干葡萄酒密闭发酵工艺参数研究毕业论文.doc

新疆大学生命科学与技术学院毕业论文干葡萄酒密闭发酵工艺参数研究学 生 姓 名： 学 号：20071106005 所 在 班 级：生工07-1班 专 业 名 称：生 物 工 程 指 导 教 师： 目 录摘要.3关键词.3一、发酵罐的选择制作.41.发酵工艺对发酵罐的基本要求.4-62.各种发酵罐分析.6-93.选取制作.10-11二、干葡萄酒分析及工艺选取.121. 葡萄和葡萄酒的化学成分.12-132. 干葡萄酒的分类及区别.13-143. 干葡萄酒的生产工艺.14-15三、干红葡萄酒密闭发酵及参数研究.151. 材料与方法.151.1. 材料和仪器.151.2.实验方法.151.2.1第一批干红葡萄酒酿造实验.15-191.2.2第二批干红葡萄酒酿造.19-222. 实验现象.223.总结.22-23四、结果讨论及分析.23-25五、结束语.25-27参考文献.27谢辞.27-28干葡萄酒密闭发酵工艺参数研究摘要：现代发酵罐趋于简单化、自动化，随着能耗的要求更趋于节能化、高效化。本实验对由Ganimcde发酵罐改进的小型干葡萄酒密闭发酵罐进行了研究和验证，并对其存在的问题提出合理的解决方法。在对其进行研究和验证的过程中探讨了，此发酵罐用于家庭酿造葡萄酒的可能性以及实现途径。关键词：葡萄酒发酵罐 密闭发酵 自动循环Abstract：Nowadays fermentation tank tend to be simplistic and automation， with energy consumption requirements will tend to be more energy conservation and more efficient way. This experiment make studied and verification about Ganimcde fermentation tank improved and put forward reasonable of its existing problems of the solution.We discussed these problem on the research and test process that the way of the fermentation tank used to family and factor.Key words：Wine fermentation tank Airtight fermentation Automatic cycle 在葡萄酒的生产过程，由于生产规模和工艺条件的不同所用的葡萄酒发酵容器也各式各样。随着现代化技术的要求以及受能源紧缺的影响，发酵罐的节能和高效越来越受到人们的关注；由于人们生活水平的提高以及对保健养生的普遍重视，对葡萄酒的品质提出了更高的要求；鉴于经济成本以及对产品质量的顾虑，更多的消费者更想自己来酿造葡萄酒。为了满足以上种种要求，本文从各个方面，最人性化的给予一一解决。从发酵罐的设计制作，到葡萄酒酿造过程中的原料选取，工艺控制等进行了实验和总结。一、发酵罐的选择制作在葡萄酒生产中使用的葡萄酒发酵容器有多种结构形式，各种结构有其自身的特点。分析这些发酵罐对于改进现有发酵罐。设计出能够更好地满足发酵工艺要求的新型发酵罐。1.发酵工艺对发酵罐的基本要求1.1对发酵罐材料的要求1.1.1耐酸性介质腐蚀葡萄浆果中含有苹果酸、柠檬酸等有机酸在葡萄酒生产过程中为了避免氧化及杀死其他细菌，需要加入适量SO2 ，这些对发酵罐有腐蚀作用。