本發(fā)明屬于葡萄酒釀造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種增加葡萄酒香氣的釀造方法，具體涉及了一種在發(fā)酵過(guò)程中收集香氣物質(zhì)并加入葡萄酒的系統(tǒng)和方法。
背景技術(shù)：
在現(xiàn)在的葡萄酒生產(chǎn)過(guò)程中，酒精發(fā)酵時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w從發(fā)酵罐排走時(shí)帶走了大量揮發(fā)性物質(zhì)，其中包括葡萄果實(shí)本身含有的香氣物質(zhì)和酒精發(fā)酵產(chǎn)生的香氣物質(zhì)，剩下的揮發(fā)性較弱的香氣物質(zhì)在二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵過(guò)程中被少量的二氧化碳?xì)怏w又帶走一小部分，進(jìn)入陳釀過(guò)程后剩余的香氣物質(zhì)在橡木桶陳釀過(guò)程或不銹鋼罐微氧陳釀過(guò)程中被大量氧化，最后消費(fèi)者能喝到的主要是橡木的味道和部分陳釀形成的酯類(lèi)香氣物質(zhì)的味道，并不能很好地刺激人們的食欲。
由于不允許添加化學(xué)香精，為了使葡萄酒有更理想的香味，釀酒師們嘗試了多種物理的方法，比如：用超臨界co2對(duì)葡萄皮渣進(jìn)行萃取，對(duì)發(fā)酵排氣直接進(jìn)行冷凝回收香氣物質(zhì)，用加壓降溫發(fā)酵增加香氣，用co2氣體分離膜阻擋香氣物質(zhì)排出發(fā)酵罐等辦法。這些方法都未能解決發(fā)酵排氣中香氣物質(zhì)濃度很低(有的小于0.0001ppm)，各種香氣物質(zhì)揮發(fā)性差別很大(30℃飽和蒸氣壓從幾十pa到幾十kpa)，氣提(用氣體解吸提取溶液中的溶質(zhì))和吸收過(guò)程中多組分的吸收和解吸同時(shí)存在，氣提和吸收過(guò)程氣液比難以設(shè)定，與葡萄酒生產(chǎn)過(guò)程中其他工序難以銜接，具體實(shí)施的成本太高等問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種在發(fā)酵過(guò)程中收集香氣物質(zhì)并加入葡萄酒的系統(tǒng)和方法，通過(guò)該系統(tǒng)和方法能夠在葡萄酒發(fā)酵過(guò)程中把各種香氣物質(zhì)大部分傳質(zhì)到葡萄酒中，增加了葡萄酒的香氣。本說(shuō)明書(shū)所述“葡萄酒”包含經(jīng)過(guò)完全或部分酒精發(fā)酵以后的所有階段的葡萄酒液。
本發(fā)明的基本原理是，用化工原理中的氣體膜分離技術(shù)對(duì)發(fā)酵排出混合氣和氣提混合氣進(jìn)行分離濃縮，用氣液之間的解吸傳質(zhì)和吸收傳質(zhì)技術(shù)使香氣物質(zhì)最終傳質(zhì)到葡萄酒中。
具體原理是，把酒精發(fā)酵過(guò)程中所有發(fā)酵罐排出的發(fā)酵混合氣，輸送至膜分離裝置，膜分離裝置把發(fā)酵混合氣中的二氧化碳、水蒸氣、甲醇、硫化氫、氨氣等小分子氣體及部分乙醇?xì)怏w分離排出，把混合氣中大分子的主要香氣物質(zhì)進(jìn)行濃縮，把濃縮氣用葡萄酒作為吸收液進(jìn)行香氣物質(zhì)的吸收，這樣可以把葡萄果實(shí)本身含有的和酒精發(fā)酵產(chǎn)生的，大部分揮發(fā)性強(qiáng)(30℃飽和蒸氣壓約大于1kpa)的香氣物質(zhì)和少部分揮發(fā)性弱(30℃飽和蒸氣壓約小于1kpa)的香氣物質(zhì)加入到葡萄酒中。
