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離心機在葡萄酒加工中的應用

  離心機大量應用于化工、石油、釀酒、制藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門。離心機的工作原理有離心沉降和離心過濾兩種，離心過濾是在離心力場下使懸浮液產(chǎn)生的離心壓力，施加于過濾介質(zhì)上，使過濾后的濾液通過介質(zhì)使其成為濾液，而較大的顆粒被過濾介質(zhì)截留停留在介質(zhì)表面，而實現(xiàn)固體與液體的有效分離，離心沉降是指不同密度的懸浮液在離心力場中迅速沉降，使固體和液體有效分離，一般在離心機中有繞其軸線旋轉(zhuǎn)的圓筒，通過電機的驅(qū)動實現(xiàn)高速運轉(zhuǎn)，這個圓筒稱之為轉(zhuǎn)鼓。

    一、離心機分類
    （一）按分離因數(shù)Kc大小，可將分離機分為常速離心機（Kc<3000）、高速離心機（Kc=3000-5000）、超高速離心機（Kc>5000），在葡萄酒生產(chǎn)中，對于葡萄汁的澄清和葡萄酒的預澄清，一般選用分離因數(shù)為5000-8000的離心機，對于裝瓶前的葡萄酒，一般采用分離因數(shù)為14000-15000的離心機。
    （二）按旋轉(zhuǎn)軸的位置，可將離心機分為立式離心機、臥式離心機；在國內(nèi)葡萄酒生產(chǎn)中，普遍采用立式碟片離心機，最大固體含量一般要求不得超過5%，可分離固體顆粒最小直徑為0.5微米；而臥式離心機在國內(nèi)葡萄酒生產(chǎn)中很少應用，多用于污水處理企業(yè)，可處理最大固體含量可達60%。

    二、離心機原理
    分離機是利用高速旋轉(zhuǎn)的離心力把不溶于液體的固體，從液體中分離出來，使產(chǎn)品達到一定的澄清度；而離心力的大小與轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)鼓直徑有關，且成正比例關系；除此之外，分離效果還與分離溫度、處理量、出口壓力有關，分離溫度越高、處理量越少、出口壓力越高，分離效果越好； 
    下面以立式碟片離心機為例，簡單介紹離心機運行原理：離心機內(nèi)有一個自清潔碟片類型轉(zhuǎn)鼓，轉(zhuǎn)鼓用于液體凈化或固體收集，由于固體和液體的密度差，以及離心力的作用，固體從液體中分離出來，轉(zhuǎn)鼓如圖1所示。物料從水密封進口1緩慢進入轉(zhuǎn)鼓，在分離機內(nèi)，物料被加速到轉(zhuǎn)鼓速度，甩入碟片組4，碟片組由很多圓錐形碟片一個個摞起來組成，碟片之間窄小的縫隙將液體分離為薄層，這樣將最小化襯墊距離，固體粒子甩在上部碟片的底部，滑落至固體收集區(qū)6內(nèi)，凈化后的液體流向轉(zhuǎn)鼓的中心，進入向心泵腔，受到向心泵3的壓力，從轉(zhuǎn)鼓中排出。分離的固體定期從轉(zhuǎn)鼓底部的固體排放口7處排出。排渣過程由控制單元17啟動，轉(zhuǎn)鼓排渣由自控制系統(tǒng)在最適宜的時刻自動觸發(fā)。自控制系統(tǒng)通過感應液體感應轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固體料位工作，一小部分感應液體通過分離碟片5流入支路，經(jīng)過感應液體泵15至流量開關16，再流回進料口，如果分離碟片5處的感應液體由于固體收集區(qū)6內(nèi)的固體積聚而阻塞，流量開關16上的接近開關將發(fā)送一個脈沖信號至控制單元17，引起排渣。分離碟片5的直徑必須適應特定的應用場合，比如，如果分離碟片過大，自控制脈沖信號將發(fā)送過早，固體收集區(qū)還沒有填滿，如果分離碟片過小，固體收集區(qū)將溢出，導致凈化過程效果下降，物料在向心泵3內(nèi)由額外的沉浸碟片（特殊版本）將其與周圍的環(huán)境隔絕開，物料腔由主向心泵上的感應液體泵15密封，一般離心機采用變頻調(diào)速可以根據(jù)不同工藝要求進行調(diào)速，根據(jù)物料的不同可方便地選擇多段速運行，同時應用變頻控制系統(tǒng)實現(xiàn)驅(qū)動裝置的軟啟動，從而使對電網(wǎng)的沖擊減少，變頻器具有過壓過載以及過流功能，當電機或者運轉(zhuǎn)負荷出現(xiàn)異常時，變頻器將會因為故障使其快速停機并使輸出封鎖，從而達到及時保護電機的功能。
                
  三、離心機在葡萄酒中的工藝
    （一）用于干白葡萄汁發(fā)酵前澄清處理在酒精發(fā)酵前對干白葡萄汁進行澄清處理，可降低葡萄酒中高級醇的含量，提高脂類物質(zhì)的含量，特別是六碳、八碳和十碳脂肪酸乙酯的含量，從而提高干白葡萄酒的質(zhì)量；在實際生產(chǎn)過程中，一般將壓榨后的干白葡萄汁置于低溫澄清罐，使溫度降至0-5℃，靜置1-2天，然后抽取上層清液并通過離心機進行澄清處理；
    （二）發(fā)酵后葡萄原酒一次換桶澄清處理在發(fā)酵結(jié)束后，葡萄酒仍比較渾濁，因為它其中含有一些懸浮物，包括果膠、果皮、種子等，由于CO2的釋放，這些物質(zhì)仍懸浮在葡萄酒中，經(jīng)過靜置以后，這些物質(zhì)會逐漸沉淀于罐底，而換桶目的就是將葡萄酒與其他沉淀物分開；在煙臺地區(qū)，葡萄發(fā)酵季節(jié)一般在9-10月份，12月初開始葡萄酒一次換桶，換桶過程一般結(jié)合離心處理同時進行。
參考文獻：
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[4]李華,王華,袁春龍,等.葡萄酒化學[M].北京:科學出版社,2005.