从材料方面要求制造发酵罐的材料应该耐酸性介质腐蚀，l88型CrNi不锈钢具有良好的耐腐蚀性、抗氧化、表面易于清洗的特点。Cr能与O2 形成致密的、极薄的(厚度约10-7mm)、与基体结合紧密且性能稳定的化合物Cr2O3 ，能自动起到表面防护作用。1.1.2符合卫生要求葡萄酒发酵是生物化学反应对卫生的要求是非常严格的。从加工制造方面要求发酵罐壁面应平整光滑，避免由于壁面凸凹不平成为细菌滋生的场所；冷轧不锈钢薄钢板表面粗糙度高于热轧不锈钢薄钢板，一般选择冷轧不锈钢薄钢板。1.1.3传热性能发酵工艺对发酵温度有严格限制发酵热必须及时散发出去，从散热方面考虑发酵罐材料应该具有良好的导热性能，选择导热系数大的材料。纯金属的导热系数比合金材料的导热系数大，不锈钢的导热系数约为碳钢的13。但从材料耐腐蚀性等方面综合考虑，宜选择不锈钢。1.2工艺要求1.2.1发酵温度的检测和控制发酵过程是放热反应。发酵产生的大量热量若不及时散发出去。发酵温度过高。会引起酵母菌不能正常生长和繁殖可能会导致发酵中止，引起细菌性病害和挥发酸含量升高。发酵温度是影响葡萄酒质量尤其是口感、色泽等感官指标的主要因素。干红葡萄酒发酵温度高色素物质、酚类物质含量高，温度过高，还可能浸渍出劣质单宁，同时芳香物质挥发损失大。在30发酵、浸渍的干红葡萄酒比在20发酵、浸渍的干红葡萄酒的单宁含量高2550。发酵温度也不宜过低，发酵工艺对发酵温度有严格限制。发酵罐应该具有温度检测和控制及换热装置，通过强制对流，用冷却介质将发酵热带出。冷却介质的供给可以根据发酵液温度进行调节，达到控制发酵温度的目的，保证在工艺规定的温度范围内发酵。1.2.2利于色素、单宁等物质的扩散和传质为了提高干白葡萄酒质量有采用发酵前低温浸渍，使果皮中的芳香物质在浸渍过程中溶解于葡萄汁中。干红葡萄酒酒精发酵与对果皮及种子固液萃取同时进行浸取过程直接影响葡萄酒的质量。在发酵过程中使果皮所含的天然色素、优质单宁等酚类物质充分浸渍、溶解于葡萄汁或发酵液中，使干红葡萄酒色泽鲜艳、酒体丰满、厚实，具有结构感。1.2.3机械自动除渣葡萄果皮的质量占葡萄果穗质量8左右。浸渍结束排出的皮渣约占发酵容积的l15155。降低劳动强度是人们最初使用机械的出发点。人工除渣劳动强度大、生产辅助时间长，且不卫生、不安全，不适应规模化生产需要。发酵罐设有机械出渣装置，不仅降低劳动强度而且也是安全生产、提高生产率的的基本措施。这是因为发酵罐的人孔、进料口难以在很短的时间内排净发酵产生的大量的CO2 气体，罐内的高浓度CO2，人是不能进去工作的。1.3发酵罐设计制造方面发酵罐设计制造除了和一般的容器一样要考虑强度、刚度、稳定性及操作使用方便性以外，还应在结构上避免设计死角和焊接死角避免形成细菌滋生繁衍的场所。在制造中注意罐顶及罐底的环型接口部位采用旋压或利用模具压制成型的圆弧过渡结构罐体上的接管开孔及上、下人孔的开孔等采用模具进行翻边形成圆弧过渡结构。避免焊接死角，要求罐体内焊缝需磨平、抛光。1.4其他要求无论干白、干红葡萄酒发酵罐都具有一些相同的要求，包括液位显示(液位计或液位传感器)、取样阀、入孔、进出料口、浊酒出口、清酒出口、自流酒出口等。2.各种发酵罐分析2.1干白葡萄酒发酵罐白葡萄酒发酵罐的结构形式是葡萄酒发酵罐中最简单的，多为立式圆柱体结构。由筒体、罐底、封头、外夹层换热器以及发酵罐所必需的液位计、取样阀、入孔、进料口、浊酒出口、清酒出口等组成如图1。罐底为25o的斜底。便于残液流出。此类发酵罐亦适用于红葡萄酒的苹果酸乳酸发酵以及白葡萄汁发酵前的低温浸渍、澄清。温度测定多为人工取样。