过滤与错流过滤对葡萄酒风味影响酿酒科技
2010-07-14 11:34 热度：
传统过滤
过滤作用是由两个过程组成：筛选作用和吸附作用。如果微粒比滤层的孔隙大，即产生筛选作用。混浊微粒被截留，不仅是筛选作用的结果，也是过滤层里面发生吸附作用的结果。用多孔隔膜进行固相物质和液相物质分离的操作称为过滤。过滤过程是用多孔滤膜截住固体的悬浮微粒，让液体通过，把固体的微粒阻挡在滤膜的表面上，并逐渐汇聚形成了沉淀层。
过滤层有多孔和渠道，孔和渠道的直径有大有小，渠道存在弯曲和交叉。在悬浮微粒过滤时，微粒的直径使它不可能通过孔隙的入口时，就被截留在过滤层的表面上，形成第二道过滤层。过滤层的加厚，会使液体通过各层的速度逐渐下降，随着微粒在入口孔隙上方的不断积累，最终会堵塞孔隙，直到过滤作用完全停止。
除了塞住渠道的入口外，部分微粒钻入渠道内部，也会使渠道的直径变小，而在渠道弯曲的地方所产生的堵塞更加明显。部分微粒粘附在渠道壁上，这种吸附作用的积累，根据过滤层的材质和物理状态，给液体通过造成了不同的困难程度。
传统过滤的速度，取决于对悬浮体的压力、沉淀层的厚度、沉淀的结构和特征、悬浮体的组成和液体的温度。葡萄酒密闭过滤时，泵送葡萄酒会产生压力。在过滤层的一面与另一面压力的差，称之为压头。
压头越大，过滤速度也越快。在沉淀压缩时，由于压力的增加，过滤速度也加快。当压力达到一定值时，即使增加压力，过滤的速度也不再加快，此时的压力称之为临界压力，超过这个压力，过滤层将被击穿。压力除了压缩过滤层以外，有些比较小的微粒，在强大压力作用下进入渠道的孔隙，并且造成堵塞。
错流过滤
错流过滤打破了传统过滤的机制，即液体的流向和滤膜相切，使得滤膜的孔隙不容易堵塞。被过滤的酒液在压力推动下，带着混浊的微粒，高速在管状滤膜的内壁流动，而附着在滤膜上的残留物质很薄，其过滤阻力增加不大，因而能在长时间内保持稳定不变的过滤速度。
错流过滤机相对于硅藻土过滤机的优点在于：提高了过滤效率、过滤质量，节省了过滤材料，并且使整个过滤过程实现了自动化。正常使用下过滤膜可用4年—5年不用更换（每个工作循环之后需清洗）减少过滤损失，避免废弃硅藻土对环境造成的污染，同时减少了污水量及过滤损失，符合环保发展的要求。
由于构成葡萄酒混浊的微粒直径有大有小，如果一开始就用孔隙小的过滤层来过滤，过滤层将很快被堵塞。因此，应该遵循粗滤精滤无菌过滤的顺序进行过滤，并且为此而选用相应的过滤介质和设备。
张裕公司以下胶处理后的福建干红葡萄酒为试验对象，分别用硅藻土过滤和错流过滤，通过色泽、香气、生物稳定性、成本方面的对比，研究硅藻土过滤和错流过滤对风味和生物稳定性影响的差别，选用既保证原酒的稳定性，又最大程度保留原酒风味和口感的过滤方式。
二者对比
经试验对比发现，硅藻土过滤和错流过滤对理化指标影响不大。在微生物稳定性方面，每半个月分析一次挥发酸进行观察对比，硅藻土过滤和错流过滤挥发酸都没有变化，留样稳定性方面所有样品都未发现长膜、沉淀情况。
经过连续分析挥发酸发现，在保证一定游离二氧化硫的前提下，错流过滤和硅藻土过滤的生物稳定性都是稳定的。
经过品尝对比，错流过滤后酒样的香气和口感都要比硅藻土过滤后的样品较淡薄，香气稍轻，原因是错流过滤批次较小，清洗次数太多，微孔过滤损失较多，如果连续大生产错流过滤对理化指标、色度、颜色的影响不会太大。利用浊度仪测量过滤前后的葡萄酒样品的浊度值，利用错流过滤的酒样澄清度显著好于硅藻土过滤的酒样。
实验中硅藻土过滤机4个小时过滤100千升，清洗一次，过滤结束。错流过滤机过滤开始和结束都需要进行酸碱清洗，过滤100千升半成品原酒，过滤速度为10千升/小时，期间还需要2次清水清洗。
在小批量生产过程中错流过滤需要更多的水电费用，需要从膜的材料、孔径方面进一步研究，如果能够减少清洗次数，连续化大生产能够大大提高过滤效率，而且对理化指标、色度和风味等的影响不会太大。酒在冷冻前经硅藻土过滤后，再经错流过滤，可除去酒中的部分胶体物质，有利于酒石结晶和冷冻。冷冻后，直接用错流过滤分离酒石，取消硅藻土过滤、板框纸板过滤，是可行的。
错流设备采用模块化设计，可通过增加一个或更多的模块加大过滤面积，而不需要对控制系统作任何修改。如果不将错流过滤机作为最终除菌过滤设备使用，只是利用来过滤皂土澄清后的处理原酒，适当加大过滤介质的孔径，连续过滤批量生产，可以更大程度增加使用效率。在固定的场所通过固定管路连续作业，可降低损耗，减少工人的劳动强度，减少污染物的排放。
表1 色度指标变化
表2 过滤后6各月继续观察过滤后的样品色度数据
表3 微生物指标变化（酵母）
表4 理化指标变化
表5 挥发酸变化
表6 品尝对比
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