第12章葡萄酒的冷热处理设备

第12章葡萄酒的冷热处理设备葡萄酒冷处理目的使葡萄酒稳定；冷冻是葡萄汁浓缩方式之一。冷处理主要设备有：换热器绝热罐换热器或冷冻机用于葡萄酒的冷处理，绝热罐用于冷处理后的保冷贮藏。§1换热器葡萄酒生产中常用换热器有：套管热交换器螺旋板换热器板式换热器外夹层发酵罐内置套管或内置板式换热器的发酵罐套管换热器套管换热器是间壁式换热器中最简单的一种，根据需要，可以不同根数套管组合，安装在外部的U型弯头，便于清洗和疏通阻塞。结构：1.内管；2.外管；3.支管；4.U型管套管换热器套管式换热器由几段不同口径的不锈钢管组成的同心套管联接而成。每段套管称为一程，长度一般为4-6m。每程的内管之间用U型管联接，外管之间用支管联接。套管换热器管式换热器程数可以按照传热面积大小随意增减，一般是上下排列并固定于支架上。当程数较多时，可布置成互相平行的几排，每排都与总管相通。换热时葡萄酒沿内管流动，载冷剂沿内外管间的环隙流动，依靠内管管壁为传热面进行热交换。为提高换热效果，冷热两种流体宜采用逆向流动。套管式换热器特点、应用主要优点：①可选择合适的管径，使管内及环隙间的流体呈湍流状态，有较高的传热系数，减少了垢层的形成；②能够承受较高压力；③根据换热面积的需要任意增减换热器程数，伸缩性较大；④结构简单，便于制造。缺点：单位管长的传热面积有限，单位传热面积的金属材料消耗量大、重量大、外形尺寸大，难以构成较大面积的传热面。板式换热器由多个带有波纹的薄不锈钢换热片重叠压紧形成的换热器。1.支架；2.换热片；3.压紧螺杆；4.压紧板。板式换热器板式换热器由一组几何结构相同的平行薄板叠加组成，两相邻平板之间用特殊设计的密封垫片隔开形成通道，冷热流体相间地在各自的通道流动。为强化传热并增强薄板的刚度，在平板上压出各种波纹。换热片与换热片之间沿四周用橡胶圈密封，并保证两片之间有一定的间隙。在每片的四个角上，各开一个孔口，借助环形橡胶圈的密封作用，使四个孔中的两个孔与换热片的一侧孔口相工作时，冷热流体沿换热片的两侧流动，通过换热片进行热交换。冷流体出热流体进冷流体进热流体出cbad板式换热器流程人字形、平直纹波纹板式换热器换热片用厚度为0.8-1mm的不锈钢板冲压成平直波纹形状，目的是使流体形成湍流，以增强换热效果。应用特点波纹板式换热器是一种新型高效热交换器，在葡萄酒生产中，用于冷却和加热(如巴氏灭菌等)。其优点：①有较高的传热效率。换热器各片间的空隙小，冷热流体流速快。波纹使流体的流速及流向不断突然改变，能形成湍流状态，有效地破坏了边界层，减薄边界层的热阻，提高了传热系数；②结构紧凑。在较小的工作体积内，可容纳较大的传热面积；应用特点③有较大的适应性。可根据需要，通过增减传热片的片数及改变片的组合，可满足生产要求；④适宜于处理热敏感物料。两片间空隙小，物料又以快速薄层流过，不致产生过热现象，对热敏感物料的加热杀菌特别适宜。⑤设备的各个部件拆装简单，便于清洗，能保持良好的卫生条件。应用特点缺点：①容易脱垫。密封垫圈易于从波纹板上脱落，尤其是当温度在60℃以上使用时易于发生；②密封垫圈易于产生伸长变形、老化及断裂，使用寿命短。生产中要经常更换垫圈。螺旋板换热器螺旋板换热器的换热表面由两块金属板卷绕而成，冷热流体在螺旋状通道中流动,换热效果较好。