葡萄酒蒸餾工藝研究

◎ 吳旭杰，張朝陽

（寧夏恒生西夏王酒業(yè)有限公司，寧夏 銀川 750104）

葡萄酒蒸餾是利用液體混合物中各組分揮發(fā)性能的差異，將各組分分離的方法，是對酒精和揮發(fā)性物質(zhì)提取濃縮的過程[1]。通過加熱原料酒，將來源于原料和發(fā)酵產(chǎn)生的香氣物質(zhì)進(jìn)行選擇性富集，該過程可以促進(jìn)酯化、脫水等反應(yīng)的發(fā)生，進(jìn)而產(chǎn)生新的物質(zhì)。最終經(jīng)過冷凝與水、酒精組成葡萄蒸餾酒原酒，因而蒸餾對葡萄蒸餾酒香氣物質(zhì)具有重要影響。蒸餾工藝不當(dāng)或設(shè)備有缺陷，葡萄蒸餾酒基酒會喪失典型性，產(chǎn)生缺陷，降低葡萄蒸餾酒原酒的品質(zhì)。因此，選用適合的蒸餾工藝和設(shè)備非常重要。目前在實際生產(chǎn)中采用的葡萄酒蒸餾工藝主要包括兩種，即壺式蒸餾工藝與塔式蒸餾工藝。

1 壺式蒸餾工藝

1.1 夏朗德壺式蒸餾工藝

夏朗德壺式蒸餾工藝主要采用的蒸餾設(shè)備是夏朗德壺式蒸餾器，這種壺式蒸餾器在世界上已有將近1 000年歷史，最早用來蒸餾香料。法國夏朗德省把這種蒸香料的壺式釜進(jìn)行改進(jìn)，用于蒸餾葡萄酒[2]。世界上最有名的白蘭地——法國科涅克白蘭地，就是用該設(shè)備進(jìn)行蒸餾。夏朗德壺式蒸餾器主要由蒸餾鍋、鵝頸管、預(yù)熱器和蛇形冷凝器等組成，整個鍋體由紫銅制成，可采用直火或間接蒸汽進(jìn)行加熱。葡萄酒通過預(yù)熱器的預(yù)熱后，進(jìn)入蒸餾釜，經(jīng)過加熱達(dá)到一定的溫度后，使易揮發(fā)組分酒精、香氣物質(zhì)在蒸氣中得到增濃，難揮發(fā)組分水等在剩余液中也得到增濃，易揮發(fā)組分經(jīng)過預(yù)熱器、蛇形冷凝器冷卻收集，得到相應(yīng)組分；其設(shè)計獨特的鵝頸管，使餾出物的蒸氣在此有部分回流，從而具有輕微的精餾作用。

夏朗德壺式蒸餾器屬于間斷式、兩次蒸餾設(shè)備。第一次蒸餾將葡萄原酒（或95%的原酒+5%酒頭或酒尾）裝入蒸餾鍋，裝量2/3～3/4的大鍋容量，點火至最大，以便葡萄原酒全面沸騰，其與蒸餾鍋底部接觸產(chǎn)生更多的香味（汽化現(xiàn)象）。當(dāng)蒸餾鍋內(nèi)液體沸騰時，進(jìn)入蒸餾階段，應(yīng)減小火力，溫火加熱蒸餾，這時蒸餾冷卻后流出的酒液即為粗葡萄蒸餾酒。一次蒸餾可以不去酒頭、酒尾。當(dāng)餾出液酒度降到15～20%vol，適當(dāng)提高蒸餾溫度，當(dāng)餾出液的酒精度降至1%vol時，停止蒸餾。第一次葡萄酒蒸餾一般持續(xù)10～12 h左右，從11～13%vol酒度的葡萄酒中得到占葡萄酒原酒體積的30%～35%的酒精度為28～33%vol的粗葡萄蒸餾酒。第二次蒸餾用第一次蒸餾的粗葡萄蒸餾酒（或與次頭尾的混合物）進(jìn)行蒸餾，二次蒸餾速率更慢，需要12～14 h。將酒裝入蒸餾釜，點火并調(diào)至最大，使蒸餾鍋內(nèi)酒液沸騰，持續(xù)1～1.5 h，減小火力，文火加熱，緩慢蒸餾。首先截取總酒精含量的1%～2%的酒頭，切取酒頭后收集酒身即為原葡萄蒸餾酒，酒精度一般為66～70%vol，餾出物的溫度不超過18 ℃。當(dāng)餾出液酒度降至58～60%vol時，有二級酒口味時，停止取酒身，然后加大火力，蒸餾出次尾，次尾的酒精度為30.9%vol，次尾可按25%比例加入粗葡萄蒸餾酒進(jìn)行第二次蒸餾或單獨蒸餾二級葡萄蒸餾酒。當(dāng)餾出液酒度降至5%vol以下時，停止取次尾，這時繼續(xù)蒸餾的餾出液為酒尾，酒尾和酒頭混合第一次蒸餾時按6%比例混入原酒重蒸。當(dāng)餾出液酒度降至0.5～1.0%vol時，停止蒸餾。

