CN102352295A - 大罐陈化黄酒系统设计的方法 - Google Patents

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韩笑
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Abstract

大罐陈化黄酒系统设计的方法，属于生物工程技术领域。本发明涉及一种黄酒的杀菌方法和一种大罐陈化黄酒系统的设计，黄酒原酒先通过高温瞬时杀菌机进行杀菌处理；杀菌后的黄酒流经换热器冷却至常温，再将其输送至不锈钢大罐中进行贮存；不锈钢大罐上设有pH、压力、温度、液位、溶解氧等监测探头，在陈化期用计算机在线监测；整个系统可代替传统陶坛贮存黄酒工艺，实现黄酒陈化，进而实现黄酒从生产到贮存的连续化。本方法很好地解决黄酒业仓储紧张、成本高昂、品质不稳定等问题，对食品安全保障和提高生产效率起到积极作用，为实现黄酒生产的全程机械化创造了条件，使黄酒工厂实现文明卫生车间成为可能，对于企业技术进步和经济效益的提高具有重要的意义。

Description

大罐陈化黄酒系统设计的方法
技术领域
本发明涉及影响黄酒贮存陈化的条件，具体地说是一种基于大罐陈化黄酒的系统设计，该系统可代替传统陶坛贮存黄酒工艺，实现黄酒的陈化。属于生物工程技术领域。
背景技术
黄酒贮藏称为“陈化”，也有专家称之为“陈酿”或“后熟”，指新酿制的原品酒在陶坛中贮存、陈化的过程。通常新酿制出来的黄酒口味比较粗糙、闻香不足，较刺激，欠柔和，而通过陈化可以有效促进酒精分子之间、酒精分子与水分子的缔合，促进醇与酸的酯化，使酒香味馥郁，口味甘顺、柔和。因此，黄酒通常需要至少一年的贮存陈化后才能出售，要得到优质的黄酒则需要陈化更长时间，这样黄酒特有的醇香才更加浓郁，更加细腻，酒质也更加协调，口感更舒适。
目前，全国各黄酒生产企业均采用陶坛贮存、陈化黄酒。但是，采用陶坛贮存和陈化黄酒存在很多缺点。其一是此容器是易碎品，在运输过程中，搬运难度和强度均较大，虽十分小心，还是存在一定的破损。其二是陶坛均为圆柱型．存贮时占库面积较大，一般的简易仓库每平米只能存放18坛左右，即便是标准仓库，每平米也只能存放28坛左右。其三是陶坛渗漏、疵点较多，不利黄酒的陈化，虽经修坛工一到二次的修理，不可能一个不漏地修补好，有的陶坛贮存数年后，酒只剩半坛的现象也占一定比例，同时新烧制的酒坛，坛壁的毛细孔较多，贮存时酒的损耗较大，因此修坛的质量管理工作，无论对降低损耗，还是确保坛内酒基的质量，都显得十分重要。同时黄酒在陶坛中存放一年的正常损耗在2％以上。所以陈酿黄酒存贮年份越长，贮酒成本就越高。
黄酒生产中采用的杀菌工艺称之为煎酒。目前各黄酒生产企业采用的煎酒温度大多为85~90℃。煎酒的目的主要有四个：加热杀菌，破坏残存酶的活性，有利于黄酒的生物稳定性；促使酒中蛋白质及其他胶体等热凝物凝固而色泽清亮，从而提高黄酒的非生物稳定性；使醛类等不良成份挥发；促进黄酒的老熟，消除生酒的杂味而改善酒质。然而，目前的煎酒工艺存在一定的不足，煎酒时间通常较长，对黄酒的风味物质损害较大。广泛用于鲜奶灭菌工艺的高温瞬时杀菌技术主要具有以下优点：1、产品安全性高，由于采用高温瞬时灭菌，故灭菌效果特佳；2、高温瞬时杀菌设备易与其他设备实现串联，有利于实现连续化生产；3、因为杀菌是瞬时的，受热时间短，可较大程度保留风味物质，从而获得优质产品；4、经济性能高，高温瞬时杀菌设备在设计上采用有冷热料的热交换器，具有废热利用的经济效果，故蒸汽消耗量小；另外，与传统杀菌设备相比，可降低其他设备投资（如锅炉及其附属设施），可减少耗电量，节省人力和土地，“三废”排放较低，等等。因此，鉴于高温瞬时杀菌技术的特点和优势，将此应用于黄酒的杀菌工艺中，简化工艺流程，实现串罐杀菌，连续化生产。
因此，就黄酒业传统煎酒工艺的缺点，有必要采用一种新的杀菌方法代替传统煎酒工艺，将其用于黄酒杀菌工艺中，提高杀菌后的黄酒的品质。就采用陶坛贮酒而产生的劳动强度大、占地面积广、成本高、酒损失大、不利于连续化生产等缺点，有必要设计出全新的黄酒贮存方法和陈化系统。