2.2干红葡萄酒发酵罐干红葡萄酒酿造过程中在发酵尚未启动时果粒、果皮悬浮于发酵液中；发酵启动后果皮逐渐与果肉分离，果皮上浮，形成一个整体浮在葡萄汁液面。在容器体积一定的条件下，其厚度与容器长径比有关，长径比大皮帽厚度也大。发酵过程中果皮浮在葡萄汁液面，发酵罐上部与果皮接触的发酵液中色素、单宁等物质含量高于底部。为了更多地浸渍出果皮中的色素、单宁等物质，必须打破发酵罐上部发酵液中色素、单宁等物质高浓度的平衡状态。使这部分发酵液与底部发酵液进行质量交换。即进行对流传质，增加下部发酵液中色素、单宁的浓度，使上部发酵液中的色素、单宁等物质浓度低于原来的浓度，保持动态平衡。这样才能提高浸渍速率。在一定的时间内尽可能多地浸取增加葡萄酒风味的物质。红葡萄酒发酵罐的结构形式较多。主要有斜底罐、锥底罐、卧式旋转发酵罐、卧式带搅拌器发酵罐、多功能发酵罐等。2.2.1斜锥底发酵罐斜锥底发酵罐结构如图2所示。由简体、斜锥罐底、封头、外夹层换热器等组成。此发酵罐没有机械搅拌装置，色素的提取靠发酵液的密度差引起的自然对流产生的扩散作用以及CO2 气体对液体的推动力引起的流体流动实现：此外在出酒口外接泵，从底部抽出适量葡萄汁喷淋葡萄皮帽，靠外界引起的流体的流动产生的强制对流。皮渣的排除是靠重力的作用。沿斜锥面下滑。能降低排渣劳动强度。2.2.2锥底发酵罐锥底发酵罐由筒体、锥底、封头、换热器、排渣螺旋、循环泵等组成，如图3。循环泵在需要循环时开启，通过喷淋器将发酵液喷淋在葡萄皮渣表面。通过喷淋改变色素、单宁的物质的浓度分布。有利于浸渍，避免了采用机械搅拌可能出现的把劣质单宁浸出的情况；同时在喷淋中液体与空气接触带人一定量空气，提供酵母所需的氧；还可通过循环的葡萄汁散发部分发酵热。在罐的下部锥底内设有排渣螺旋，实现机械出渣。2.2.3自动循环发酵罐自动循环发酵罐为立式结构，由罐体、筛形压板、排气管、循环装置、换热器等组成体，如图4。在罐体偏上部位设置带孔压板。发酵过程中产生的CO2气体引起发酵液体积膨胀，压板能将浮起的葡萄皮压在下面。发酵液从压板筛孔中上溢，液面高度超过压板位置，皮渣在发酵过程中浸没于发酵液中，不仅能充分浸渍果皮中色素、优质单宁，还可避免由于葡萄皮与空气接触、顶部果皮处于非浸没状态而导致被细菌感染的情况发生。在罐下部设有循环倒罐用的泵。发酵过程中葡萄皮体积约占整个发酵体积的13，处于压板下葡萄皮阻碍CO2气体的逸出。在罐体中心设置一排气管，用来排除发酵过程产生的CO2气体，保证发酵的正常进行。酵母需要适量的氧，为此进行定期循环。在罐底及罐顶各设一循环口，两个循环口之间用泵和管子联接起来，构成循环装置。排气管管内没有葡萄皮，将循环口管伸人排气管内部，可防出液管口被葡萄皮堵塞。发酵结束，葡萄汁从罐底循环口放出。2.2.4Vaslin旋转发酵罐旋转发酵罐为圆柱形，轴线水平放置，罐体封头部分为无折边球形封头。整个内壁进行抛光处理。采用无级变速传动，通过链轮带动罐体转动，罐体在23转分内可调。罐体可正反旋转。进料口和出料口与罐体连成一体，由4只滚轮托架支撑。罐内沿全长焊有单线螺旋，接近罐前部为双线螺旋，焊接在罐体内壁上的带状螺旋随罐体转动时对物料产生搅拌作用，加强色素、单宁等物质的扩散；当罐体正反旋转时，螺旋对皮渣起输送和翻拌作用。罐体下半部装有过滤筛网，使自流酒与皮渣分离经出酒口流出，皮渣在螺旋作用下经出料口排出。用内置盘管式换热器冷却；浸渍结束，旋转体罐排渣。这种发酵罐罐体及物料转动，动力消耗较大。2.2.5COSVAL型发酵罐罐体为圆柱形，罐体静止，轴线水平放置，罐内按螺旋线排列桨形搅拌叶片，采用外夹套式冷却。