外夹层发酵罐夹层发酵罐是在罐体外表面的一定高度上具有一个或多个环带形夹层，为改善流动状态、提高传热效率，在夹层上按一定规律分布着为数众多的凹坑，冷却介质在这些凹坑间的通道中流动，实现降温。冷冻机直接冷冻——将葡萄酒直接送入冷冻机的蒸发器中进行冷冻。冷冻机在葡萄酒生产中主要用于白葡萄汁低温(0-5℃)澄清前的冷却及葡萄酒的冷处理(低于葡萄酒的冰点)。间接冷冻——将经过制冷机组冷冻后的载冷剂送入换热器，利用换热器冷处理时对葡萄酒进行冷冻。葡萄酒直接冷冻冷冻机1氟制冷压缩机2冷凝器3控制箱4除霜电机5蒸发器冷冻机构造及工作原理工作时，酒经阀A流入蒸发器，冷却后经阀B排出。冷冻机采用卧式蒸发器及强制通风空气冷却冷凝器。刮板式直接冷冻系统酒石稳定系统酒石连续稳定系统速冻一体机工作流程6712345KHTKHT刮板式卧式蒸发器结构1左端盖2外壳3绝热层4外筒5制冷剂6内筒7中心轴8折流板9除霜刮板10右端盖刮板式换热器刮板式换热器由两组刮刀、内外壳体、电机及轴等组成，制冷剂或低温载冷剂在内外壳体的环隙间流动。电机旋转带动轴及安装在轴上的刮刀不断刮去内壳体内壁面上的冰，以强化传热过程刮板式卧式蒸发器工作原理制冷剂在由内筒6和外筒4组成的夹层中流动；待冷冻葡萄酒在内筒中流动，依靠内筒壁为换热面进行冷冻。为了防止结霜，内筒内设有刮霜板，刮霜板随轴转动时即可实现刮霜。刮板换热器工作原理为了提高待冷冻物料的流动速度，并形成湍流状态，以增强换热效果，内筒中设有折流板。折流板为圆形薄板，固定于轴上。工作时制冷剂从右下部进，左上部出；待冷冻物料从左下部进，右上部出。除霜电机带动中心轴旋转，及时除霜。应用特点①采用直接冷冻，装置简单，换热效率高；②冷冻温度可预先设定在控制箱中，当被冷冻物料的出口温度高于或低于设定温度值范围时，机器自动开机或关机。冷冻过程采用微机控制，自动化程度高，可靠性强；③设备为移动式，使用灵活方便。间接冷却系统绝热罐绝热罐外壁包有一定厚度的绝热层，以隔绝与外界环境间的热量交换。罐壁设换热器，当温度回升时及时供冷降温；或不设换热器，当温度回升时将酒泵入罐外的换热器使酒温降低后再流回绝热罐贮藏。在冷处理过程中，为促进细小酒石晶体的增大，便于过滤除去，绝热罐设有搅拌装置。葡萄酒稳定绝热罐结构1罐体2绝热层3温度计4取样口5人孔6清汁口7浊汁管8液位计绝热层材料及绝热层制做工艺绝热罐外壁设有一定厚度的绝热层，以隔绝与外界环境间的热交换。绝热材料多采用聚胺酯发泡塑料，采取现场发泡或填塞工艺。现场发泡是将发泡好的聚胺酯用喷枪喷在罐壁上，达到需要厚度，然后在外表面先刷一层环氧树脂胶，再贴一层玻璃布，再刷一层环氧树脂胶。填塞是先在罐壁外用薄不锈钢板作一夹套，夹套的间隙应能容纳绝热层的厚度，然后将发泡好的聚胺酯在压力作用下填塞于夹套中。§2热处理设备葡萄酒热处理的目的是灭菌，并加速葡萄酒的成熟和稳定葡萄酒。葡萄酒最常用的热处理方法是巴斯德(巴氏)杀菌法，多在波纹板式换热器或巴氏杀菌器中进行。巴氏灭菌流程图葡萄酒进入设备换热器后，先与加热后的酒进行热交换，使进入的酒得到预热，然后进入加热区。酒在加热区加热到所需温度后进入控制管，再由控制管进入热交换器，与新进入的酒进行热交换，使经加热后的酒得到冷却，然后再用冷却水进一步冷却。54321酒热水加热换热冷却冷却水酒