发明内容
本发明的目的是为克服上述一系列不足之处，提供一种高温瞬时处理黄酒的方法以及大罐陈化黄酒的系统设计。整个系统包括高温瞬时杀菌系统、换热冷却设备、在线监测装置、CIP清洗杀菌系统以及贮酒大罐。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现，一种大罐陈化黄酒系统设计的方法：
（1）高温瞬时杀菌：利用管板式组合式超高温瞬时杀菌机，型号：PT-20C-R，高温瞬时杀菌机处理黄酒原酒，处理温度范围为90℃~140℃，处理时间范围为5 s~30 s；
（2）杀菌后冷进罐：黄酒原酒经杀菌处理后，先流经换热器冷却至常温，再将其输送至不锈钢大罐中进行贮存；与以前的热进罐相比，冷进罐的优点和意义在于，避免热进罐后大罐内部形成负压，这样会极易染菌，另外热进罐对黄酒风味的影响也很大；
（3）对大罐中黄酒进行在线监测：大罐设计时其上配有监测pH、压力、温度、液位、溶解氧等的探头装置，并且这些装置均与计算机相连，能够实现对参数的实时监测与控制，保证黄酒品质，另外，为了系统的安全性，所有装置均设有手动闸；在大罐贮存黄酒的过程中，通过计算机记录各个参数的变化状况，一出现异常情况，能够发出警报或自动调节；因此，在黄酒陈化期间利用计算机进行在线监测，可实现高效统一管理，一方面保证黄酒的安全和品质，另一方面，通过计算机对监测数据的记录和分析，可用于预测黄酒的陈化效果。
（a）pH监测方法：在贮存期间，通过与计算机相连的pH探头测量、显示并记录黄酒的pH值；未变质黄酒的pH值一般在3.5~4.6的范围之内，若陈化期间pH值出现大范围波动，应密切关注，尤其应注意pH值降低的现象；pH<3.5，说明黄酒很可能已发生酸败，及时取样检测总酸，发现酸败须及时进行串罐杀菌；并及时查明原因，采取有效应对措施；记录陈化过程中黄酒pH变化范围，作为研究依据，试验黄酒酸败点；
（b）温度监测方法：在贮存期间，通过与计算机相连的温度计探头监测环境温度和黄酒品温，出现极寒极热气候时则采取适当措施；
（c）压力监测方法：在贮存期间，通过与计算机相连的压力探头显示大罐的压力值；压力由正压变为常压或负压时，检测大罐密封性（包括各阀门），检查大罐上各装置是否工作正常，若密封性良好、各装置无异常，说明染菌可能性大，应及时取样检测，采取有效应对措施；
（d）液位监测方法：液位探头用于显示大罐中液体量的多少；监测液位可有效控制黄酒注入的量，防止过多或过少，保证合理利用大罐空间；倒罐时可作为度量的指示指标；
（e）溶解氧监测方法：在贮存期间，通过与计算机相连的溶解氧探头显示黄酒中的溶解氧值；用于研究陈化过程黄酒中溶解氧变化；溶解氧减少过快，耗氧量增大，说明染菌的可能性很大，及时取样检测，杀菌。
（4）一种串罐杀菌的方法：黄酒在陈化过程中出现染菌等质量问题，利用管道输送至串联罐中，然后再输送至杀菌设备进行高温瞬时杀菌；同时，对贮存用大罐和相关管道实施CIP清洗（即就地清洗）和杀菌工序；最后将经过杀菌后的黄酒输送至换热器冷却至常温，再输送到大罐中继续贮存。
本发明的有益效果：这一方法的建立及系统的设计将很好地解决黄酒产业仓储紧张、成本高昂、品质不稳定等问题，而且对食品安全保障和提高生产效率起到积极作用，为实现黄酒生产的全程机械化创造了条件和基础，使黄酒工厂实现文明卫生车间成为了可能，对于企业技术进步和经济效益的提高具有重要的意义。
附图说明
图1大罐陈化黄酒系统及流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
利用管板式组合式超高温瞬时杀菌机（型号：PT-20C-R）对2009年份产的黄酒原酒进行杀菌处理，然后进行检测。实施例1包括以下内容：
1、样品：2009年产的黄酒；
2、处理温度：95℃，121℃，130℃。
3、处理时间：5 s。
4、黄酒样品处理后的结果：
（1）总糖：
在分别经过95、121、130℃的高温处理后，黄酒样品中的总糖含量变化很小，没有很大的损失。如表1所示。
表1
处理温度/℃ 总糖含量/(g/L)
