摘 要:本文首先根據(jù)離心機(jī)的運(yùn)行原理對(duì)離心機(jī)進(jìn)行了詳細(xì)的描述,而后文中通過(guò)離心機(jī)在葡萄酒中的釀造工藝,對(duì)離心機(jī)在釀酒中的工藝進(jìn)行了詳細(xì)描述,對(duì)了解離心機(jī)在釀酒工藝中的應(yīng)用有指導(dǎo)作用。
關(guān)鍵詞:離心機(jī) 原理 葡萄酒 工藝
一、前言
離心機(jī)大量應(yīng)用于化工、石油、釀酒、制藥、選礦、煤炭、水處理和船舶等部門(mén)。離心機(jī)的工作原理有離心沉降和離心過(guò)濾兩種,離心過(guò)濾是在離心力場(chǎng)下使懸浮液產(chǎn)生的離心壓力,施加于過(guò)濾介質(zhì)上,使過(guò)濾后的濾液通過(guò)介質(zhì)使其成為濾液,而較大的顆粒被過(guò)濾介質(zhì)截留停留在介質(zhì)表面,而實(shí)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(chǎng)中迅速沉降,使固體和液體有效分離,一般在離心機(jī)中有繞其軸線旋轉(zhuǎn)的圓筒,通過(guò)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)高速運(yùn)轉(zhuǎn),這個(gè)圓筒稱(chēng)之為轉(zhuǎn)鼓。
二、離心機(jī)分類(lèi)
(一)按分離因數(shù)Kc大小,可將分離機(jī)分為常速離心機(jī)(Kc<3000)、高速離心機(jī)(Kc=3000-5000)、超高速離心機(jī)(Kc>5000),在葡萄酒生產(chǎn)中,對(duì)于葡萄汁的澄清和葡萄酒的預(yù)澄清,一般選用分離因數(shù)為5000-8000的離心機(jī),對(duì)于裝瓶前的葡萄酒,一般采用分離因數(shù)為14000-15000的離心機(jī)。
(二)按旋轉(zhuǎn)軸的位置,可將離心機(jī)分為立式離心機(jī)、臥式離心機(jī);在國(guó)內(nèi)葡萄酒生產(chǎn)中,普遍采用立式碟片離心機(jī),最大固體含量一般要求不得超過(guò)5%,可分離固體顆粒最小直徑為0.5微米;而臥式離心機(jī)在國(guó)內(nèi)葡萄酒生產(chǎn)中很少應(yīng)用,多用于污水處理企業(yè),可處理最大固體含量可達(dá)60%。
三、離心機(jī)原理
分離機(jī)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(lái),使產(chǎn)品達(dá)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(guān),且成正比例關(guān)系;除此之外,分離效果還與分離溫度、處理量、出口壓力有關(guān),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(jī)為例,簡(jiǎn)單介紹離心機(jī)運(yùn)行原理:離心機(jī)內(nèi)有一個(gè)自清潔碟片類(lèi)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(lái),轉(zhuǎn)鼓如圖1所示。物料從水密封進(jìn)口1緩慢進(jìn)入轉(zhuǎn)鼓,在分離機(jī)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(gè)個(gè)摞起來(lái)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(jìn)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(guò)程由控制單元17啟動(dòng),轉(zhuǎn)鼓排渣由自控制系統(tǒng)在最適宜的時(shí)刻自動(dòng)觸發(fā)。自控制系統(tǒng)通過(guò)感應(yīng)液體感應(yīng)轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固體料位工作,一小部分感應(yīng)液體通過(guò)分離碟片5流入支路,經(jīng)過(guò)感應(yīng)液體泵15至流量開(kāi)關(guān)16,再流回進(jìn)料口,如果分離碟片5處的感應(yīng)液體由于固體收集區(qū)6內(nèi)的固體積聚而阻塞,流量開(kāi)關(guān)16上的接近開(kāi)關(guān)將發(fā)送一個(gè)脈沖信號(hào)至控制單元17,引起排渣。分離碟片5的直徑必須適應(yīng)特定的應(yīng)用場(chǎng)合,比如,如果分離碟片過(guò)大,自控制脈沖信號(hào)將發(fā)送過(guò)早,固體收集區(qū)還沒(méi)有填滿(mǎn),如果分離碟片過(guò)小,固體收集區(qū)將溢出,導(dǎo)致凈化過(guò)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?chē)沫h(huán)境隔絕開(kāi),物料腔由主向心泵上的感應(yīng)液體泵15密封,一般離心機(jī)采用變頻調(diào)速可以根據(jù)不同工藝要求進(jìn)行調(diào)速,根據(jù)物料的不同可方便地選擇多段速運(yùn)行,同時(shí)應(yīng)用變頻控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)驅(qū)動(dòng)裝置的軟啟動(dòng),從而使對(duì)電網(wǎng)的沖擊減少,變頻器具有過(guò)壓過(guò)載以及過(guò)流功能,當(dāng)電機(jī)或者運(yùn)轉(zhuǎn)負(fù)荷出現(xiàn)異常時(shí),變頻器將會(huì)因?yàn)楣收鲜蛊淇焖偻C(jī)并使輸出封鎖,從而達(dá)到及時(shí)保護(hù)電機(jī)的功能。
四、離心機(jī)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(duì)干白葡萄汁進(jìn)行澄清處理,可降低葡萄酒中高級(jí)醇的含量,提高脂類(lèi)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(shí)際生產(chǎn)過(guò)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(guò)離心機(jī)進(jìn)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?yàn)樗渲泻幸恍⿷腋∥铮üz、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(guò)靜置以后,這些物質(zhì)會(huì)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(kāi);在煙臺(tái)地區(qū),葡萄發(fā)酵季節(jié)一般在9-10月份,12月初開(kāi)始葡萄酒一次換桶,換桶過(guò)程一般結(jié)合離心處理同時(shí)進(jìn)行。
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