需要將這些流體進行某些處理或輸送到容器內。例如，釀制成的原酒要送到貯罐內貯存陳釀；成品酒要輸送到灌裝機灌裝等，都涉及到流體的流動與傳輸。因此，流體的流動與傳輸是葡萄酒生產過程中的一個重要單元操作。

3.制冷技術

制冷從本質上講就是讓空氣中分子運動減慢，形象點說就是讓空氣冷卻。利用天然冰等自然冷源過渡到人工制冷，是制冷技術發(fā)展的初始階段。

在葡萄酒的生產過程中，有些環(huán)節(jié)如葡萄汁的澄清、發(fā)酵基質的發(fā)酵以及葡萄酒的冷處理等都需要在工藝規(guī)定的某一些特定溫度范圍內進行。要實現并維持工藝要求的溫度，就需要從工程方面采取相應的技術措施。制冷技術就是其中的技術措施之一。主要分為液體汽化制冷、氣體膨脹制冷、渦流管制冷和熱電制冷。

4.傳熱

傳熱，就是熱量的傳遞，是不同溫度的兩個物體間或同一物體的兩個不同的部位之間所進行的熱的轉移。在葡萄酒生產過程中經常有以下兩種情況，一是當葡萄汁在發(fā)酵過程中熱量使發(fā)酵液溫度升高，為控制發(fā)酵進行，就需要強化傳熱過程，如采用換熱器、噴淋，使冷卻介質與發(fā)酵液進行熱量交換將熱量散發(fā)出去，將發(fā)酵液溫度維持在正規(guī)定范圍內；另一種就是當酒在冷處理期間為保持低溫，就需要削弱傳熱過程，如對盛酒容器采取保溫（實為保冷）措施，以盡量減少酒的冷卻損失，即減少外界吸收的熱量。這是傳熱在葡萄酒生產中的應用事例，傳熱主要有三種形式：傳導、對流和輻射。

5.分離

指從幾種物質當中把其中的一種或者幾種物質都分離出來。在葡萄酒生產中，有皮渣分離、澄清酒分離和懸浮液的分離，主要是懸浮液的分離，即將存在于葡萄汁或者葡萄酒中的懸浮物分離出去，使葡萄汁或葡萄酒得到凈化。分離有兩種方法，沉降和過濾。如果位移發(fā)生的主要因素是分散相對于連續(xù)位移所導致，則為沉降；如果位移發(fā)生的主要因素是連續(xù)相對于分散相所導致，則為過濾。

6.濃縮

濃縮是從溶液中除去部分溶劑的操作，是均相混合物中溶劑的部分分離過程。濃縮的目的是提高溶液中溶質的含量，即提高溶液的濃度。在葡萄酒生產中多用于濃縮葡萄汁的制取。工業(yè)上常用的濃縮操作有蒸發(fā)濃縮和冷凍濃縮。

二、葡萄酒釀造設備

1.葡萄酒廠動力設備

葡萄酒生產與其他工業(yè)生產一樣，主要動力是電能，主要動力設備是電動機。由于葡萄酒生產的季節(jié)性很強，因而在一些大型企業(yè)中，為了避免因當地供電不足而造成的限電、停電，還要配備一定容量的發(fā)電機組。但是隨著環(huán)保意識的提高，提倡節(jié)能，有些酒廠使用沼氣能源，實現了自然的循環(huán)。有的還利用上了太陽能、風能等。

2.葡萄采收和輸送設備

葡萄的采收分為三個階段，即葡萄的采收、運輸和葡萄酒廠的接收。在整個過程中，必須盡量保持漿果完好，嚴防破損和污染。

目前主要是以手工采摘為主，在新葡萄酒世界里有的產區(qū)用上了現代化的采摘機械。盛裝葡萄的容器有藤筐、塑料筐等?？痼w要結實，容積不要太大，以每筐能盛20千克葡萄為宜，這樣便于人工裝卸。裝筐不要太滿，以免裝運時將葡萄壓破。運輸車輛有卡車、拖拉機等。裝卸不要太高，以防將筐壓壞而使葡萄破損。運輸車輛應配備遮布，以防下雨時將葡萄淋濕。