為了獲得更多的香氣物質(zhì)，在不影響二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵進(jìn)行的情況下，對(duì)二次發(fā)酵中的原酒進(jìn)行二氧化碳升溫減壓氣提，把獲得的二氧化碳混合氣(包括二次發(fā)酵產(chǎn)生的二氧化碳混合氣)，用管道收集到儲(chǔ)氣罐，然后用空壓機(jī)加壓并輸送至膜分離裝置，膜分離裝置把混合氣中的二氧化碳、水蒸氣、甲醇、硫化氫、氨氣等小分子氣體及部分乙醇?xì)怏w分離排出，把混合氣中大分子的主要香氣物質(zhì)進(jìn)行濃縮，把濃縮氣用葡萄酒作為吸收液進(jìn)行香氣物質(zhì)的吸收，這樣可以進(jìn)一步把二次發(fā)酵原酒中的，一部分揮發(fā)性較弱的香氣物質(zhì)以及二次發(fā)酵產(chǎn)生的香氣物質(zhì)加入到葡萄酒里。
本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種在發(fā)酵過(guò)程中收集香氣物質(zhì)并加入葡萄酒的方法，把葡萄酒酒精發(fā)酵過(guò)程中發(fā)酵罐排出的發(fā)酵混合氣輸送至膜分離裝置，通過(guò)膜分離裝置把發(fā)酵混合氣中的小分子氣體及部分乙醇?xì)怏w分離排出，把大分子香氣物質(zhì)進(jìn)行濃縮，得到濃縮混合氣；然后將濃縮混合氣用葡萄酒作為吸收液進(jìn)行香氣物質(zhì)的吸收，或者將濃縮混合氣冷凝回收后，加入葡萄酒。
本方案的特點(diǎn)還在于：
進(jìn)一步地，該方法還包括：在葡萄酒二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵過(guò)程中，在發(fā)酵罐中采用二氧化碳?xì)怏w或含有二氧化碳的混合氣體對(duì)原酒進(jìn)行解吸氣提，或者采用吸收塔對(duì)原酒進(jìn)行解吸氣提；然后將解吸氣提產(chǎn)生的含有香氣物質(zhì)的混合氣通入所述膜分離裝置進(jìn)行分離，把其中的大分子香氣物質(zhì)進(jìn)行濃縮，得到濃縮混合氣；然后將濃縮混合氣用葡萄酒作為吸收液進(jìn)行香氣物質(zhì)的吸收，或者將濃縮混合氣冷凝回收后，加入葡萄酒。
進(jìn)一步地，該方法所用的膜分離裝置由互相連接的若干氣體分離膜元件組合而成，膜元件之間采用多段串聯(lián)的方式連接，每一段由若干膜元件并聯(lián)而成，后一段并聯(lián)的膜元件數(shù)量少于前一段。
進(jìn)一步地，膜元件優(yōu)選中空纖維式氣體分離膜或螺旋卷繞式氣體分離膜。
進(jìn)一步地，該方法中，在用葡萄酒作為吸收液進(jìn)行濃縮混合氣的吸收時(shí)，把濃縮混合氣處理成微氣泡通入吸收液；或者在對(duì)二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵的原酒進(jìn)行解吸氣提時(shí)，把二氧化碳?xì)怏w或含有二氧化碳的混合氣體處理成微氣泡通入二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵液。
本發(fā)明所采用的另一個(gè)技術(shù)方案是，用于上述在發(fā)酵過(guò)程中收集香氣物質(zhì)并加入葡萄酒方法的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括依次連接的酒精發(fā)酵罐、膜分離裝置和吸收罐；膜分離裝置用于把由酒精發(fā)酵罐產(chǎn)生的發(fā)酵混合氣中的小分子氣體及部分乙醇?xì)怏w分離排出，把大分子香氣物質(zhì)濃縮分離出來(lái)；吸收罐中裝有用作吸收液的葡萄酒。
本方案的特點(diǎn)還在于：
進(jìn)一步地，該系統(tǒng)還包括二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐，二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐依次與膜分離裝置和吸收罐連接，膜分離裝置用于把二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐產(chǎn)生的發(fā)酵混合氣中的小分子氣體及部分乙醇?xì)怏w分離出來(lái)，通入二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐作為二次蘋(píng)果酸-乳酸解吸氣體的氣體，同時(shí)把大分子香氣物質(zhì)濃縮分離出來(lái)，通入吸收罐；吸收罐中裝有用作吸收液的葡萄酒。
