葡萄酒酿造(葡萄汁制备、主发酵、陈酿储酒)对温度精度、微生物控制要求严苛,温度波动会导致酵母活性异常(酒精转化率下降 20%)、风味物质失衡(如醋酸含量超标),直接影响葡萄酒的口感、香气与陈年潜力。专用葡萄酒酿造冷水机通过低温精准控温与食品级卫生设计,满足 GB/T 15037-2021、OIV 国际葡萄与葡萄酒组织标准要求,保障酿造过程的高稳定性与产品品质一致性。
1. 葡萄汁压榨后快速降温
葡萄汁压榨(红葡萄汁带皮压榨、白葡萄汁去皮压榨)后需在 2 小时内从 25-30℃快速降温至 10-15℃(白葡萄酒)或 20-25℃(红葡萄酒),冷却过慢会导致葡萄汁氧化(多酚氧化酶活性增强,色泽褐变)、野生酵母滋生(菌落总数>100CFU/mL)。冷水机采用 “螺旋板式换热器 - 套管冷却双系统”:通过食品级 316L 不锈钢螺旋板式换热器,将葡萄汁从 28℃初步降至 18℃(降温速率 5℃/h),再通过套管冷却进一步降至 12±0.5℃(白葡萄酒),同时配备 “压榨量 - 温度联动” 功能 —— 当葡萄汁压榨量从 5m³/h 增至 8m³/h 时,自动提升冷却介质流量(从 6m³/h 增至 10m³/h),确保冷却效率稳定。例如在霞多丽白葡萄汁降温中,快速冷却可使葡萄汁氧化度(OD420≤0.15),野生酵母含量≤10CFU/mL,符合《葡萄酒》(GB/T 15037-2021)原料要求,避免因冷却不及时导致的葡萄酒香气寡淡、色泽暗沉问题。
2. 葡萄酒主发酵恒温控制
葡萄酒主发酵(白葡萄酒 12-18℃,红葡萄酒 20-30℃)需维持恒定温度,温度过高会导致酵母过早衰老(酒精转化率下降至 80% 以下)、产生过量醋酸(含量>0.8g/L,出现酸味),过低则会延长发酵周期(传统控温需 15 天)。冷水机采用 “发酵罐夹套 - 喷淋冷却双循环控温系统”:通过夹套维持发酵罐整体温度稳定,喷淋冷却向罐壁喷射低温介质,精准补偿局部温差,将发酵液温度控制在 15±0.3℃(白葡萄酒最佳温度),同时配备 “糖度 - 温度联动” 功能 —— 当发酵液糖度从 220g/L 降至 100g/L 时(发酵进程推进),自动微调温度至 14℃,促进酵母持续产酒与香气物质生成。例如在赤霞珠红葡萄酒主发酵中,恒温控制可使发酵周期缩短至 8 天,酒精转化率≥95%,醋酸含量≤0.5g/L,单宁提取适度(口感柔顺),符合 OIV 红葡萄酒品质标准,保障葡萄酒的果香与结构感。
3. 陈酿储酒恒温保湿
葡萄酒陈酿(橡木桶陈酿或不锈钢罐陈酿)需在 12-15℃恒温、60%-70% 湿度环境下进行,温度波动超过 ±1℃会导致葡萄酒加速成熟(陈年潜力缩短 50%),湿度过低则会使橡木桶干裂(酒液挥发率超 5%/ 年)。冷水机采用 “储酒间空调 - 罐内盘管双控温系统”:通过空调系统将储酒间温度稳定控制在 13±0.5℃、湿度 65±3%,同时通过罐内盘管维持酒液温度与环境温度一致(温差≤0.3℃),配备 “湿度 - 温度联动” 功能 —— 当储酒间湿度低于 60% 时,自动启动加湿模块,避免湿度过低影响橡木桶密封性。例如在橡木桶陈酿的雷司令白葡萄酒中,恒温保湿可使葡萄酒陈年 3 年后酸度保持率≥85%,香气复杂度提升(出现蜂蜜、矿物质风味),酒液挥发率控制在 3%/ 年以内,符合高端葡萄酒陈酿要求,避免因环境波动导致的葡萄酒品质劣变。
