新一代过滤技术：全自动膜过滤工厂
日期：2012-01-18 16:43:14 来源：中国葡萄酒信息网 作者:李刚 近几年，在葡萄酒领域出现了一种新的过滤系统，它将已得到快速发展的膜过滤技术和先进的软件系统结合起来，使得葡萄酒的过滤变得更简单，更有效，这使大家对过滤技术有了全新的概念。
多年以来，硅藻土过滤机代表了一种既实用又简单的过滤方式，它可以有效降低葡萄酒的浊度。但是，硅藻土的大量消耗和操作的不确定性使得人们期待有更好的过滤方式，而作为抛光过滤的纸板过滤机存在的主要问题则是纸板的大量消耗和氧化问题，并且上述两种机器都不能连续使用，当压力到达设计值以后，继续过滤则成为不可能，生产人员需要重新安装纸板或进行预涂硅藻土等工作，这样造成了时间浪费和较高的使用成本。
众所周知，人们对葡萄酒进行过滤是为了获得产品的化学稳定，澄清晶亮和微生物稳定，传统的各种过滤方法可以将固体颗粒和悬浮物质从葡萄酒中去除，但是存在两个问题，一是不能得到很好的过滤效果，且过滤方法繁琐，安全漏洞多；二是有可能损失葡萄酒中的有用成份。
现在，随着材料技术的发展，人们开始使用膜过滤机，它是由聚丙烯材料制造的多组过滤膜单元构成，加上相应的循环系统，检测系统和控制系统，使过滤效果和过滤速度有很大改善，但是同样存在以下问题：
1. 价格昂贵，如果使用和保养不得当，则需要频繁换膜，使用成本较高。
2. 人工接触膜的机会较多，容易污染过滤产品。
3. 不能针对性的根据过滤产品本身的特点进行过滤，容易过滤掉有用的部分。
全自动膜过滤工厂正是结合了以往使用的经验和好几个方面的研究成果，彻底解决了这些难题，下面让我们从设计者的思路出发，来简单的了解这一新的技术。
首先，从膜的角度来讨论这一技术：
图示1是一个简单的过滤系统，其中包括两组并联使用的袋式预过滤机和两组串联的膜过滤机，相比于通常情况下只是串联预过滤机和膜过滤机或者只使用一台膜过滤机进行杀菌处理的情形，这样排列有哪些好处呢？
1. 多级过滤可以延长膜的使用寿命，预先过滤掉大颗粒可以改善后续膜的使用情况，从而增加使用时间。
2. 多级过滤可以加快过滤速度，膜过滤工厂设计为酒厂自由选择过滤膜，这样可以根据葡萄酒的浊度和其他特征任意选择合适的过滤膜，比如，如果葡萄酒的浊度值（NTU）已经很低，酒厂就可以直接选择使用孔径更小的膜进行过滤，这样做既可以节省时间，同时也避免了人为拆卸对膜所带来的污染和损伤。
3. 膜过滤工厂将两组过滤机组并联起来使用，使酿酒者可以及时清洗过滤膜，而同时又不影响过滤生产，这样做既保护了膜，又保证了过滤生产可以连续进行，要知道，及时更换压力过大或破损的膜对安全生产是非常重要的。
4. 及时和正确的对过滤膜进行清洗是延长膜的使用寿命的最好方法，在膜过滤工厂里，酒厂可以随时对膜进行完整性测试，也可以设定自动程序让其每天早上或早晚都自动进行测试，酒厂可以得到详细的关于膜的数据，这使得清洗工作可以及时和有的放矢的进行。事实上，这种周期性的试验不但是为了延长膜的寿命，也是为了最大限度的保证灌装葡萄酒的质量。
图示2是葡萄酒浊度的变化柱图，通过图1 的两组袋式过滤器（26微米和13微米）和两组膜过滤器（20微米和5微米），产品的浊度快速地从143NTU逐渐降低到6.42NTU，处理效率和质量都得以保证。
其次，我们从葡萄酒的角度讨论膜过滤工厂，多级分步处理除了可以延长膜的寿命，也留给酒厂更大的空间去思考怎样的过滤方式对葡萄酒才是最有利的。