相應(yīng)的，該系統(tǒng)的膜分離裝置由互相連接的若干氣體分離膜元件組合而成，膜元件之間采用多段串聯(lián)的方式連接，每一段由若干膜元件并聯(lián)而成，后一段并聯(lián)的膜元件數(shù)量少于前一段。
進(jìn)一步地，膜元件優(yōu)選中空纖維式氣體分離膜或螺旋卷繞式氣體分離膜。
進(jìn)一步地，該系統(tǒng)中，吸收罐和二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐均安裝有微氣泡發(fā)生裝置。
本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明創(chuàng)造性地把氣態(tài)的香氣物質(zhì)濃縮并用葡萄酒來(lái)吸收。這樣可以使香氣物質(zhì)在收集到的混合氣中的濃度提高100倍以上，使得接下來(lái)的吸收操作的動(dòng)力(溶質(zhì)的濃度差)大幅提高，從而使吸收效率大幅提高，濃縮后混合氣流量大幅減少，使得吸收操作可以以很小的氣液比來(lái)進(jìn)行，從而減少作為吸收液的葡萄酒中的已有香氣物質(zhì)的解吸。用葡萄酒作為吸收液可以使本發(fā)明操作過(guò)程與其他釀造工序很好的銜接起來(lái)，使得香氣物質(zhì)被很好地保留到飲用時(shí)。本發(fā)明對(duì)二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵的原酒進(jìn)行解吸氣提然后濃縮吸收，可以使揮發(fā)性弱的香氣物質(zhì)被更多地傳質(zhì)到葡萄酒中。本發(fā)明方法容易實(shí)現(xiàn)，利用現(xiàn)有設(shè)備和工藝條件即可實(shí)施，且該方法容易規(guī)?；?，有利于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
附圖說(shuō)明
圖1是本發(fā)明的一種操作系統(tǒng)示意圖。
圖中，1.酒精發(fā)酵罐，2.二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐，3.儲(chǔ)氣罐，4.空壓機(jī)，5.氣體分離膜元件，6.吸收罐，7.二級(jí)吸收罐，8.微氣泡發(fā)生器，9.循環(huán)泵。
圖中的吸收罐可以用現(xiàn)有的陳釀罐或儲(chǔ)酒罐改造而成，儲(chǔ)氣罐在工作壓力與環(huán)境壓力差別不大時(shí)可以考慮使用現(xiàn)有的發(fā)酵罐。并聯(lián)在一起的氣體分離膜元件被稱(chēng)為一段，圖1中只畫(huà)了4段作為示意，實(shí)際應(yīng)用中應(yīng)有更多段。實(shí)際應(yīng)用中每段膜元件數(shù)量可能會(huì)很多，所以圖中每段中間用了省略號(hào)。圖中虛線表示氣體分離膜元件的滲透排出氣連接管道。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明，但本發(fā)明并不限于這些實(shí)施方式。
