Trong sản xuất rượu vang nho, các thiết bị làm lạnh nước (thường được trang bị mạch ethylene glycol/nước đá) chủ yếu được sử dụng trong sáu giai đoạn chính: lên men kiểm soát nhiệt độ, ngâm lạnh, làm trong nước ép, ổn định lạnh, ủ và bảo quản, và làm lạnh trước khi đóng chai. Chức năng cốt lõi của chúng là kiểm soát nhiệt độ chính xác, bảo quản hương vị, tăng cường độ ổn định và ngăn ngừa hư hỏng.
I. Sau thu hoạch: Làm lạnh sơ bộ nho/nước ép và ngâm lạnh (chủ yếu dành cho rượu vang nho đỏ)
Làm lạnh sơ bộ chùm nho: Hạ nhanh nhiệt độ xuống 10–15℃ sau khi thu hoạch để ức chế quá trình oxy hóa và sự phát triển của vi sinh vật, bảo quản hương thơm của trái cây; sử dụng nước lạnh + bộ trao đổi nhiệt dạng tấm hoặc làm mát bằng phun sương.
Ngâm lạnh (ngâm lạnh): Sau khi nghiền, hạ nhiệt độ xuống 5–12℃ và duy trì nhiệt độ này trong 3–7 ngày; chiết xuất sắc tố, tannin và hương thơm ở nhiệt độ thấp, giảm vị đắng; kiểm soát nhiệt độ bằng cách sử dụng áo khoác thùng lên men/tấm làm mát bên trong + nước lạnh ethylene glycol.
Làm trong nước ép nho trắng ở nhiệt độ thấp: Sau khi ép, làm nguội đến 4–6℃ và để yên trong 24–72 giờ; điều này thúc đẩy sự kết tủa của pectin và tạp chất, cải thiện độ trong và hương vị; quá trình làm lạnh được thực hiện bằng nước đá (0–5℃) + bộ trao đổi nhiệt.
II. Giai đoạn lên men: Lên men có kiểm soát nhiệt độ (bắt buộc đối với cả rượu vang đỏ và trắng)
Quá trình lên men là một phản ứng tỏa nhiệt (khoảng 2,5–3,5 kJ/L・℃). Nhiệt độ không được kiểm soát có thể dẫn đến mất hương thơm, men bị lão hóa sớm và nhiễm bẩn bởi các vi sinh vật khác.
Lên men rượu vang trắng: Nhiệt độ được kiểm soát ở 10–18℃ (12–15℃ đối với rượu vang trắng khô cao cấp); nhiệt độ thấp giúp bảo quản hương thơm hoa quả và độ chua thanh mát; nước lạnh ethylene glycol 50% (-2~5℃) được tuần hoàn trong lớp vỏ/ống xoắn bên trong.
Quá trình lên men rượu vang đỏ: Nhiệt độ được kiểm soát ở mức 22–30℃ (24–26℃ đối với rượu vang cao cấp); điều này giúp cân bằng quá trình chiết xuất tannin và hương thơm trái cây, tránh vị cháy do nhiệt độ cao; trong giai đoạn lên men mạnh (nhiệt độ tăng nhanh), cần làm lạnh với lượng lớn để nhanh chóng loại bỏ nhiệt.
Thiết bị chính: Bồn lên men bằng thép không gỉ có lớp vỏ bọc, tấm/cuộn làm mát bên trong, bộ trao đổi nhiệt dạng tấm, máy làm lạnh ethylene glycol (nước cấp -5~7℃).
III. Sau quá trình lên men: Xử lý ổn định lạnh (Bắt buộc, bước quan trọng trước khi đóng chai)
Nguyên lý: Làm lạnh đến điểm đóng băng của rượu vang (khoảng -1~-4℃, = -nồng độ cồn + 0,5%), duy trì trong 7–14 ngày; thúc đẩy quá trình kết tinh và kết tủa kali bitartrat (tartrat), ngăn ngừa hiện tượng đục và lắng cặn trong chai.
Nhiệt độ: -1~-4℃ (điều chỉnh theo nồng độ cồn), cần thiết bị làm lạnh ở nhiệt độ thấp (ethylene glycol, -5~0℃) để kiểm soát nhiệt độ ổn định.
