专利名称：一种根据发酵体积膨胀率监测干红葡萄酒发酵过程的发酵罐的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种葡萄酒发酵装置，尤其是涉及一种根据发酵体积膨胀率监测干红葡萄酒发酵过程的发酵罐。
背景技术：
发酵过程中酵母细胞释放大量的CO2，根据酒精发酵的机理，葡萄糖发酵生成酒精的反应式为
理论上1mol(180g)葡萄糖发酵生成2mol(92g)酒精和2mol CO2(88g)，酒精与CO2二者质量比为0.956。发酵1L酒精度12°的葡萄酒需要消耗216g葡萄糖，约产生56L CO2气体。
葡萄酒发酵罐内进行着生物化学反应过程，还伴随着有大量的物理过程。这些物理过程与化学过程相互影响，酵母细胞释放CO2是生物化学反应过程，由CO2引起的发酵基质体积膨胀是物理过程。发酵产生的CO2首先溶解于发酵基质中，即CO2气体溶解于葡萄汁及存在于果皮中，结合葡萄酒生产实际，发酵在敞口容器内即在常压下进行，葡萄酒发酵温度维持在工艺规定的范围内(干红葡萄酒26-30℃)，在一定的压力、一定的温度下，某种液体中CO2溶解度为常数。现有的葡萄酒发酵罐是开放式，当发酵达到动态平衡时，发酵液中溶解的CO2浓度达到饱和时，其余的CO2通过液相逸出并通过浮在液体上面的果皮的孔隙逸出发酵罐口，排放到周围环境中，通过强制通风或自然对流排到室外。CO2的存在使发酵基质体积膨胀，体积膨胀的相对变化量膨胀率可以间接反映发酵过程的状态变化。
发酵过程中需要实时监测并控制发酵进程。目前国内葡萄酒发酵多数是测定发酵液密度变化来监测过程。普遍的方法是人工定时取样测定比重，通过监测发酵过程发酵液密度(或比重)的变化，绘制发酵曲线，并以此来判断发酵进行的正常与否。这种方法的缺点是无法在线监测发酵过程的变化，测定过程复杂，劳动强度大。
发明内容
本发明为了解决上述背景技术中的不足之处，提供一种根据发酵体积膨胀率监测干红葡萄酒发酵过程的发酵罐，能在线监测发酵过程的变化，利于控制发酵，测定过程操作简单，有效减轻了测定人员的劳动强度。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为一种根据发酵体积膨胀率监测干红葡萄酒发酵过程的发酵罐，其特殊之处在于包括发酵罐罐体，所述发酵罐罐体封头上安装有物位高度传感器。
与现有技术相比，本发明具有的优点和效果如下本发明是为解决在线检测发酵进行状况而提出的方案，其理论依据是酒精发酵机理和发酵动力学，用软测量技术实现发酵的在线测定，以利于控制发酵，即用容易在线测定的发酵基质体积膨胀并转化为在线测定发酵罐内发酵基质的物料位置高度的变化代替不易测定的发酵液密度，根据干红葡萄酒发酵基质体积膨胀率监测发酵过程。
四
附图为本发明的结构示意图。
图中1-出渣口、2-液位计、3-外夹层换热器、4-换热器出口、5椭圆形封头、6-安全阀、7-进料口、8-物位高度传感器、9-罐体筒体、10-人孔、11-清酒出口、12-浊酒出口、13-支撑腿五具体实施例方式本发明的原理当发酵罐直径一定时，罐内物料体积与料位高度成正比，发酵产生的CO2气体引起发酵基质体积膨胀，罐内料位高度随之成比例增大。根据测定的高度可以得到不同时刻发酵基质的体积，发酵处于不同的阶段体积膨胀率不同。体积膨胀率变化规律间接反映了发酵状态。体积膨胀率变化规律为发酵初期时体积体积膨胀率开始增加，发酵旺盛时体积膨胀率最大，之后开始减小。当体积膨胀率从最大值开始下降，达到并且维持最大值的一定比例时，可以分离自流酒。
参见附图，该发酵罐为立式圆柱体结构。由筒体9、罐底、椭圆形封头5、外夹层换热器3、液位计2、取样阀、人孔10、进料口7、浊酒出口12、清酒出口11、排污口等组成。冷却夹套由罐体壁和夹套壁所构成，夹套壁密接于罐体壁，为提高换热效果，使冷却介质呈现湍流状态，换热器3表面有规律地分布蜂窝状凹坑，凹坑与罐体壁点焊。为便于排空罐内残液及清洗水，罐底为锥形易于排放果皮、果籽及酒泥等。本实用新型是在罐体封头上安装了料位高度传感器8，可在线连续测定发酵过程料位高度(包括进料的原始高度)。当测定原始进料量对应的高度，并连续测定不同时刻体积的变化量对应的高度变化量，通过运算器运算料位高度变化率δ＝(H1-H)/H相对应的体积膨胀率γ＝{(V′-V)×100％}/V，就能够在线监测发酵基质体积膨胀率，根据体积膨胀率可以了解发酵状态。
权利要求
1.一种根据发酵体积膨胀率监测干红葡萄酒发酵过程的发酵罐，其特征在于包括发酵罐罐体，所述发酵罐罐体封头上安装有物位高度传感器(8)。
全文摘要
本发明涉及一种根据发酵体积膨胀率监测干红葡萄酒发酵过程的发酵罐，其能在线监测发酵过程的变化，以利于控制发酵，测定过程操作简单，有效减轻了测定人员的劳动强度。本发明包括发酵罐罐体，所述发酵罐罐体封头上安装有物位高度传感器。
文档编号C12G1/022GK1644672SQ200410073209
公开日2005年7月27日 申请日期2004年10月29日 优先权日2004年10月29日
发明者高畅, 李华, 高树贤, 沈忠勋, 来疆文 申请人:西北农林科技大学