本發(fā)明很容易用多種設(shè)備和方案來(lái)實(shí)施，圖1中給出的就是一個(gè)比較容易在現(xiàn)有設(shè)備和工藝條件下實(shí)施且成本較低的操作系統(tǒng)。該系統(tǒng)中，酒精發(fā)酵罐1依次連接有儲(chǔ)氣罐3、空壓機(jī)4、膜分離裝置；膜分離裝置分離出的濃縮氣經(jīng)過(guò)微氣泡發(fā)生器處理成微氣泡后通入吸收罐6，膜分離裝置分離出的滲透氣經(jīng)過(guò)微氣泡發(fā)生器8處理成微氣泡后通入二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐2，二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐2也與儲(chǔ)氣罐3、空壓機(jī)4、膜分離裝置依次連接。
在葡萄酒的酒精發(fā)酵的過(guò)程中，將所有從酒精發(fā)酵罐排出的發(fā)酵混合氣體用管道收集到儲(chǔ)氣罐3，然后用空壓機(jī)4加壓后，輸送至膜分離裝置。為了使酒精發(fā)酵排出的二氧化碳混合氣中香氣物質(zhì)濃度更高，應(yīng)間斷地進(jìn)行噴淋浸漬、壓帽浸漬或攪拌浸漬，這樣可以使葡萄下表皮釋放出來(lái)的香氣物質(zhì)在皮渣帽中富集，而二氧化碳混合氣在通過(guò)皮渣帽時(shí)如同通過(guò)吸收解吸塔的填料層，可以使香氣物質(zhì)盡量多地傳質(zhì)進(jìn)入排出的二氧化碳混合氣中。
如果需要實(shí)施對(duì)二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵中的原酒進(jìn)行二氧化碳解吸氣提香氣物質(zhì)，可以選擇長(zhǎng)時(shí)間盡量多地往二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐2中通入二氧化碳或其混合氣的微氣泡進(jìn)行氣提，或者用吸收塔進(jìn)行解吸氣提。兩種方法都應(yīng)在不影響二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵進(jìn)行的情況下升溫減壓，以提高香氣物質(zhì)的提取效率。后面膜分離裝置分離出來(lái)的滲透排出混合氣可以重新用做氣提過(guò)程的氣體，滲透排出混合氣的循環(huán)要考慮硫化氫等有害物質(zhì)需要排出，可以適時(shí)適量添加純凈二氧化碳?xì)怏w逐漸排出有害物質(zhì)。
膜分離裝置由互相連接的多個(gè)氣體分離膜元件5組合而成，膜元件可以選擇中空纖維式氣體分離膜元件或螺旋卷繞式氣體分離膜元件，多孔膜應(yīng)選擇孔徑分布在0.4納米左右盡量窄的范圍內(nèi)，實(shí)驗(yàn)時(shí)可以選用生產(chǎn)純凈水的干式反滲透膜元件。膜元件可以選擇中空纖維式氣體分離膜元件、螺旋卷繞式氣體分離膜元件、生產(chǎn)純凈水的干式反滲透膜元件等等，無(wú)論使用哪種膜元件，多孔膜的都應(yīng)選擇孔徑分布在0.2～0.6nm左右的范圍內(nèi)，目的是為了把發(fā)酵混合氣中的二氧化碳、水蒸氣、甲醇、硫化氫、氨氣等小分子氣體及部分乙醇?xì)怏w分離排出，把混合氣中大分子的主要香氣物質(zhì)進(jìn)行濃縮。
膜元件之間采用如圖1所示的多段串聯(lián)的方式連接(圖中只示意了4段)，并聯(lián)在一起的氣體分離膜元件被稱(chēng)為一段，段與段之間采用串聯(lián)的方式連接，通過(guò)多段膜分離，不僅可以充分地濃縮目的物質(zhì)，還能減少膜元件的堵塞，提高濃縮度，所以氣體分離膜元件5應(yīng)盡量分成較多的段進(jìn)行串聯(lián)，最多可以設(shè)計(jì)到20段以上，后一段比前一段并聯(lián)膜元件數(shù)量要減少，第二段比第一段可減少一半以上，隨著混合氣濃度的逐漸增加，每段并聯(lián)所減少的膜元件數(shù)量越往后應(yīng)越少。為了延長(zhǎng)膜元件的使用壽命應(yīng)加裝0.1微米的微孔膜濾芯進(jìn)行預(yù)過(guò)濾，以過(guò)濾掉混合氣中的微生物、孢子、殘?jiān)?。使用前和使用后用大流量的co2氣體進(jìn)行沖洗。為了節(jié)省設(shè)備成本在膜元件所能承受的壓力和溫度范圍內(nèi)，盡量提高工作壓力，混合氣在進(jìn)入膜分離裝置前要加熱到在工作壓力下所有物質(zhì)不結(jié)露液化、不發(fā)生化學(xué)變化的溫度。在正常使用和維護(hù)的情況下，大部分膜元件可以多年使用，最后幾段為數(shù)不多的膜元件，由于工作濃度高要定期更換。