通过搅拌叶片旋转对物料的搅拌作用，加强色素、单宁等物质的扩散；浸渍结束，搅拌叶片旋转出渣。由于罐体静止，动力消耗少。2.2.6多功能发酵罐主要有罐体、罐内两侧有链条，链轮、前导轨、后导轨、活动导轨；横置于罐内数根刮杠互相平行，在链条的带动下低速运动，对物料搅拌，加强色素、单宁等物质的扩散及自流酒分离后的刮渣、排渣；罐内两侧各有两个板式换热器；罐体下部斜面及底面设有分离筛板。2.2.7Ganimcde发酵罐Ganimcde发酵罐是新型发酵罐，其结构特点是在发酵罐中间有一个大的锥台形隔板。连通锥形隔板上下腔有旁通阀。进料时关闭旁通阀。当人罐醪液达到最高液位时，关闭的旁通阀阻止了隔板下腔的空气排到上腔。隔板与罐壁间是空的。液位升高。皮渣浮在表面随着发酵过程葡萄醪汁中的糖转化为乙醇同时产生大量的CO2 积聚在隔板下腔与罐壁间的空间，聚满后CO2只能通过锥台形隔板中心孔升到醪液表面逸出。此时打开旁通阀，大量的CO2气柱冲人发酵醪，发酵醪立即占据原来被CO2所充满的空间，同时CO2气柱对顶部果皮形成搅拌作用，防止形成皮盖，液位迅速降低约一米左右。这时关闭旁通阀，随着发酵的进行，CO2不断重新积聚在隔板下腔，液位升高，再次打开旁通阀，发酵罐内重复以上过程，其结果提高了色泽浸提，使葡萄皮中的色泽和芳香物质柔和充分地提取到酒液内。内部不设机械装置，结构简单，不需要额外动力。清洗方便。3.选取制作由以上综合分析和实验要求，本次实验选择Ganimcde发酵罐并对其进行了一些改进。鉴于发酵罐的制作工艺和实验条件，我们对Ganimcde发酵罐进行了简单处理使其基本满足于实验条件下的干葡萄酒发酵的要求。与Ganimcde发酵罐同样，我们在发酵罐的中间设计了隔板。其不同之处在于，在隔板旁通阀的上方有加长的导气管。我们希望导出的气体能带动液体剧烈搅动，从而免去机器搅拌。3.1设计图纸如下：3.2实物如图：3.3发酵罐的制作方法：主要材料：201不锈钢材，针阀一个（控制气冲），球阀一个（排气），压力表一个，两个螺盖用于进料和排渣制作工艺：焊接打磨3.4体积计算3.4.1根据设计图纸计算将上部分看作圆柱体,下部看作圆台,不去除内部结构所占的体积可得设计的体积为V=V圆柱+V圆台=3.14×0.12×0.25+1/3×3.14×0.12×0.071/3×3.14× 0.02352×0.0215=0.00856m33.4.2实际容积用水测得实际内部容积为V=7.75L=0.00775 m3二、干葡萄酒分析及工艺选取葡萄酒在世界上有着悠久的酿造历史，与其他酒类不同。葡萄酿酒技术要求不高，酿造过程中一般不需要外加酵母。古籍中就有糖类发酵，有其独特的酿造方法，其产品质量的优劣不仅取决于原料品种与发酵菌种，也因操作工艺、酿造管理而不同。1. 葡萄和葡萄酒的化学成分1.1. 葡萄及其成分葡萄的果穗包括果梗(占46)和果实(9496)。1.1.1. 果梗葡萄果梗中富含单宁、苦味树脂、鞣酐等物质。葡萄带梗发酵，常使酒产生过重的涩味，且使酒度稍微降低(平均下降0.20.4gL)。同时果梗的存在也会使果汁水分增加34，由于弊多利少，一般都不采用带果梗发酵。但在压榨时，果梗的存在也有使果汁易于流出和积压的好处。1.1.2. 果实葡萄果实由果皮(占612)、果核(籽)(25)和果肉(浆液)(8392)3部分组成。果皮：含单宁和花青色素，对酿红葡萄酒很重要。通常果皮黄绿色的葡萄宜做白葡萄酒蓝黑色、紫色或紫红色葡萄带皮发酵宜做红葡萄酒。果核：压碎的果核成分在发酵中会影响产品质量，因而葡萄破碎时应防止压碎果核。果肉和汁：即葡萄浆。