Chức năng: Cải thiện độ ổn định sinh học/vật lý, kéo dài thời hạn sử dụng và cải thiện hương vị.
IV. Giai đoạn ủ/bảo quản: Bảo quản trong hầm rượu ở nhiệt độ không đổi và kiểm soát nhiệt độ thùng gỗ.
Ủ trong thùng thép không gỉ: Kiểm soát nhiệt độ ở 10–15℃ (Rượu vang đỏ 12–15℃, Rượu vang trắng 10–12℃); làm chậm quá trình oxy hóa và thúc đẩy sự hòa quyện hương vị; sử dụng lớp vỏ tuần hoàn với nước đá (5–10℃).
Ủ trong thùng gỗ sồi: Nhiệt độ hầm rượu ổn định ở 12–16℃, độ ẩm 60–75%; thiết bị làm lạnh kết hợp với hệ thống điều hòa không khí/làm mát bằng không khí để kiểm soát nhiệt độ, tránh sự dao động nhiệt độ trong thùng gỗ ảnh hưởng đến chất lượng rượu vang.
Thùng chứa rượu thành phẩm: Bảo quản tạm thời trước khi đóng chai, kiểm soát nhiệt độ ở 8–12℃; Duy trì độ trong suốt và ổn định, ngăn ngừa quá trình lên men thứ cấp.
V. Chuẩn bị trước khi đóng chai: Làm lạnh nhanh và kiểm soát nhiệt độ đóng chai
Làm lạnh nhanh: Làm lạnh đến 4–10℃; làm giảm hoạt tính của rượu nho, giảm bọt và tạo điều kiện thuận lợi cho việc lọc và đóng chai vô trùng; sử dụng bộ trao đổi nhiệt dạng tấm + nước đá (0–5℃) để làm lạnh nhanh.
Kiểm soát nhiệt độ trên dây chuyền đóng chai: Duy trì nhiệt độ 6–10℃ để ngăn ngừa nổ chai, mất hương thơm và nhiễm khuẩn do nhiệt độ cao; máy làm lạnh cung cấp khả năng làm mát cho áo làm mát/tấm trao đổi nhiệt của khu vực đóng chai.
VI. Các quy trình phụ trợ: Làm mát nhà xưởng và thiết bị
Làm mát khu vực nghiền/ép nho: Kiểm soát nhiệt độ 15–20℃ trong mùa nhiệt độ cao để ngăn ngừa quá trình oxy hóa nước nho và sự phát triển của các vi sinh vật không mong muốn.
Kích hoạt/nuôi cấy men: Kiểm soát nhiệt độ 20–25℃ để đảm bảo hoạt động của men và khởi động quá trình lên men ổn định.
Làm mát nước vệ sinh CIP: Làm mát đến nhiệt độ phòng/nhiệt độ thấp sau khi vệ sinh để bảo vệ thiết bị và ngăn ngừa cặn nhiệt độ cao ảnh hưởng đến chất lượng của các mẻ rượu vang tiếp theo.
Những yếu tố cần cân nhắc khi lựa chọn máy làm lạnh nước:
Loại: Máy làm lạnh glycol được ưa chuộng trong ngành sản xuất rượu vang (chống đông, chống ăn mòn), với phạm vi nhiệt độ điều chỉnh từ -10 đến 20℃.
Công suất làm lạnh: Được thiết kế dựa trên tải nhiệt tỏa ra tối đa của quá trình lên men + tải ổn định lạnh; tải lên men ≈ gấp đôi tải ổn định lạnh, cho phép một thiết bị hoạt động và một thiết bị dự phòng/hai thiết bị hoạt động song song.
Độ chính xác nhiệt độ: Lên men ±0,5℃, ổn định lạnh ±0,3℃, đảm bảo chất lượng rượu vang ổn định.
Tại sao cần tháp giải nhiệt tuần hoàn kín để sản xuất phô mai?
Tháp giải nhiệt tuần hoàn kín cho các ứng dụng làm mát quy trình
Máy làm lạnh được sử dụng như thế nào trong ngành sản xuất mỹ phẩm?
Máy làm lạnh được sử dụng như thế nào trong sản xuất chất tẩy rửa?
