傳統(tǒng)過(guò)濾

　　過(guò)濾作用是由兩個(gè)過(guò)程組成：篩選作用和吸附作用。如果微粒比濾層的孔隙大，即產(chǎn)生篩選作用。混濁微粒被截留，不僅是篩選作用的結(jié)果，也是過(guò)濾層里面發(fā)生吸附作用的結(jié)果。用多孔隔膜進(jìn)行固相物質(zhì)和液相物質(zhì)分離的操作稱為過(guò)濾。過(guò)濾過(guò)程是用多孔濾膜截住固體的懸浮微粒，讓液體通過(guò)，把固體的微粒阻擋在濾膜的表面上，并逐漸匯聚形成了沉淀層。

　　過(guò)濾層有多孔和渠道，孔和渠道的直徑有大有小，渠道存在彎曲和交叉。在懸浮微粒過(guò)濾時(shí)，微粒的直徑使它不可能通過(guò)孔隙的入口時(shí)，就被截留在過(guò)濾層的表面上，形成第二道過(guò)濾層。過(guò)濾層的加厚，會(huì)使液體通過(guò)各層的速度逐漸下降，隨著微粒在入口孔隙上方的不斷積累，最終會(huì)堵塞孔隙，直到過(guò)濾作用完全停止。

　　除了塞住渠道的入口外，部分微粒鉆入渠道內(nèi)部，也會(huì)使渠道的直徑變小，而在渠道彎曲的地方所產(chǎn)生的堵塞更加明顯。部分微粒粘附在渠道壁上，這種吸附作用的積累，根據(jù)過(guò)濾層的材質(zhì)和物理狀態(tài)，給液體通過(guò)造成了不同的困難程度。

　　傳統(tǒng)過(guò)濾的速度，取決于對(duì)懸浮體的壓力、沉淀層的厚度、沉淀的結(jié)構(gòu)和特征、懸浮體的組成和液體的溫度。葡萄酒密閉過(guò)濾時(shí)，泵送葡萄酒會(huì)產(chǎn)生壓力。在過(guò)濾層的一面與另一面壓力的差，稱之為壓頭。

　　壓頭越大，過(guò)濾速度也越快。在沉淀壓縮時(shí)，由于壓力的增加，過(guò)濾速度也加快。當(dāng)壓力達(dá)到一定值時(shí)，即使增加壓力，過(guò)濾的速度也不再加快，此時(shí)的壓力稱之為臨界壓力，超過(guò)這個(gè)壓力，過(guò)濾層將被擊穿。壓力除了壓縮過(guò)濾層以外，有些比較小的微粒，在強(qiáng)大壓力作用下進(jìn)入渠道的孔隙，并且造成堵塞。

　　錯(cuò)流過(guò)濾

　　錯(cuò)流過(guò)濾打破了傳統(tǒng)過(guò)濾的機(jī)制，即液體的流向和濾膜相切，使得濾膜的孔隙不容易堵塞。被過(guò)濾的酒液在壓力推動(dòng)下，帶著混濁的微粒，高速在管狀濾膜的內(nèi)壁流動(dòng)，而附著在濾膜上的殘留物質(zhì)很薄，其過(guò)濾阻力增加不大，因而能在長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)保持穩(wěn)定不變的過(guò)濾速度。

　　錯(cuò)流過(guò)濾機(jī)相對(duì)于硅藻土過(guò)濾機(jī)的優(yōu)點(diǎn)在于：提高了過(guò)濾效率、過(guò)濾質(zhì)量，節(jié)省了過(guò)濾材料，并且使整個(gè)過(guò)濾過(guò)程實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化。正常使用下過(guò)濾膜可用4年—5年不用更換（每個(gè)工作循環(huán)之后需清洗）減少過(guò)濾損失，避免廢棄硅藻土對(duì)環(huán)境造成的污染，同時(shí)減少了污水量及過(guò)濾損失，符合環(huán)保發(fā)展的要求。

　　由于構(gòu)成葡萄酒混濁的微粒直徑有大有小，如果一開(kāi)始就用孔隙小的過(guò)濾層來(lái)過(guò)濾，過(guò)濾層將很快被堵塞。因此，應(yīng)該遵循粗濾精濾無(wú)菌過(guò)濾的順序進(jìn)行過(guò)濾，并且為此而選用相應(yīng)的過(guò)濾介質(zhì)和設(shè)備。
　　張?jiān)９疽韵履z處理后的福建干紅葡萄酒為試驗(yàn)對(duì)象，分別用硅藻土過(guò)濾和錯(cuò)流過(guò)濾，通過(guò)色澤、香氣、生物穩(wěn)定性、成本方面的對(duì)比，研究硅藻土過(guò)濾和錯(cuò)流過(guò)濾對(duì)風(fēng)味和生物穩(wěn)定性影響的差別，選用既保證原酒的穩(wěn)定性，又最大程度保留原酒風(fēng)味和口感的過(guò)濾方式。