其中含有水分(6580)、还原糖(1530)及其他成分，包括酸、含氮化合物、果胶质、无机盐等(56)。1.2. 葡萄酒的主要化学成分葡萄酒的化学成分非常复杂，包括醇类(如乙醇、异戊醇等)、甘油、醛类、酯类、酸类、糖类、果胶质、含氮化合物、单宁、色素、矿物质以及维生素等。有关资料报道，通过生化分析，仅葡萄酒芳香成分已清楚的就多达156种。2. 干葡萄酒的分类及区别干葡萄酒由于完全来自于葡萄，其含有许多来自葡萄的营养成分。葡萄酒中含有成分达600多种，除去酒精和水外，还含有糖、蛋白质、无机盐、微量元素、有机酸、果胶、各种醇类及多种维生素。2.1. 干葡萄酒的分类一般将葡萄酒分为干型和甜型两种。葡萄经发酵酿制的原酒，其自然含糖量在 0.5%以下，不加白糖，即称为“干型酒”；在干型酒中另加白糖，使其含糖量增至1.5%以下，则称为“半干酒”；另加白糖使之含量增至5%以下，即称为“半甜酒”；另加白糖达到5%以上的，就称为“甜型酒”。根据标准，干葡萄酒是指含糖(以葡萄糖计)小于或等于每升4 克，或者当总糖与总酸(以酒石酸计) 的差值小于或等于每升2 克时含糖最高为每升9 克的葡萄酒；半干葡萄酒是指含糖大于干葡萄酒，最高为每升12 克， 或者当总糖与总酸的差值小于或等于每升2 克时含糖最高为每升18 克的葡萄酒；半甜葡萄酒是指含糖大于半干葡萄酒； 最高为每升45 克的葡萄酒; 甜葡萄酒是指每升含糖大于45 克的葡萄酒。2.2.干红葡萄酒与干白葡萄酒的区别2.2.1.酿造工艺上“干红”是用皮红肉白或皮肉皆红的葡萄, 连皮带籽混合发酵而成。在发酵过程中，酒精发酵作用和固体物质的浸渍作用同时存在， 前者将糖转化为酒精，后者将固体物质中的丹宁、色素等酚类物质溶解在葡萄酒中。因此，红葡萄酒的颜色、气味、口感等与酚类物质密切相关。“干白”是用白葡萄或浅色果皮的酿酒葡萄酿制。经过皮汁分离， 发酵过程中不存在葡萄汁对葡萄固体部分的浸渍现象。因此，“干白”只是用白葡萄汁经过酒精发酵后获得的酒精饮料。2.2.2. 颜色上“干红”因为是用葡萄带皮发酵而成， 酒液中含有果皮或果肉中的有色物质，使“干红”以红色调为主，颜色一般呈深宝石红、紫红、棕红等；“干白”是葡萄去皮发酵而成，它的颜色以黄色调为主，主要有微黄、浅黄、金黄等。2.2.3. 营养价值上“干红”所蕴含的维生素B、核黄素、尼克酸、泛酸和本多生酸的比例都要高出“干白”。2.2.4. 赏味期上由于“干白”只用汁液酿造，其单宁的含量相对较低，而“干红”是用果皮、果肉和汁液一起酿造，其单宁含量相对较高。“干红”比“干白”的酒性更稳定，赏味期也更长。2.2.5. 饮时温度上在1618时品尝“干红”，可取得最好的效果；“干白”则以清凉状态， 即810品尝为最佳。3. 干葡萄酒的生产工艺葡萄酒的种类很多，其酿造工艺自然不同；不同国家或厂家因其历史传统、生产条件等不同，也形成了具有各自风格的酿造工艺。本文着重根据实验介绍葡萄酒的生产工艺。3.1.干白葡萄酒的生产工艺3.2.干红葡萄酒的生产工艺三、干红葡萄酒密闭发酵及参数研究鉴于干白与干红在发酵阶段工艺相差不大，对于发酵罐的验证用任何一种生产工艺都相差不大；而且市场上多以黑葡萄为主，因此为了方面有利于实验进展，我们选取黑葡萄进行干红葡萄酒的发酵实验。1. 材料与方法1.1. 材料和仪器1.1.1 原料黑葡萄（市购，经冷冻的黑葡萄），丹宝利酿酒高活性干酵母1.1.2 试剂6%亚硫酸（调酸抑菌），75%酒精（消毒），白砂糖1.1.3仪器发酵罐，手持糖度计，PHS25型PH计，豆浆机（葡萄破碎）1.2.实验方法1.2.1第一批干红葡萄酒酿造实验1.2.1.1.