其他輸送設備還有濃漿泵、葡萄渣濃漿泵、刮板提升輸送機、衛(wèi)生級磁力泵、自吸泵、移動式防爆型衛(wèi)生泵、二氧化硫添加泵、離心泵、凸輪萬用輸送泵、凸輪轉子泵、磁力攪拌機、提升輸送機、螺旋輸送泵等。

3.葡萄破碎除梗設備

除梗是將果梗從漿中除去，破碎是將漿果擠破，便于果汁流出。在破碎過程中，應盡量避免撕碎果皮，壓破種子和碾碎果梗，以降低葡萄汁中懸浮物含量。在釀造白葡萄酒時，還應避免果汁與皮渣接觸時間過長。

根據工藝要求及葡萄酒原料狀況，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。因而從設備的構造上講，應該使之能滿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。因而破碎除梗設備有兩種類型：破碎除梗機和除梗破碎機。

4.壓榨取汁設備

壓榨設備的作用是將葡萄漿果或皮渣中的果汁或酒擠出來，使皮渣變干，并盡可能地提高原料的利用率。

在釀造白葡萄酒時，是對經過或不經過除梗破碎的葡萄進行壓榨取汁，然后發(fā)酵。在釀造紅酒時，是先將經過除梗破碎后的葡萄進行浸漬發(fā)酵，然后再對發(fā)酵皮渣進行壓榨。在壓榨過程中，應該避免壓出果皮、果梗及果籽本身的構成物質。這就要求壓榨過程要緩慢進行，壓力要緩漸增加，且不能過高。

為在較低的壓力下提高出汁率，往往采用多次壓榨的方法，即前一次壓榨后，將殘渣疏松一下，再進行后一次壓榨。壓榨設備的類型較多，常用的有螺旋壓榨機、氣囊壓榨機、臥式雙壓板壓榨機、破碎機壓榨機組、除梗破碎機、氣囊壓榨機、打漿機等。

5.發(fā)酵與貯藏設備

葡萄酒的發(fā)酵與貯藏器，從采用的制作材料方面講，經歷了一個由橡木桶、水泥池、碳鋼罐到不銹鋼罐的使用和發(fā)展過程。主要設備有無菌貯罐、酵母培養(yǎng)罐、發(fā)酵罐、周轉罐、氣密封浮蓋式貯罐、方型貯運罐、貯罐等。

6.過濾及離心設備

在葡萄酒釀造中，為了使葡萄酒在某種程度上長期保持清澈透明，除了自然澄清外，往往還要經過許多次過濾。根據過濾推動力的不同，過濾設備可分為四種類型。

（1）重力過濾機：利用濾漿自身的壓頭。

（2）加壓過濾機：也叫壓濾機，是在濾漿表面施加壓力。

（3）真空壓濾機：在過濾介質的另一側抽真空。

（4）離心過濾機：利用離心力的分離作用。

重力過濾機的結構簡單，造價便宜，但過濾速度太慢，不宜用于大規(guī)模生產。在葡萄酒生產中常用的是壓濾機、真空過濾機及離心分離機。

7.葡萄酒的冷熱處理設備

葡萄酒冷卻處理的目的是使葡萄酒石和色素等沉淀或使葡萄酒濃縮。冷處理的主要設備有換熱器、冷凍機及絕熱罐。換熱器或冷凍機用于葡萄酒的冷卻，絕熱罐用于冷卻后的保冷貯藏。

8.葡萄酒的封裝設備

葡萄酒封裝設備是由洗瓶機、灌裝機、壓塞機、熱縮膠帽機、貼標機、裝箱機、輸送鏈等互相匹配組合而成的灌裝生產線。主要的封裝方法有壓法灌裝、真空法灌裝、虹吸法灌裝等。