4. 食品级卫生与防交叉污染设计
葡萄酒酿造对设备卫生要求极高,冷水机接触葡萄汁、葡萄酒的冷却介质采用食品级丙二醇溶液(符合 GB 2760-2024 食品添加剂标准,冰点≤-35℃),冷却管路采用 316L 食品级不锈钢(内壁电解抛光,Ra≤0.2μm,无卫生死角),管路接口采用快装式卫生级卡箍(便于 CIP 原位清洗);配备 “在线清洗(CIP)模块”,可自动用 80℃热水、1.5% 柠檬酸溶液、无菌水对管路进行循环清洗消毒(去除酵母残留与酒石酸结垢),符合《食品机械安全卫生》(GB 16798-2019)要求;同时具备 “酵母过滤模块”,可过滤冷却水中的酵母细胞(粒径≥5μm)与葡萄皮渣颗粒,防止不同批次葡萄酒交叉污染,保障每批次葡萄酒风味独特性。
葡萄酒酿造对风味、香气与陈年潜力要求极高,冷水机操作需兼顾低温控温与卫生规范,以葡萄酒专用水冷式冷水机为例:
1. 开机前卫生与系统检查
• 卫生检查:启动 CIP 在线清洗系统,对冷却管路进行 “冷水冲洗(5 分钟)→碱洗(1.5% 氢氧化钠,70℃,20 分钟)→冷水冲洗(10 分钟)→酸洗(1.5% 柠檬酸,60℃,15 分钟)→无菌水冲洗(10 分钟)” 流程,清洗后取样检测管路内微生物(酵母残留≤5CFU/100cm²,醋酸菌≤3CFU/100cm²);用 75% 食品级酒精擦拭冷水机表面及接口,去除残留葡萄汁或葡萄酒污渍;
• 系统检查:确认冷却介质(食品级丙二醇溶液,浓度 40%-50%)液位达到水箱刻度线的 90%,检测水泵出口压力(葡萄汁冷却 0.5-0.7MPa、主发酵 0.4-0.6MPa、陈酿储酒 0.3-0.5MPa),查看螺旋板式换热器、发酵罐夹套接口密封状态(无渗漏);检测冷却介质卫生指标(符合食品接触要求,无异味、无杂质)。
1. 分工序参数精准设定
根据葡萄酒酿造不同工序需求,调整关键参数:
• 葡萄汁降温:螺旋板式换热器水温 8±1℃,套管冷却水温 5±0.5℃,水流速度 6-10m³/h(按压榨量适配),开启 “压榨量 - 温度联动” 模式,白葡萄汁出口温度设定 12±0.5℃,红葡萄汁设定 22±0.5℃;
• 主发酵控温:发酵罐夹套水温 13±0.3℃(白葡萄酒)、25±0.3℃(红葡萄酒),喷淋冷却水流速度 2.0-3.0m³/h,开启 “糖度 - 温度联动” 模式,糖度每下降 20g/L,温度下调 0.2℃;
• 陈酿储酒:储酒间空调温度 13±0.5℃、湿度 65±3%,罐内盘管水温 13±0.3℃,水流速度 1.5-2.5m³/h,开启 “湿度 - 温度联动” 模式,湿度低于 60% 时自动启动加湿;
• 设定后开启 “权限分级” 功能,仅持葡萄酒酿造资质人员可调整参数,操作记录自动上传至葡萄酒生产管理系统(MES),满足葡萄酒批次追溯要求。
1. 运行中动态监测与调整
通过冷水机 “葡萄酒酿造监控平台”,实时查看各工序温度、发酵液糖度、储酒间湿度等数据,每 4 小时记录 1 次(形成葡萄酒质量台账)。若出现 “葡萄汁氧化度超标”(OD420>0.15),需降低套管冷却水温 1-2℃,提升葡萄汁流速 0.5m³/h,小批量抽检(500mL 葡萄汁)检测氧化度;若主发酵醋酸含量超标(>0.6g/L),需微调发酵温度 0.3-0.5℃,同时检测发酵罐密封性(防止空气进入);若陈酿储酒湿度低于 58%,需提升加湿模块功率,检查橡木桶是否干裂,补充储酒间湿度至 65%±3%。