实验流程图装罐调配葡萄浆葡萄预处理酵母活化发酵罐清洗1.2.1.2 具体操作1.2.1.2.1 发酵罐清洗 制作好的发酵罐先用清水浸泡（一夜），洗净后用配好的75%的酒精（50ml）进行罐内消毒，将发酵罐各管件尽可能卸下用75%的酒精擦洗管道口。消毒完毕，用蒸馏水冲洗发酵罐内部及管道，然后自然晾干。1.2.1.2.2 酵母活化 按每公斤20mg酵母计算取160mg，并取4g白砂糖加入活化瓶中，加入蒸馏水200ml调成活化液。在32条件下活化23小时。1.2.1.2.3 葡萄预处理 将葡萄放在室内解冻后放在水中浸一会56分钟（禁止剧烈淘洗）；手工将葡萄去柄，去梗；用手将葡萄破开并不需压碎，放入容积为2000ml的烧杯中。1.2.1.2.4 调配葡萄浆 葡萄发酵要求初次加入的葡萄浆应为PH=4.5，糖度20.4%左右。用手持糖度计测得葡萄浆糖度为15.5%，由 （X+155）（1000+X）=0.204计算得每千克葡萄浆加X=61.56g白砂糖。因此2000ml葡萄浆约为2.3Kg需加白砂糖62×2.3=143g，6%的亚硫酸1.5ml,经过PH鉴定PH为45。 1.2.1.2.5 装罐 由于第一次分了三次调配葡萄浆，每次调好后都应迅速装罐。装罐完毕后，用酒精对加料口进行消毒。1.2.1.3 实验记录日期时间温度（）压力（Mpa）备注3月22日18:00210开始发酵3月23日9:3021012:5321016:30210待添加的隐藏文字内容318:0021021:582103月24日9:3022.2011:0022.5013:3022.5015:0021.8017:3021.3020:4021.30.089放气，由于漏气从新密封21:4421.70测得溢出糖度为21.222:3421.3023:4322.303月25日1:0022.90.082:0022.30.1483:0022.30.1586:00230.328:00230.41放气10:0021.40.111:3022.30.1715:30230.3516:3323.20.4放气16:56230.1520:27230打开发酵罐测得PH=4.5，糖度为17.03月26日9:0023.80.45放气9:1823.80.116:4023.70.45放气16:4723.50.121:2123.80.321:24240.1544.223:21240.16放气23:332403月27日9:4024.50.2612:5024.20.3515:0024.80.4放气19:0024.50测得糖度为11.03月28日9:4024.20.2513:1224.10.316:3024.80.3323:1024.70.383月29日9:1724.30.45213:32240.45516:4624.30.45818:2423.80.523:1723.90.52放气23:2023.90.43月30日9:1224.80.4517:3022.70.4623:33230.463月31日9:1024.20.4712:0023.50.4716:00220.474月1日9:3023.50.47放气10:4023.8012:2823.80打开测得糖度为7.512:3423.804月2日9:12240647.14月5日11:36230发酵结束总时间14天平均温度23.1总压力2.4991.2. 1. 4 小结1.2.1.4.1二氧化碳计算从发酵开始（3月22日）至发酵结束（4月5日）用了14天，发酵结束测得发酵液糖度为8，用PHS25型PH计测得PH=3.74。