膜分離裝置分離出的濃縮混合氣可以用冷凝的辦法回收香氣物質(zhì)，但是工藝復(fù)雜成本比較高。根據(jù)道爾頓分壓定律和亨利定律可以知道，在混合氣中濃度很低的香氣物質(zhì)可以通過(guò)充分連續(xù)的吸收操作使吸收液中香氣物質(zhì)的濃度比它在氣體中高很多，所以可以把含香氣物質(zhì)的混合氣盡量濃縮，然后以盡量少的濃縮氣讓葡萄酒來(lái)吸收香氣物質(zhì)，這樣可以提高對(duì)濃縮混合氣中香氣物質(zhì)的吸收效率，減少濃縮混合氣中香氣物質(zhì)以外的氣體部分在通過(guò)葡萄酒時(shí)對(duì)其原來(lái)已有香氣物質(zhì)的解吸作用。作為吸收液的葡萄酒(即吸收罐中的葡萄酒)可以是當(dāng)年的新酒，也可以是經(jīng)過(guò)陳釀的陳酒。為了提高吸收效率應(yīng)盡量降低被當(dāng)做吸收液的葡萄酒的溫度(但不能低于葡萄酒的冰點(diǎn))。吸收過(guò)程可以用吸收塔，為了節(jié)省成本可以把濃縮混合氣處理成微氣泡通入吸收罐6，微氣泡發(fā)生器8可以用微米級(jí)的不銹鋼粉末燒結(jié)濾芯來(lái)曝氣，循環(huán)泵要裝在微氣泡發(fā)生器的后面以利微氣泡的打碎和攪動(dòng)。吸收罐6頂部可以設(shè)置氣泡阻攔網(wǎng)，同時(shí)用葡萄酒循環(huán)高壓噴淋來(lái)消除氣泡。為了使?jié)饪s混合氣中香氣物質(zhì)得到比較完全的吸收，可以用多級(jí)吸收裝置進(jìn)行吸收操作，即再設(shè)置下一級(jí)吸收罐，并同樣設(shè)置微氣泡發(fā)生器和循環(huán)泵，一級(jí)吸收罐內(nèi)未吸收的香味氣體再處理成微氣泡后通入二級(jí)吸收罐7，使香味物質(zhì)得到充分的利用。長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)的吸收過(guò)程可以使葡萄酒中揮發(fā)性強(qiáng)烈的硫化氫、氨氣等有害物質(zhì)解吸排出。如果想生產(chǎn)加氣葡萄酒，可以在吸收的過(guò)程中提高壓力，然后等壓灌裝入瓶。
酒精發(fā)酵的每個(gè)發(fā)酵罐的排氣收集管應(yīng)裝有單向閥和截止閥來(lái)防止倒流并方便其他操作。酒精發(fā)酵罐1和儲(chǔ)氣罐3應(yīng)允許出現(xiàn)罐體可以承受的負(fù)壓，以利香氣物質(zhì)進(jìn)入混合氣，方便向膜分離裝置加壓輸送混合氣的空壓機(jī)工作控制。對(duì)二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵中的原酒進(jìn)行二氧化碳升溫減壓解吸氣提香氣物質(zhì)過(guò)程中，要考慮循環(huán)氣體進(jìn)入原酒時(shí)的溫度不能太高，以及原酒溫度的控制，保證二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵的正常進(jìn)行。膜分離裝置最高工作壓力時(shí)的設(shè)計(jì)輸入通量應(yīng)大于前面工序的最大混合氣輸出通量。用來(lái)吸收香氣物質(zhì)的葡萄酒的總量要根據(jù)葡萄酒的氧化程度、二次發(fā)酵原酒氣提的混合氣量、期望的最終產(chǎn)品酒的香度和產(chǎn)量等因素來(lái)確定。
為了使以上工藝能生產(chǎn)出更滿意的芳香味葡萄酒，可以選用香氣更濃的葡萄品種，在酒精發(fā)酵后期出現(xiàn)不良?xì)馕吨耙K止混合氣的收集，在倒罐和過(guò)濾時(shí)要盡量減少在二次發(fā)酵和陳釀過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生異味的物質(zhì)，在不銹鋼罐陳釀過(guò)程中要盡量減少氧化，停止使用橡木片來(lái)遮掩修飾的做法！