95 25.33±0.15
121 25.07±0.06
130 24.62±0.25
（2）游离氨基酸：
游离氨基酸的含量并不是随着温度的升高而减少的，在高温还有增大的现象，所以高温下并没有造成黄酒中氨基酸的大量流失，没有影响黄酒的营养价值。如表2所示。
表2
（3）颜色深浅：
利用分光光度计，在不同的检测波长下，检测不同温度处理后黄酒的透射率，随着温度的升高，黄酒的颜色变化不大，几乎没有影响。如表3所示。
表3
检测波长 水 95℃ 121℃ 130℃
420 nm 100 5.6 5.3 5
520 nm 100 28.8 25.8 26
620 nm 100 65.5 61.3 61.3
720 nm 100 85.8 81.9 81.4
实施例2
利用管板式组合式超高温瞬时杀菌机（型号：PT-20C-R）对2009年份产的黄酒原酒进行杀菌处理，然后进行酒精度、总糖、pH、氨基酸、颜色等指标的检测，发现经高温瞬时杀菌处理后的黄酒各项指标均符合生产要求。实施例2包括以下内容：
1、样品：2009年产的黄酒；
2、处理温度：90℃、100℃、110℃、120℃、130℃、140℃；
3、处理时间：5 s；
4、黄酒样品处理后的结果：
（1）酒精度：
表4
处理温度 90℃ 100℃ 110℃ 120℃ 130℃ 140℃
酒精度 18.43±0.57 17.43±1.15 17.10±1.23 18.55±0.69 17.60±1.48 18.87±0.55
数据经显著性分析后，各组间均无显著性差异。从酒精度的角度分析，说明在90~140℃进行5s瞬时杀菌是可行的，不会造成酒精度的减小。
（2）总糖：
表5
处理温度 90℃ 100℃ 110℃ 120℃ 130℃ 140℃
总糖/(g/L) 26.93±0.86 25.49±0.95 26.21±0.56 27.10±0.36 25.70±1.10 26.83±0.36
数据经显著性分析后，各组间均无显著性差异。从总糖的角度分析，说明在90~140℃进行5s瞬时杀菌是可行的，高温不会造成黄酒中总糖量的减少。
（3）pH：
表6
处理温度 90℃ 100℃ 110℃ 120℃ 130℃ 140℃
pH 4.21±0.02 4.22±0.03 4.23±0.02 4.25±0.02 4.22±0.02 4.23±0.02
数据经显著性分析后，各组间均无显著性差异。pH值通常作为判断黄酒是否酸败变质的重要指标之一，未变质黄酒的pH值一般在3.5~4.6的范围之内。从pH的角度分析，黄酒经不同温度处理后，pH值在正常范围内，说明在90~140℃进行5s瞬时杀菌是可行的。
（4）氨基酸：
数据经显著性分析后，发现随着UHT杀菌温度的升高，除丙氨酸和脯氨酸外，各氨基酸含量的变化均无显著性差异。其中，ala和pro均是甜味氨基酸，并不会显著影响黄酒的感官。从氨基酸的角度分析，说明在90~140℃进行5s瞬时杀菌是可行的。
表7
Figure 2011103219125100002DEST_PATH_IMAGE002
注：“*”表示显著性差异大小，个数越多表示显著性差异越大
（5）颜色：
对黄酒进行色彩色差值的检测，数据经显著性分析后，L值各组之间均无显著性差异，而a值和b值的显著性差异几乎只存在于90℃对其他所有组的温度。
实施例3
利用管板式组合式超高温瞬时杀菌机（型号：PT-20C-R）对2005年份产的黄酒原酒进行杀菌处理，然后进行酒精度、总糖、pH、氨基酸、颜色等指标的检测，发现经高温瞬时杀菌处理后的黄酒各项指标均符合生产要求。实例3包括以下内容：
1、样品：2005年产的黄酒；
2、处理温度：90℃、100℃、110℃、120℃；
3、处理时间：15 s；
4、黄酒样品处理后的结果：
（1）pH：
表8
样品 pH
90℃.15s 4.35±0.03
100℃.15s 4.35±0.03
110℃.15s 4.35±0.02
120℃.15s 4.36±0.01