此次发酵共加入含糖量为15.5%的葡萄7Kg，加入白砂糖0.429Kg，加入6%亚硫酸（H2SO3）4.5ml。粗略算的发酵液中总糖量为7×15.5%+0.429=1.514Kg，由C6H12O6 = 2C2H5OH3 + 2CO2 180 92 88 1.514Kg 0.774Kg 0.740Kg可以算得二氧化碳为740g即16.823mol 根据发酵罐实际体积进行理论计算二氧化碳的压强：发酵罐总容积为V=7.75L=7.75×0.001 m3=0.00775 m3 ，当初装完葡萄浆后大约留有一定集气空间为：V0=7.75×10-36×10-3=1.75×10-3m3，发酵过程的平均温度T=23.1。 由 P V0 = n R T可以算得理论产生的二氧化碳总压强P= n R T / V0 =（16.823×8.315×23.1）/（1.75×10-3）=1.85MPa 在实际发酵过程中产生了2.499Mpa的二氧化碳比理论多了35.1%，主要是因为我们都采用了估计而没有实际测量。1.2.1.4.2皮渣的含水量第一次发酵结束测得湿渣重量为1.132Kg，并将湿渣在室内晾干测得干重为138g，由此计算湿渣含水量为（1132138）/1132=87.8%1.2.2第二批干红葡萄酒酿造1.2.2.1实验流程图发酵罐1ml亚硫酸1Kg葡萄浆2Kg葡萄浆3ml亚硫酸葡萄汁葡萄汁酵母活化液2.709Kg葡萄浆酵母活化液1.2.2.2 具体操作 具体操作同1.2.1.2，此次共加葡萄5.709Kg，由于相对较少，需要将葡萄浆加水调至6.5Kg（总发酵初始重量）。按葡萄含糖量15.5%，初发酵含糖量20.4%，可计算应加蒸馏水349.9g，白砂糖441.1g。酵母活化的过程中，按照第一次实验数值，本次应加酵母130mg与3g白砂糖并加蒸馏水调成200ml活化液进行活化。1.2.2.3 实验记录日期时间温度（）压力（Mpa）备注4月12日16:1921.30开始发酵4月13日9:4124.8015:0625.3018:1024.8021:4324.504月14日9：46260.07511：4625.50.17513：4625.50.2515：2825.50.347223.215：5125.50.3516：35260.3816：55260.417：54260.4519：1025.90.520：2025.90.5521：4125.90.6放气22：4125.80.054月15日9：2625.30.610：40250.6512：0526.30.713：1526.30.7515：4526.10.816：20260.8517：40260.919：2826.10.9521：1826.11.023：0826.21.05放气23：57260.34月16日9：4025.40.6511：2025.60.713：3526.10.7519：1026.10.921：2525.50.9523：1025.80.97放气23：1525.80.44月17日11：0025.50.719：40250.86放气19：43250.4748.24月18日10：0025.20.6711：2625.30.715：3225.10.7520：4025.10.823：3725.10.844月19日10：1125.40.9217：0025.40.9523：41250.994月20日9：3124.61.0250.74月21日13:5024.51.05基本停止产气总时间10天平均温度25.5总压力3.331.2.2.4 小结 本次试验采用一次性处理，先将全部葡萄处理完毕，分三次加入。