經(jīng)過(guò)本發(fā)明的操作并通過(guò)調(diào)整葡萄酒的數(shù)量和吸收操作時(shí)間等工藝參數(shù)，最終得到芳香程度和類(lèi)型可以根據(jù)釀酒師的需要進(jìn)行調(diào)整的非常芳香的葡萄酒。
實(shí)施例1
本實(shí)施例以最簡(jiǎn)單的方案，較少的實(shí)驗(yàn)室釀造量，來(lái)實(shí)現(xiàn)本發(fā)明顯著增加葡萄酒香氣的目的。具體方案如下：用2個(gè)壁厚大于1mm、35升(直徑30cm高50cm)的、具有高強(qiáng)度密封蓋(最好是抱箍蓋)的不銹鋼發(fā)酵罐做酒精發(fā)酵罐。用7支有效膜面積為0.5～0.6m2/支的超低壓復(fù)合反滲透膜元件，以第一段4支、第二段2支、第三段1支的連接方法組成膜分離裝置。用12升(直徑25cm高25cm)具有高強(qiáng)度密封蓋的不銹鋼發(fā)酵罐做吸收罐。
所有的元件和裝置用2分(外徑6.35mm)的pe凈水管及相應(yīng)管件連接，酒精發(fā)酵罐排氣出口應(yīng)依次連接安全泄壓閥、開(kāi)關(guān)閥門(mén)、不銹鋼網(wǎng)過(guò)濾器，壓力表、單向閥然后連接到膜分離裝置。膜分離裝置的滲透排出氣要匯集起來(lái)通過(guò)一個(gè)水封單向閥排出，膜分離裝置通過(guò)針式調(diào)節(jié)閥與吸收罐連接，吸收罐有進(jìn)氣接口和出氣接口，進(jìn)氣接口接入濃縮氣，用2微米孔徑的長(zhǎng)度小于10cm的316不銹鋼粉末燒結(jié)濾芯來(lái)產(chǎn)生微氣泡。吸收罐出氣接口接一個(gè)與滲透氣排氣水封單向閥一樣的水封單向閥。
兩個(gè)酒精發(fā)酵罐發(fā)酵完全啟動(dòng)后接入后續(xù)系統(tǒng)，隨著酒精發(fā)酵反應(yīng)的加強(qiáng)，系統(tǒng)壓力(與環(huán)境的壓差)將升高到0.3～0.6bar，膜分離裝置靠酒精發(fā)酵產(chǎn)生的壓力對(duì)發(fā)酵混合氣進(jìn)行分離濃縮，濃縮混合氣通過(guò)針式調(diào)節(jié)閥進(jìn)入吸收罐中的不銹鋼濾芯曝氣頭變成微氣泡供吸收罐中的成品酒吸收，調(diào)節(jié)針式調(diào)節(jié)閥使吸收罐水封單向閥的排氣流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于滲透氣排氣水封單向閥的流量。
每隔8小時(shí)可以把酒精發(fā)酵罐和后續(xù)系統(tǒng)拆開(kāi)，放倒在橡膠墊上滾動(dòng)進(jìn)行浸皮。同時(shí)更換在冰柜中冷凍到-6℃的另一個(gè)裝有成品酒的吸收罐，吸收罐吸收操作時(shí)要有保溫套，兩個(gè)吸收罐輪換進(jìn)行吸收操作和制冷。一般3個(gè)晝夜酒精發(fā)酵減弱后可以停止該操作。
實(shí)施例2
本實(shí)施例提供一個(gè)進(jìn)行規(guī)模生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)用的小規(guī)模操作系統(tǒng)，該系統(tǒng)由3個(gè)10立方的立式循環(huán)噴淋不銹鋼發(fā)酵罐做酒精發(fā)酵罐，用一個(gè)10立方的立式循環(huán)噴淋不銹鋼發(fā)酵罐做二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐及微氣泡解吸氣提罐。用7支有效膜面積為30～35m2/支的為氣體分離定制的超低壓復(fù)合反滲透膜元件，以第一段4支、第二段2支、第三段1支的連接方法組成膜分離裝置。用1個(gè)10立方的立式循環(huán)噴淋不銹鋼發(fā)酵罐做吸收罐。用1個(gè)10立方的立式循環(huán)噴淋不銹鋼發(fā)酵罐做儲(chǔ)氣罐。用一臺(tái)永磁變頻螺桿式空壓機(jī)來(lái)壓縮輸送混合氣到氣體分離濃縮裝置。
