家用葡萄酒酿造装置研究

张义胜 董雷 李雷 李素云

摘要：针对自家酿造葡萄酒费时费力、无法保证卫生等问题，设计一种有助于提高葡萄酒土法酿造效率和质量的酿酒装置。阐述家用葡萄酒土法酿造装置的结构组成、酿造过程及方法，并对葡萄籽粒破碎器、挤压器、过滤器、抽吸器等主要部件进行优化设计。该装置能够满足葡萄酒自酿自用的需要。

关键词：葡萄酒; 酿造装置;破碎器;挤压器;过滤器

中图分类号：TS262.6;TH122    文献标识码：A    文章编号：1674-1161（2022）03-0028-03

人类酿造葡萄酒已有6 000余a的悠久历史，葡萄酒具有舒缓疲劳、减轻病痛、消毒杀菌、美容养颜等功能，成为深受人们喜爱的饮品。我国葡萄价格不高，葡萄酒自酿技术也不复杂，一些人喜欢自酿自用葡萄酒。但家中自酿葡萄酒会出现以下问题：一是需手工将葡萄破碎至发酵瓶中，作业效率低下，卫生难以保障;二是在葡萄酒发酵过程中，葡萄皮漂浮在酒液上方，需要反复用筷子将葡萄皮压入酒液才能保证葡萄皮参与发酵，而这就需要频繁开启发酵器，容易导致细菌侵入酒液;三是每次发酵完成后需要采用虹吸法将酿出的酒转移至发酵器，实际操作是直接用嘴抽吸转移管，导致卫生无法保证，且用细纱布过滤发酵剩下的葡萄皮、籽、糟等需直接用手挤压，导致费时费力、效率低下、极不卫生。针对这些问题，设计一种卫生、方便、高效的家用土法酿造葡萄酒装置，并获得国家发明专利。

1 家用土法酿造葡萄酒装置优化设计

1.1 总体结构

家用土法酿造葡萄酒需要经过发酵容器清洗、葡萄冲洗、葡萄破碎、发酵、添加冰糖、沉淀等工艺过程。本研究设计的家用土法酿造葡萄酒装置主要由发酵容器盖、透气盖、发酵容器、葡萄皮、籽粒过滤器四部分组成。发酵容器盖和透气盖之间的空隙需要装入适当高度的密封水。葡萄酒一次发酵时需要葡萄籽粒破碎器、挤压器、过滤器、发酵容器等器具，二、三次发酵时需要抽吸器、发酵容器等器具。该装置结构如图1所示。

1.2 破碎器

葡萄籽粒破碎器由破碎桶、十字刀、破碎活塞、破碎提手组成，如图2所示。

破碎桶的前段呈锥形，前部设有挤出口，挤出口的口径小于葡萄籽粒;十字刀为十字交叉的两片不锈钢刀片，同轴固定在破碎桶前段;破碎活塞充塞在破碎桶內，破碎提手一端固定在破碎活塞中部;整个葡萄由破碎桶后端装入，经前部挤出口流出，装入发酵容器内部的葡萄皮及籽粒过滤器进行发酵。

1.3 过滤器

葡萄皮及籽粒过滤器由压盖提手、压盖、筛网筒体三部分组成。筛网筒体四周布满小孔，葡萄皮及籽粒装在筛网筒体内。筛网筒体高度小于发酵容器，压盖与筛网筒体用螺纹连接，压盖提手下端固定在压盖中部。过滤器安装在发酵容器的中间部位，其作用是将葡萄皮、籽粒始终寝浸在葡萄汁中以保证发酵效果。同时，隔离葡萄皮、籽粒和葡萄汁，以便在葡萄酒一次发酵完成时能够方便地去除葡萄皮和籽粒。葡萄皮及籽粒过滤器结构组成如图3所示。

1.4 挤压器

葡萄酒完成一次发酵后需将葡萄皮、籽粒挤压过滤出来，此时需要葡萄皮挤压器。葡萄皮挤压器由挤压塞、挤压塞提手、连接法兰、筛网筒体组成，连接法兰的螺纹口径与筛网筒体相适应，法兰直径小于发酵容器进口，挤压塞提手穿过连接法兰中部后下端固定在挤压塞上。其结构如图4所示。

将一次发酵的葡萄皮、籽粒混合物分批装入葡萄皮挤压器的筛网筒体内部，通过挤压使葡萄酒汁进入发酵容器，进行第二次发酵。挤压后葡萄皮、籽粒混合物，从筛网筒体上部倒掉。挤压器与发酵容器组装示意图如图5所示。

1.5 抽吸器

第二次发酵完成后，葡萄酒的清澈度和口感通常难以达标，还需第三次发酵。将二次发酵的葡萄汁抽入第三次发酵容器，需要使用抽吸器，其工作示意图如图6所示。

在葡萄汁的抽吸过程中，抽吸管一端需要插在发酵容器底部，这样会不可避免地将细粉末状的酒液抽入下一瓶，且易堵塞抽吸管。为此，在抽吸管插入发酵容器的一端安装外表面布满小孔的球形过滤器，以避免细粉末状的酒液抽入下一瓶，从而大大提高葡萄酒的清澈度。

