离心机在葡萄酒加工中的应用

  离心机大量应用于化工、石油、酿酒、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶等部门。离心机的工作原理有离心沉降和离心过滤两种，离心过滤是在离心力场下使悬浮液产生的离心压力，施加于过滤介质上，使过滤后的滤液通过介质使其成为滤液，而较大的颗粒被过滤介质截留停留在介质表面，而实现固体与液体的有效分离，离心沉降是指不同密度的悬浮液在离心力场中迅速沉降，使固体和液体有效分离，一般在离心机中有绕其轴线旋转的圆筒，通过电机的驱动实现高速运转，这个圆筒称之为转鼓。

    一、离心机分类
    （一）按分离因数Kc大小，可将分离机分为常速离心机（Kc<3000）、高速离心机（Kc=3000-5000）、超高速离心机（Kc>5000），在葡萄酒生产中，对于葡萄汁的澄清和葡萄酒的预澄清，一般选用分离因数为5000-8000的离心机，对于装瓶前的葡萄酒，一般采用分离因数为14000-15000的离心机。
    （二）按旋转轴的位置，可将离心机分为立式离心机、卧式离心机；在国内葡萄酒生产中，普遍采用立式碟片离心机，最大固体含量一般要求不得超过5%，可分离固体颗粒最小直径为0.5微米；而卧式离心机在国内葡萄酒生产中很少应用，多用于污水处理企业，可处理最大固体含量可达60%。

    二、离心机原理
    分离机是利用高速旋转的离心力把不溶于液体的固体，从液体中分离出来，使产品达到一定的澄清度；而离心力的大小与转速和转鼓直径有关，且成正比例关系；除此之外，分离效果还与分离温度、处理量、出口压力有关，分离温度越高、处理量越少、出口压力越高，分离效果越好； 
    下面以立式碟片离心机为例，简单介绍离心机运行原理：离心机内有一个自清洁碟片类型转鼓，转鼓用于液体净化或固体收集，由于固体和液体的密度差，以及离心力的作用，固体从液体中分离出来，转鼓如图1所示。物料从水密封进口1缓慢进入转鼓，在分离机内，物料被加速到转鼓速度，甩入碟片组4，碟片组由很多圆锥形碟片一个个摞起来组成，碟片之间窄小的缝隙将液体分离为薄层，这样将最小化衬垫距离，固体粒子甩在上部碟片的底部，滑落至固体收集区6内，净化后的液体流向转鼓的中心，进入向心泵腔，受到向心泵3的压力，从转鼓中排出。分离的固体定期从转鼓底部的固体排放口7处排出。排渣过程由控制单元17启动，转鼓排渣由自控制系统在最适宜的时刻自动触发。自控制系统通过感应液体感应转鼓内的固体料位工作，一小部分感应液体通过分离碟片5流入支路，经过感应液体泵15至流量开关16，再流回进料口，如果分离碟片5处的感应液体由于固体收集区6内的固体积聚而阻塞，流量开关16上的接近开关将发送一个脉冲信号至控制单元17，引起排渣。分离碟片5的直径必须适应特定的应用场合，比如，如果分离碟片过大，自控制脉冲信号将发送过早，固体收集区还没有填满，如果分离碟片过小，固体收集区将溢出，导致净化过程效果下降，物料在向心泵3内由额外的沉浸碟片（特殊版本）将其与周围的环境隔绝开，物料腔由主向心泵上的感应液体泵15密封，一般离心机采用变频调速可以根据不同工艺要求进行调速，根据物料的不同可方便地选择多段速运行，同时应用变频控制系统实现驱动装置的软启动，从而使对电网的冲击减少，变频器具有过压过载以及过流功能，当电机或者运转负荷出现异常时，变频器将会因为故障使其快速停机并使输出封锁，从而达到及时保护电机的功能。
                
  三、离心机在葡萄酒中的工艺
    （一）用于干白葡萄汁发酵前澄清处理在酒精发酵前对干白葡萄汁进行澄清处理，可降低葡萄酒中高级醇的含量，提高脂类物质的含量，特别是六碳、八碳和十碳脂肪酸乙酯的含量，从而提高干白葡萄酒的质量；在实际生产过程中，一般将压榨后的干白葡萄汁置于低温澄清罐，使温度降至0-5℃，静置1-2天，然后抽取上层清液并通过离心机进行澄清处理；
    （二）发酵后葡萄原酒一次换桶澄清处理在发酵结束后，葡萄酒仍比较浑浊，因为它其中含有一些悬浮物，包括果胶、果皮、种子等，由于CO2的释放，这些物质仍悬浮在葡萄酒中，经过静置以后，这些物质会逐渐沉淀于罐底，而换桶目的就是将葡萄酒与其他沉淀物分开；在烟台地区，葡萄发酵季节一般在9-10月份，12月初开始葡萄酒一次换桶，换桶过程一般结合离心处理同时进行。
参考文献：
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[4]李华,王华,袁春龙,等.葡萄酒化学[M].北京:科学出版社,2005.