摘 要:本文首先根據(jù)離心機的運行原理對離心機進行了詳細的描述,而后文中通過離心機在葡萄酒中的釀造工藝,對離心機在釀酒中的工藝進行了詳細描述,對了解離心機在釀酒工藝中的應用有指導作用。
關鍵詞:離心機 原理 葡萄酒 工藝
一、前言
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。
二、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%。
三、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。
四、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。
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