并在发酵罐中完成亚硫酸的加入，最后将葡萄汁的白砂糖溶液和活化的酵母溶液混匀后倒入。 如同第一次实验，这次可计算得二氧化碳的理论生成量C6H12O6 = 2C2H5OH3 + 2CO2 180 92 88 0.3902Kg 0.199Kg 0.191Kg2. 实验现象 在两次的密闭发酵中，由葡萄浆到葡萄酒的形成过程都有显著的变化。除了很明显的，大量的二氧化碳形成外，皮渣的生成，葡萄酒色泽从最初的暗红转变为红色再到进一步变浅。 在产气方面由图我们也可以看出随着温度的升高产气速率越快，发酵也越彻底。发酵结束有很明显的白色酵母沉淀物生成和大量的皮籽皮渣，皮渣基本覆盖在发酵液的液面，而皮籽沉淀底部。3. 总结经过这两次实验验证了发酵罐的性能及优缺点，初步达到了预期的目的。葡萄几乎在密闭条件下进行，第一次由于检测PH，糖度所以开启过发酵罐。第二次，由于并没有测太多指标，从初始发酵到结束才打开。经过品质比较第二次葡萄酒的口感和色泽都略好于第一次，从而说明了干红葡萄酒在密闭条件下进行发酵的优越性。 在验证葡萄发酵罐自循环功能方面，我们做了如下工作并取得一定成效。3.1.在没有打开发酵罐的情况下我们做了如下验证3.1.1旋松针阀右边的螺帽，可以听到漏气的声音，说明针阀管路并没有堵塞，通气顺畅。3.1.2将螺帽重新旋紧后，再旋松针阀右边的螺帽，将针阀打开有气体泄漏的声音，说明整个管路工作良好。3.2打开放气阀将气体放完，打开加了料口后，发现皮渣已经堆到加料口。在打开针阀后，皮渣有明显下降（由于发酵罐的容积有限，发酵液主要在喷气管的下方，因此并未造成发酵液的扰动。），由此证明旁路针阀有一定的气冲效果。四、结果讨论及分析本次试验的主要目的是为了验证在没有辅助动力的情况下，依靠葡萄发酵产生的二氧化碳来推动发酵液的扰动以覆盖皮渣，从而有利于色素的浸提。这样做的目的一来可以减少能源的消耗，二来可以保证葡萄酒在密闭的条件下进行发酵减少葡萄酒的氧化和杂菌的感染机会。通过这次实验主要是想找到一种适合家庭和企业两用的产品，并能保证葡萄酒的品质，高效的自动化水平，以达到节能减排品质优良的目的。在试验的过程中，初步证明了这种发酵罐是可行的，并有一定先进性。其先进性在于密闭发酵，避免葡萄酒的氧化和杂菌污染。内部自动循环，无需操作减少劳动力，利用二氧化碳的压力进行皮渣浸提减少额外动力，提升浸提效果。第一批葡萄酒发酵压力、温度、时间关系图第二批葡萄酒发酵压力、时间、温度关系图从图上我们可以看出随着温度的升高第二次比第一次更快地进入主发酵阶段，发酵周期也比第一次有所缩短。由于不知道发酵罐的耐压如何，第一次发酵并没有达到最大压力而是达到5个大气压就开始放气了，第二次就升的比较高，也说明这种钢材制作一般的发酵罐是可行的。从这次试验中，我们也发现了很多不合理的地方主要是：发酵罐比较小无法装更多的葡萄浆，发酵罐增加的气冲装置由于液体不足，所以效果不是很明显。由于容量有限和发酵罐制作条件的限制，发酵罐的出料口设计的并不合理以致无法在发酵过程中倒出皮籽。温度计和酸度计没有装，无法时时跟踪测量。虽然有气冲装置，但没有喷淋装置，浸提没有达到应该达到的理想效果。没有压力安全阀，在密闭的条件下多少存在安全隐患。针对以上存在的众多的问题，大多是为了简化实验和制作工艺有意去除的，这些也是容易加上的比如温度的控制，酸度的调节等，现在都有成熟的工艺。在这些问题当中，发酵罐的自循环工艺与设计还需要很多改进。经过讨论，下次实验发酵罐进行如下改进与设计，其如下图：活板筛板酒液出口出渣口五、结束语 在当前日益竞争激烈的环境下，如何能更经济的酿造出更加完美的葡萄酒一直是业内人士关心的问题。要解决这一问题，除了借助科学