　　二者對(duì)比

　　經(jīng)試驗(yàn)對(duì)比發(fā)現(xiàn)，硅藻土過(guò)濾和錯(cuò)流過(guò)濾對(duì)理化指標(biāo)影響不大。在微生物穩(wěn)定性方面，每半個(gè)月分析一次揮發(fā)酸進(jìn)行觀察對(duì)比，硅藻土過(guò)濾和錯(cuò)流過(guò)濾揮發(fā)酸都沒(méi)有變化，留樣穩(wěn)定性方面所有樣品都未發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)膜、沉淀情況。

　　經(jīng)過(guò)連續(xù)分析揮發(fā)酸發(fā)現(xiàn)，在保證一定游離二氧化硫的前提下，錯(cuò)流過(guò)濾和硅藻土過(guò)濾的生物穩(wěn)定性都是穩(wěn)定的。

　　經(jīng)過(guò)品嘗對(duì)比，錯(cuò)流過(guò)濾后酒樣的香氣和口感都要比硅藻土過(guò)濾后的樣品較淡薄，香氣稍輕，原因是錯(cuò)流過(guò)濾批次較小，清洗次數(shù)太多，微孔過(guò)濾損失較多，如果連續(xù)大生產(chǎn)錯(cuò)流過(guò)濾對(duì)理化指標(biāo)、色度、顏色的影響不會(huì)太大。利用濁度儀測(cè)量過(guò)濾前后的葡萄酒樣品的濁度值，利用錯(cuò)流過(guò)濾的酒樣澄清度顯著好于硅藻土過(guò)濾的酒樣。

　　實(shí)驗(yàn)中硅藻土過(guò)濾機(jī)4個(gè)小時(shí)過(guò)濾100千升，清洗一次，過(guò)濾結(jié)束。錯(cuò)流過(guò)濾機(jī)過(guò)濾開(kāi)始和結(jié)束都需要進(jìn)行酸堿清洗，過(guò)濾100千升半成品原酒，過(guò)濾速度為10千升/小時(shí)，期間還需要2次清水清洗。

　　在小批量生產(chǎn)過(guò)程中錯(cuò)流過(guò)濾需要更多的水電費(fèi)用，需要從膜的材料、孔徑方面進(jìn)一步研究，如果能夠減少清洗次數(shù)，連續(xù)化大生產(chǎn)能夠大大提高過(guò)濾效率，而且對(duì)理化指標(biāo)、色度和風(fēng)味等的影響不會(huì)太大。酒在冷凍前經(jīng)硅藻土過(guò)濾后，再經(jīng)錯(cuò)流過(guò)濾，可除去酒中的部分膠體物質(zhì)，有利于酒石結(jié)晶和冷凍。冷凍后，直接用錯(cuò)流過(guò)濾分離酒石，取消硅藻土過(guò)濾、板框紙板過(guò)濾，是可行的。

　　錯(cuò)流設(shè)備采用模塊化設(shè)計(jì)，可通過(guò)增加一個(gè)或更多的模塊加大過(guò)濾面積，而不需要對(duì)控制系統(tǒng)作任何修改。如果不將錯(cuò)流過(guò)濾機(jī)作為最終除菌過(guò)濾設(shè)備使用，只是利用來(lái)過(guò)濾皂土澄清后的處理原酒，適當(dāng)加大過(guò)濾介質(zhì)的孔徑，連續(xù)過(guò)濾批量生產(chǎn)，可以更大程度增加使用效率。在固定的場(chǎng)所通過(guò)固定管路連續(xù)作業(yè)，可降低損耗，減少工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少污染物的排放。

　　表1  色度指標(biāo)變化



　　表2  過(guò)濾后6各月繼續(xù)觀察過(guò)濾后的樣品色度數(shù)據(jù)



　　表3  微生物指標(biāo)變化（酵母）



　　表4  理化指標(biāo)變化


　　表5  揮發(fā)酸變化



　　表6  品嘗對(duì)比