数据经显著性分析后，各组间均无显著性差异。pH值通常作为判断黄酒是否酸败变质的重要指标之一，未变质黄酒的pH值一般在3.5~4.6的范围之内。从pH的角度分析，黄酒经不同温度处理后，pH值在正常范围内，说明在90~120℃进行15s瞬时杀菌是可行的。
（2）酒精度：
表9
样品 酒精度
90℃.15s 16.13±0.37
100℃.15s 15.93±0.67
110℃.15s 16.19±0.50
120℃.15s 15.97±0.85
数据经显著性分析后，各组间均无显著性差异。从酒精度的角度分析，说明在90~120℃进行15s瞬时杀菌是可行的，不会造成酒精度的减小。
（3）可溶性固形物：
表10
样品 可溶性固形物含量
90℃.15s 10.88±1.33
100℃.15s 11.16±1.21
110℃.15s 11.18±1.07
120℃.15s 11.72±0.63
数据经显著性分析后，各组间均无显著性差异。说明在90~120℃进行15s瞬时杀菌不会引起可溶性固形物的变化。
（4）总糖：
表11
样品 总糖
90℃.15s 23.42±0.20a
100℃.15s 23.97±0.21a
110℃.15s 24.62±0.26b
120℃.15s 23.83±0.37a
注：a和b表示数据在不同的显著性差异水平上
数据经显著性分析后，经110℃温度处理后总糖的含量较其他组高，总糖的含量不会随着温度的升高而减小。从总糖的角度分析，说明在90~120℃进行15s瞬时杀菌是可行的，高温不会造成黄酒中总糖量的减少。
实施例4
黄酒经高温瞬时杀菌后，经换热冷却至25℃，可以避免热进罐后形成负压，进而避免染菌，同时也避免了热进罐对黄酒风味造成不良影响。

Claims (1)

1.一种大罐陈化黄酒系统设计的方法，其特征在于：
（1）高温瞬时杀菌：利用管板式组合式超高温瞬时杀菌机，型号：PT-20C-R，高温瞬时杀菌机处理黄酒原酒，处理温度范围为90℃~140℃，处理时间范围为5 s~30 s；
（2）杀菌后冷进罐：黄酒原酒经杀菌处理后，先流经换热器冷却至常温，再将其输送至不锈钢大罐中进行贮存； 
（3）对大罐中黄酒进行在线监测：大罐设计时其上配有监测pH、压力、温度、液位、溶解氧的探头装置，并且这些装置均与计算机相连，能够实现对参数的实时监测与控制，另外，为了系统的安全性，所有装置均设有手动闸；在大罐贮存黄酒的过程中，通过计算机记录各个参数的变化状况，一出现异常情况，能够发出警报或自动调节；
（a）pH监测方法：在贮存期间，通过与计算机相连的pH探头测量、显示并记录黄酒的pH值；未变质黄酒的pH值在3.5~4.6，若陈化期间pH值出现大范围波动，应密切关注，尤其应注意pH值降低的现象；pH<3.5，说明黄酒很可能已发生酸败，及时取样检测总酸，发现酸败须及时进行串罐杀菌；并及时查明原因，采取有效应对措施；记录陈化过程中黄酒pH变化范围，作为研究依据，试验黄酒酸败点；
（b）温度监测方法：在贮存期间，通过与计算机相连的温度计探头监测环境温度和黄酒品温，出现极寒极热气候时则采取适当措施；
（c）压力监测方法：在贮存期间，通过与计算机相连的压力探头显示大罐的压力值；压力由正压变为常压或负压时，检测大罐包括各阀门的密封性，检查大罐上各装置是否工作正常，若密封性良好、各装置无异常，说明染菌可能性大，应及时取样检测，采取有效应对措施；
（d）液位监测方法：液位探头用于显示大罐中液体量的多少；监测液位有效控制黄酒注入的量，防止过多或过少，保证合理利用大罐空间；倒罐时作为度量的指示指标；
（e）溶解氧监测方法：在贮存期间，通过与计算机相连的溶解氧探头显示黄酒中的溶解氧值；用于研究陈化过程黄酒中溶解氧变化；溶解氧减少过快，耗氧量增大，说明染菌的可能性很大，及时取样检测，杀菌；
（4）一种串罐杀菌的方法：黄酒在陈化过程中出现染菌质量问题，利用管道输送至串联罐中，然后再输送至杀菌设备进行高温瞬时杀菌；同时，对贮存用大罐和相关管道实施CIP清洗和杀菌工序；最后将经过杀菌后的黄酒输送至换热器冷却至常温，再输送到大罐中继续贮存。
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