葡萄汁抽吸器由抽吸筒、抽杆、葡萄汁入口、葡萄汁出口组成，其结构示意图如图7所示。

抽吸筒的前端设有葡萄汁入口，入口与抽吸塑料管相接。抽吸筒中部开设葡萄汁出口，该出口对准三次发酵容器的进口。抽杆一端设有活塞，活塞充塞在抽吸筒内腔。当抽杆拉动活塞来回移动时，抽吸筒内腔前端产生真空，葡萄汁便由出口吸出，进入三次发酵容器。

2 酿造过程及方法

1） 将发酵容器充分清洗后凉干，取成熟的葡萄，挑除烂葡萄珠。将整串冲洗干净，晾干至表面没有水珠，随后清洁双手，摘除葡萄蒂。

2） 将晾干净的葡萄籽粒装入破碎桶内，推动破碎活塞，挤压破碎桶内的葡萄籽粒。葡萄籽粒经十字刀破碎后从挤出口挤出，破碎的葡萄皮及籽粒则装入筛网筒体内。

3） 将挤压器的法兰连接在筛网筒体上，再利用连接法兰将筛网筒体架在发酵容器瓶口。随时用挤压塞挤压葡萄皮及籽粒，挤出的葡萄汁经筛网筒体四周的小孔流入发酵容器瓶内。重复操作，直至筛网筒体装满后取下连接法兰。把压盖固定在筛网筒体上，将葡萄皮及籽粒过滤器沉入发酵容器中。拧紧发酵容器盖和透气盖，并在发酵容器盖内装入适当高度的密封水，密封水的高度以不超过透气盖高度为宜，以免水渗入发酵容器瓶内，然后将发酵容器放在阴凉通风处。

4） 大约12 h内，葡萄开始发酵，此时葡萄汁中有较多气泡产生。发酵开始后的1～2 d内，向发酵容器中放入适量冰糖或白糖（冰糖或白糖与葡萄的质量比为1∶20）并搅拌均匀，以提高酒精度。发酵开始3～4 d后，再放入等量的冰糖或白糖。

5） 發酵开始15 d后完成第一次发酵，并将整个葡萄皮及籽粒过滤器提出发酵容器。筛网筒体中的葡萄酒汁滤入发酵容器，筛网筒体重新装上葡萄皮挤压器对其中的葡萄皮和籽粒进行挤压。抽吸筒一端的抽吸塑料管放入葡萄酒汁中，抽杆在抽吸筒体内不断抽动，将发酵后的葡萄酒汁转移至二次发酵容器内。二次发酵器留有1/10空隙，放在阴凉处进行二次发酵。

6） 2个月后再过滤1次，将剩余的沉淀物倒出，使酒液变得清澈，二次发酵完成。此时，葡萄酒的清澈度、口感仍然不达标，需要第三次发酵。采用葡萄汁抽吸器，将酒液导入其他容器进行第三次发酵。经过此次沉淀、发酵，葡萄酒已被加工成干红。

3 结论

针对家中自酿葡萄酒费时费力、效率低下、卫生难以保证等问题，设计一种能有效提高葡萄酒土法酿造质量的酿酒装置。该装置主要由发酵容器盖、透气盖、发酵容器、葡萄皮、籽粒过滤器四部分组成，作业效率高，使用操作方便，能够满足葡萄酒自酿自用的需要。

参考文献

[1]  SOLEAS G J，DIAMANDIS E P，GOLDBERG D M.Wine as a biological fluid： history，production，and role in disease prevention[J].J Clin Lab Anal，1997，11（ 5） ： 287-313.

[2] AURIFEILLE J M， QUESTER P G， HALL J， et al. Investigating situational effects in wine consumption： a means-end approach[J].Eur Adv Con Res， 1999（4）： 104-111.

[3] YU Y， SUN H， GOODMAN S. Chinese choices： a survey of wine consumers in Beijing[J]. Int J Wine Bus Res， 2009， 21（2）： 155-168.

[4] 许引虎， 张方方， 张衡，等. 葡萄酒与人体健康的研究进展[J]. 酿酒科技，2016（12）：94-98.

Research on Household Wine-making Device

ZHANG Yisheng1， DONG Lei2， LI Lei3， LI Suyun4

（1. Zibo City Institute of Agricultural Mechanization， Zibo Shandong 255086， China; 2. Boshan District Second Vocational Secondary Professional School， Zibo Shandong 255000， China; 3. Zibo Yuanshan Forest Farm ， Zibo Shandong 255000， China; 4. Zhangdian District Pannan Primary School， Zibo Shandong 255000， China）

Abstract： In view of the problems of time consuming and energy consuming and unsanitary， a wine-making device was designed to improve the efficiency and quality of local wine-making. It expounds the structure composition， brewing process and method of household local wine brewing device， and optimizes the main component design of grape skin and seed crusher， extruder， filter and suction device. The device can meet the needs of wine self-rewing and self-use

Key words： wine; brewing device; crusher; extruder; filter