所有的元件和裝置用4分的304不銹鋼管及相應(yīng)不銹鋼管件按附圖圖1的連接方法連接，酒精發(fā)酵罐排氣出口應(yīng)依次連接安全泄壓閥、開(kāi)關(guān)閥門(mén)、不銹鋼網(wǎng)過(guò)濾器，壓力表、單向閥然后連接到儲(chǔ)氣罐。儲(chǔ)氣罐要設(shè)壓力表、流量計(jì)、壓力控制器。氣體分離濃縮裝置的滲透排出氣要匯集起來(lái)通過(guò)一個(gè)三通比例調(diào)節(jié)閥接入微氣泡解吸氣提罐。在氣體分離濃縮裝置前安裝0.1微米的微孔膜濾芯進(jìn)行預(yù)過(guò)濾。氣體分離濃縮裝置通過(guò)針式調(diào)節(jié)閥與吸收罐連接。吸收罐和二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐用的微氣泡發(fā)生裝置按圖1所示制作連接，其中的微氣泡發(fā)生器可以選2微米孔徑直徑40mm長(zhǎng)500mm的316不銹鋼粉末燒結(jié)濾芯，選擇一段直徑為70mm，長(zhǎng)為600mm的316不銹鋼管，一端插入不銹鋼濾芯封好接口然后連接濃縮氣，另一端連接4分316不銹鋼出液管到循環(huán)泵，φ70管靠近不銹鋼濾芯接口的一端的側(cè)面管壁開(kāi)孔接入4分316不銹鋼進(jìn)液管。吸收罐和二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐頂部要設(shè)置氣泡阻攔不銹鋼網(wǎng)，同時(shí)用成品酒循環(huán)高壓噴淋來(lái)消除氣泡。
酒精發(fā)酵完全啟動(dòng)后，把發(fā)酵排出混合氣接入膜分離裝置，注意立式循環(huán)噴淋不銹鋼發(fā)酵罐的循環(huán)噴淋每過(guò)5小時(shí)運(yùn)行1小時(shí)。儲(chǔ)氣罐和氣體分離濃縮裝置應(yīng)提前用二氧化碳?xì)怏w沖洗并充滿二氧化碳?xì)怏w，當(dāng)儲(chǔ)氣罐儲(chǔ)氣達(dá)到設(shè)定壓力時(shí)，啟動(dòng)永磁變頻螺桿式空壓機(jī)向氣體分離濃縮裝置加壓輸送混合氣，永磁變頻螺桿式空壓機(jī)可以設(shè)置為變頻恒壓工作，當(dāng)儲(chǔ)氣罐壓力低于設(shè)定值時(shí)，空壓機(jī)停止工作，直到發(fā)酵排氣重新使儲(chǔ)氣罐達(dá)到設(shè)定的上限壓力。儲(chǔ)氣罐上限啟動(dòng)壓力可以設(shè)置為120千帕，停止下限可以設(shè)置為80千帕?？諌簷C(jī)圧縮圧力根據(jù)總輸入流量可以設(shè)置在5～10bar之間某一數(shù)值，空壓機(jī)的恒壓工作壓力應(yīng)設(shè)置得盡量使儲(chǔ)氣罐壓力不要經(jīng)常達(dá)到下限停機(jī)值。濃縮混合氣在進(jìn)入膜分離裝置前應(yīng)根據(jù)壓力加熱到30～50℃。滲透排出混合氣進(jìn)入氣提罐時(shí)應(yīng)降溫到35℃以下，并調(diào)節(jié)三通比例閥使氣提氣體流量滿足系統(tǒng)整體正常工作要求。二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵罐工作溫度為35℃，壓力為50～100千帕。調(diào)節(jié)膜分離裝置與吸收罐之間的針式調(diào)節(jié)閥可以控制濃縮混合氣流量便于調(diào)節(jié)吸收操作。吸收罐中灌裝前的成品酒應(yīng)被冷卻到-7℃以利吸收操作進(jìn)行?？梢詫?duì)酒精發(fā)酵和二次蘋(píng)果酸-乳酸發(fā)酵氣提同時(shí)進(jìn)行本實(shí)施例操作，也可以單獨(dú)進(jìn)行。