2. 换产与停机维护
当生产线更换葡萄酒品种(如从霞多丽换为赤霞珠)或调整工艺时,需按以下流程操作:
• 换产前:降低冷水机负荷,关闭对应工序冷却回路,启动 CIP 系统清洗管路(去除残留酵母与风味物质,避免串味),根据新葡萄酒品种重新设定温度参数(如赤霞珠主发酵温度提升至 25±0.3℃);
• 换产后:小批量试生产(500L 葡萄酒),检测葡萄酒酒精度、酸度、香气成分(如酯类、萜烯类),通过感官评定(色泽、香气、口感)确认无问题后,恢复满负荷运行;
• 日常停机维护(每日酿造结束后):关闭冷水机,再次启动 CIP 系统对管路进行简易清洗(冷水冲洗 + 无菌水冲洗),更换冷却介质过滤器滤芯;检测食品级不锈钢管路是否有划痕、腐蚀(影响卫生),补充不足的冷却介质,记录设备运行数据。
1. 特殊情况应急处理
• 冷却介质污染(主发酵中):立即停机,关闭发酵罐冷却回路阀门,将污染批次的发酵液转移至备用罐(暂存待处理);用 CIP 系统对管路进行强化清洗(延长碱洗、酸洗时间至 30 分钟),重新检测管路卫生指标;更换污染的冷却介质,确认合格后重启冷却系统,对暂存发酵液进行微生物检测(醋酸菌、野生酵母),合格后方可继续发酵,不合格则全部废弃;
• 突然停电(葡萄汁降温中):迅速关闭冷水机总电源,断开与螺旋板式换热器的连接,启动备用发电机(30 秒内恢复供电),优先恢复套管冷却系统;若停电超过 10 分钟,已降温至 20℃以下的葡萄汁需立即添加二氧化硫(浓度 50mg/L,抑制微生物),未降温的葡萄汁需重新压榨(避免氧化);恢复供电后,重新校准冷却参数,试冷却小批量葡萄汁(1m³)检测温度稳定性;
• 陈酿储酒温度骤升(超 15℃):立即关闭储酒间加热装置(若有),提升空调系统制冷功率与罐内盘管流量至 1.5 倍,同时在储酒间放置冰袋辅助降温;待温度恢复至 13±0.5℃后,检查温控传感器是否故障(如漂移),排除故障前禁止继续陈酿,已超温的葡萄酒需重新检测酸度与香气,确认无影响后方可继续储存。
• 日常维护:每日清洁设备表面,启动 CIP 系统简易清洗管路,检测冷却介质液位与浓度;每 8 小时记录发酵温度、储酒间湿度数据;每周拆卸清洗螺旋板式换热器(去除葡萄汁蛋白与酒石酸结垢,保障换热效率),校准温度传感器(溯源至国家计量院食品专用标准);每月对水泵、压缩机进行润滑维护(使用食品级润滑油),检测卫生级密封件老化状态(如 O 型圈是否变硬、开裂);每季度对冷却系统进行压力测试(保压 0.7MPa,30 分钟无压降),清理换热器表面灰尘;每年更换食品级冷却介质,对管路进行内壁抛光维护(去除氧化层,防止微生物附着);
• 选型建议:葡萄汁降温选 “双系统快速冷却冷水机”(制冷量 80-120kW,带螺旋板式 + 套管冷却),主发酵控温选 “双循环恒温冷水机”(控温 ±0.3℃),陈酿储酒选 “恒温保湿冷水机”(带空调与加湿模块);大型葡萄酒庄建议选 “集中供冷 + 分布式 CIP 系统”(总制冷量 150-250kW,支持 3-5 个发酵罐并联);选型时需根据酿造产能与葡萄酒品种匹配(如日产 50KL 白葡萄酒需配套 100-120kW 冷水机,日产 30KL 红葡萄酒需配套 80-100kW 冷水机),确保满足葡萄酒高风味、高卫生酿造需求,保障每批次葡萄酒品质稳定与陈年潜力。