事实证明，不合适的过滤会对葡萄酒的自然品质产生不好的影响，这样过滤的结果可能得不偿失。膜过滤工厂的设计者对此进行了广泛的研究，试验证明：不同的葡萄酒对过滤有着不同的要求，一是由于不同的酿造工艺会使葡萄酒具有不同的成分，二是由于过滤产品通常会在进入膜过滤前做过各种处理，所以进入过滤机的葡萄酒有清有浊，而且显然成份各不相同，如何因地制宜的选择正确的过滤膜和过滤方法将决定葡萄酒的过滤效果。这样做不但降低了葡萄酒中有用成分的损失，而且可以最大效率的利用过滤膜，结果是酒厂可以大大减少膜的购买量，但却做出了更好的葡萄酒。
那么，怎样才能把这一想法应用在实际生产中呢？
在膜过滤工厂里， 一共分为两步：
第一步，我们需要对葡萄酒样品和过滤膜样品进行检测，图示3是一台测试机，
通过测试，所有的数据信息都可以显示并储存在电脑内，连接上电脑我们可以打印输出所有的测量值并自动绘制相应的曲线，比如：下图是一个过滤容积与过滤时间的曲线：
同时，通过控制系统，我们还可以获得以下功能：
• 膜的过滤性指标；
• 葡萄酒特性分析；
• 过滤的可持续时间；
• 葡萄酒的过滤稳定性曲线;
• 完整性测试实验数据;
• 数据可以被传送到电脑已备调研；
通过对照不同过滤模式下的曲线图和其他测量数据，专业技术人员不但可以准确的判断出哪一种过滤模式对膜的利用率最高，而且可以对过滤的葡萄酒进行特性分析，为酿酒师提供数据上的帮助。
同时，技术人员还可以根据相应数据为膜的清洗设计方案，因为不同的过滤产品残留在膜表面的颗粒物质并不一样，这使膜的再生处理，化学清洗剂，热水或者蒸汽的使用方法和顺序都是不一样的，只有正确的清洗方法才可以既保证清洗干净，又保证不伤害到膜。
第二步是将正确的过滤方法应用在工厂的实际生产中。现在，膜过滤机通常连接灌装生产线一起使用，所以设计者不仅要考虑葡萄酒的过滤效果，考虑膜的利用率，还要考虑和灌装生产线的同步使用，只有将三个方面综合起来才能称为全自动膜过滤工厂，所以这是一个复杂的技术，需要把酿酒的知识，实际生产的知识和关于膜材料的知识统一起来。
图示4 是意大利INNOTEC公司生产的全自动膜过滤工厂，左边是碱液存储罐，中间是两套多级过滤系统，分别用于过滤葡萄酒和水，右边是一套热交换器，用于加热葡萄酒和水，系统提供有一个PC，装载了一套先进的软件，整个系统是由资深的酿酒师，软件工程师和多位机械工程师共同设计的，实用性很强。
该系统具有以下功能：
1、 每天（周期性的，或可每周）生产前自动完成对过滤膜的完整性测试，数据可储存，压力可调整。
2、多级过滤系统，用户可根据葡萄酒的浊度自由选择过滤筒，过滤腔（桶）内的液位是连续和被控制的。
3、 系统增加了水过滤系统，热交换系统和化学药品储存罐，可为膜过滤工厂和灌装机提供所需的全部清洗液。
4、 自带的软件系统可以自由编制程序以控制葡萄酒的过滤和灌装，膜的清洗，工厂的清洗，灌装机的清洗等等。
5、 PC控制屏全程监控操作状态，可储存相应的数据。
目前，该机已经在全球售出50多套，在中国也已拥有客户，比如中粮华夏葡萄酒有限公司，蓬莱君顶酒庄和中粮长城葡萄酒有限公司（准备调试），王朝葡萄酒有限公司和张裕葡萄酒有限公司等，使用效果很好。（本文由上海孚达工贸有限公司供稿)
本文发表于《葡萄酒商务》杂志2008年第6期
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