夏朗德壺式蒸餾器進(jìn)行蒸餾是一個非常繁雜的過程，需要一批一批蒸餾，葡萄原酒受高溫作用時間長，耗能高，而且在兩次蒸餾過程中需要清洗，蒸餾出的酒精度比較低，需要人工多。通過兩次蒸餾，僅可獲得葡萄酒原酒10%～12%的原葡萄蒸餾酒，酒體中含有更多的易揮發(fā)物質(zhì)，香氣豐富復(fù)雜，口感厚重、粗獷，需要長時間的陳釀才能獲得圓潤、醇厚的口感效果。

1.2 薛氏壺式蒸餾工藝

薛氏壺式蒸餾工藝采用薛氏壺式蒸餾器，在構(gòu)造上借鑒了夏朗德壺式蒸餾器和阿爾馬涅克蒸餾器的優(yōu)點，創(chuàng)造性地采用雙釜或三釜紫銅蒸餾釜、分餾盤、酒汽熱能交換套件以實現(xiàn)連續(xù)加酒蒸餾。餾出液采用分三通路出酒方式，單獨加裝酒頭、酒身、酒尾排出管路，減少酒頭、酒尾的排出量，使酒身純凈，不單獨蒸餾酒尾，提高了總出酒率，可將11～13%vol原酒一次性蒸餾出68%vol以上原葡萄蒸餾酒，不需要二次蒸餾。

薛氏壺式蒸餾器屬于直接蒸餾設(shè)備或稱為間歇性一次蒸餾設(shè)備。葡萄酒在預(yù)熱器內(nèi)通過透鏡形分餾盤[3]熱能交換套件預(yù)熱后進(jìn)入蒸餾釜而等待蒸餾。蒸餾釜內(nèi)葡萄酒通過間接蒸氣加熱沸騰后，低沸點的酒精和易揮發(fā)物質(zhì)被蒸餾出來，進(jìn)入分餾球、分餾盤、鵝頸管內(nèi)進(jìn)行初步分離。分餾盤的內(nèi)部像透鏡，外部像碟形，蒸餾出來的酒氣沿盤壁上升、冷卻，使沸點較高的水和揮發(fā)性物質(zhì)被冷凝回流進(jìn)入蒸餾釜內(nèi)，加強(qiáng)了精餾作用。而雜質(zhì)和易揮發(fā)物質(zhì)較多的酒頭（總酒精含量的0.5%～1%）經(jīng)酒頭出酒管路直接進(jìn)入冷卻器盤管冷凝降溫，排出。酒頭之后蒸餾出的餾出液經(jīng)酒身出酒管進(jìn)入透鏡形分餾盤熱能交換器，對葡萄酒原酒進(jìn)行預(yù)熱，自身被冷凝后，再經(jīng)冷卻器盤管降溫得到原葡萄蒸餾酒，酒精度一般與夏朗德壺式蒸餾器保持一致，為66～70%vol。而酒精含量較低的酒尾直接通過酒尾管路串入下一個蒸餾釜，為下一釜提供熱量并將殘余酒精帶入下一釜，以此實現(xiàn)多釜間的間歇性蒸餾轉(zhuǎn)換，進(jìn)行連續(xù)一次蒸餾。

薛氏壺式蒸餾器在蒸餾釜底加裝篩板和人孔，可實現(xiàn)固態(tài)皮渣（或酒泥）和液態(tài)葡萄酒的兩種蒸餾模式。酒氣經(jīng)過透鏡形分餾盤熱能交換套件，使葡萄酒加熱時間縮短，進(jìn)而降低能耗和冷卻水的消耗。相較于傳統(tǒng)夏朗德壺式蒸餾器，雙釜蒸餾設(shè)備的蒸餾時間在12～14 h，效率是傳統(tǒng)蒸餾設(shè)備的3～4倍，冷卻水能耗節(jié)省約70%，真正實現(xiàn)了低耗、高效、多功能蒸餾。但該設(shè)備在蒸餾酒尾階段采取串釜工藝，降低能耗的同時，使酒尾中的高級醇、乙酸等物質(zhì)形成富集，在下一釜的蒸餾過程，餾出液香氣有明顯的酒糟味，且隨著蒸餾時間的增加，酒糟味越來越明顯，大型薛氏壺式蒸餾器酒糟富集作用更明顯。

2 塔式蒸餾工藝

塔式蒸餾工藝發(fā)明于19世紀(jì)，最早使用在石油、化學(xué)工業(yè)，大體上可分為兩大類。①板式塔。氣液兩相總體上作多次逆流接觸，每層板上氣液兩相一般作交叉流。②填料塔。氣液兩相作連續(xù)逆流接觸。而在葡萄酒蒸餾酒中一般采用板式單塔蒸餾。塔體、篩板、泡罩和浮閥等與酒、酒氣接觸部分皆采用紫銅板或管制成，主要由塔身、冷凝器、回流罐和再沸器等設(shè)備組成。塔內(nèi)通常分成兩段，將原料液進(jìn)入的那層板稱為加料板，加料板以上的塔段稱為精餾段，加料板以下的塔段（包括加料板）稱為提餾段[4]。當(dāng)系統(tǒng)開始工作時，蒸餾在塔中進(jìn)行，氣液兩相通過逆流接觸進(jìn)行傳質(zhì)傳熱。液相（酒精、香氣成分等）中的易揮發(fā)組分進(jìn)入氣相，氣相（水、無機(jī)鹽、色素和單寧等）中的難揮發(fā)組分轉(zhuǎn)入液相，于是在塔頂可得到幾乎純的易揮發(fā)組分，塔底可得到幾乎純的難揮發(fā)組分。葡萄酒經(jīng)過這種塔蒸餾，一次就可以蒸得原葡萄蒸餾酒，酒精含量一般為75～78%vol，甚至更高，產(chǎn)出量較壺式蒸餾要大，可以實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)，是一種連續(xù)蒸餾設(shè)備。

用塔式蒸餾設(shè)備開始蒸餾葡萄酒時，先用水充滿再沸器、預(yù)熱器和冷凝器，然后采用直接或間接蒸氣加熱方式，開始溫塔。當(dāng)塔頂溫度上升到95 ℃時，開啟進(jìn)料泵，通過流量計調(diào)節(jié)，往蒸餾塔進(jìn)水，保持塔頂溫度≥95 ℃，持續(xù)30 min，使塔內(nèi)氣液兩相達(dá)到平衡狀態(tài)后，引入葡萄酒進(jìn)行蒸餾。葡萄酒經(jīng)過塔底、塔頂?shù)膬杉夘A(yù)熱后，溫度達(dá)到95～98 ℃，然后從塔的中上部進(jìn)料口進(jìn)入塔內(nèi)，易揮發(fā)組分汽化，且沿精餾段塔板上升，難揮發(fā)組分液化，且沿著提餾段塔板向下，在每層塔板之間形成氣液兩相的平衡狀態(tài)，使易揮發(fā)性的物質(zhì)以酒汽形式到達(dá)塔頂累積，難揮發(fā)性物質(zhì)在塔底濃縮。從塔頂引出的酒汽經(jīng)不同冷凝器，按不同溫度冷凝成不同的冷凝液，在收集罐中儲存，一部分凝液作為回流液從塔頂返回塔內(nèi)，起到精餾作用，其余餾出液即為塔頂產(chǎn)品（原葡萄蒸餾酒）。塔體中上部可以設(shè)置不同的取酒口，按不同的要求提取不同成分的原葡萄蒸餾酒，能很好地對餾分進(jìn)行選擇性的收集。塔底引出的液體經(jīng)再沸器部分汽化，蒸氣沿塔上升，余下的液體作為塔底產(chǎn)品并排出。

塔式蒸餾設(shè)備持續(xù)運(yùn)行2周左右后，必須停機(jī)進(jìn)行清洗，因為在塔板上積存的酒腳、色素、單寧等沉淀物會影響銅固定揮發(fā)性脂肪酸和硫化物的能力。如果清洗不干凈，不僅會帶來異味，還會帶來哈喇味和“燒焦的肉油”氣味[5]。塔式蒸餾效率高，葡萄酒受高溫的作用時間短，蒸得的酒精純化度很高，能夠節(jié)約能源和水，存在消除甲醇、戊酯、二氧化硫等成分的可能性，適應(yīng)于大批量生產(chǎn)。蒸餾出的葡萄蒸餾酒香氣干凈，口感甘潤挺爽，短時間的陳釀便可獲得圓潤醇厚的口感。但塔式蒸餾設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、資金投入大、后期維修成本高。所以在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下，在初始設(shè)計蒸餾塔時，需綜合考慮處理能力、效率、抗腐蝕性、堵塞情況和流體阻力等相關(guān)因素。

3 結(jié)語

隨著科學(xué)的發(fā)展和技術(shù)的進(jìn)步，葡萄酒蒸餾工藝和設(shè)備得到很大的發(fā)展。傳統(tǒng)夏朗德式壺式蒸餾通過兩次蒸餾可實現(xiàn)蒸餾過程中不同餾分的選擇性收集，蒸餾出的酒液芳香物質(zhì)含量高、陳釀潛力強(qiáng)，適于小批量精品酒精的蒸餾。薛氏壺式蒸餾在借鑒夏朗德壺式蒸餾工藝優(yōu)點的同時，采用雙釜或三釜技術(shù)以實現(xiàn)連續(xù)式一次蒸餾獲得原葡萄蒸餾酒。但由于采用串釜工藝，使餾出液中的不良風(fēng)味等物質(zhì)形成富集，帶來不悅的感官特性，為后期處理加大了難度。而塔式蒸餾可得到純度很高、質(zhì)量很好的酒精，適用于工業(yè)化大生產(chǎn)。但酒液中的醇、醛、酮、脂和含氧雜環(huán)化合物等物質(zhì)較少，不利于葡萄蒸餾酒陳釀期間芳香物質(zhì)的形成。因此，葡萄蒸餾酒生產(chǎn)廠家可以根據(jù)自己產(chǎn)品的特性，選擇合適的蒸餾工藝和設(shè)備進(jìn)行蒸餾操作。