葡萄酒灌裝設備的清洗殺菌系統升級改造

戴遠濤（煙臺張裕葡萄釀酒股份有限公司,山東　煙臺　264000）

葡萄酒灌裝設備的清洗殺菌系統升級改造

戴遠濤
（煙臺張裕葡萄釀酒股份有限公司,山東煙臺264000）

摘要：傳統工藝要求在葡萄酒灌裝前對空瓶進行清洗殺茵，提供穩定濃度值、壓力恒定的臭氧殺菌水，提高葡萄酒空瓶殺茵合格率，提高葡萄酒成品質量，是葡萄酒廠所追求的，文章對葡萄酒灌裝設備的清洗殺菌系統升級改造方案進行了討論。

關鍵詞：葡萄酒；灌裝設備；清洗殺菌；升級改造

1　方案一

目前在葡萄酒生產灌裝中，要求對灌裝空瓶進行清洗殺菌，一般會用到熱水（通常為85℃）、一定比例的堿液、酸液或蒸汽。更新為全自動意大利bertolaso灌裝機，鑒于舊的清洗、殺菌系統效率低、能耗高，技術水平落后。決定對其進行升級改造，主要內容如下：

（1）購置安裝了一套自動化CIP清洗設備。可自動提供制備符合工藝技術要求的冷水，熱水、酸液、堿液。配合新灌裝機的可編程清洗、殺菌程序，實現設備的全自動清洗。其中制備85℃熱水僅需要10分鐘的準備時間，相比實施本系統前每天節省工作時間約2小時。

（2）根據新工藝要求，設計、制作了管道分配盤。通過分配盤的合理設計將待灌裝葡萄酒儲罐與國產CIP清洗設備和進口葡萄酒灌裝機合理聯系起來，形成一個科學、緊密而高效的系統。系統既能滿足對系統得清洗、殺菌的要求，又可以保證生產過程中輸酒、回流方面的要求。通過分配盤切換，可在很短的時間內實現灌裝工藝的清洗、殺菌、灌裝、原酒回流等功能，同時可有效防止操作人員誤操作。

（3）淘汰高能耗離心泵，由公司獨自設計完成了一套變頻控制的立式多級泵供水系統，實現恒壓節能供水。系統供水量最大可達20t/h，水壓穩定在3bar。避免不同用水量時供水壓力的波動，提高清洗效果。該清洗、殺菌系統經實際使用和測算，自動化程度高且經濟效益明顯。酵母菌檢驗合格率提高3個百分點，每年由此節約清洗成本約26000元。清洗殺菌班熱水制備環節節約工時約600小時，每個工費用約為120元。（600/8）+120=9000元灌裝設備清洗、殺菌年消耗蒸汽量相比舊系統節省約467噸，按1噸蒸汽需0.15噸標煤計算，折合標煤約70噸，1噸標煤約800元，節省費用800*70=56000元。清洗劑每年節約960L，每桶35L，每桶合人民幣約1000元，960/35*1000=28000。以上合計每年可節約費用約12萬元，此系統投資為65萬元，按此計算，約5.5年即可回收全部投資。

2　方案二

臭氧最適用于水質及用水量比較穩定的系統，當其發生變化時應及時調整臭氧的用量。在實際生產中，及時進行調節有一定的困難。臭氧在水中溶解性較差，其溶解能力和半衰期是影響其消毒效果的重要因素。經過除菌過濾后的軟化水，水質澄清，PH值穩定在6—8之間，經過處理后的水溫也保持在15℃左右。所以目前影響臭氧溶解度的就是臭氧通氣流量。只要控制好臭氧出氣量，就能控制臭氧的濃度。當臭氧發生量是一定的狀態下，通過系統的水量則影響著臭氧水濃度，流量越大，濃度值越低。由于灌裝工藝中沖瓶水是斷續工作，當噴頭閥門關閉后，由于水流量瞬間降低，會導致臭氧水濃度升高，檢測儀表上就會提示濃度超過標準報警。等到下一周期噴頭閥門打開后，臭氧水濃度仍然在工藝要求標準值外，會對殺菌有一定影響。為了實現臭氧水濃度值的穩定，我對設備進行設計，實現了臭氧水濃度穩定恒壓恒流系統。臭氧水濃度穩定恒壓恒流系統包括軟化水供水系統，臭氧水混合系統，臭氧水恒壓恒流系統。軟化水供水系統包括軟化水供水槽、水泵、0.45um過濾桶。臭氧水混合系統包括制氧機、臭氧發生器、高壓水泵、臭氧混合罐、射流器及臭氧濃度在線監測儀。制氧機經過流量計連接至臭氧發生器進氣口，出口經管道連接至射流器吸氣口，射流器進氣口管道上裝有單向閥及氣動截止閥。高壓水泵進口與臭氧混合罐底部進水口連接，高壓水泵出水口與射流器進水口連接，射流器出水口經管道連接至臭氧水混合罐上部；高壓水泵、射流器、臭氧水混合罐組成循環管道。臭氧水混合罐上部有采樣口，供臭氧濃度在線監測儀監測混合罐中臭氧水濃度值。臭氧水恒壓恒流系統包括臭氧水回流管道、泄壓閥、電磁閥及臭氧水混合罐上部出口管道上的電磁閥。回流管道連接至軟化水槽，出口管道通往使用的灌裝沖洗機。

來自軟化水槽1的軟化水經過水泵2輸送至0.45微米級過濾桶3過濾后，輸送至臭氧水混合罐5底部的進水口，提供穩定壓力值（0.2MPa）的無菌水，制氧機13產生的氧氣經流量計12調節流量后進入臭氧發生器11，產生的臭氧經過管道進入射流器8的吸氣口。在臭氧發生器11和射流器8之間的氣管上安裝有氣動截止閥10和單向閥9，防止水壓過高逆流至臭氧發生器11，高壓水泵7在射流器8兩端形成壓力差，臭氧發生器11產生的臭氧經過射流器8吸氣口進入臭氧水混合罐5的上部，經過循環混合均勻產生穩定濃度值的臭氧水，臭氧水混合罐5靠近出水口的地方有采樣孔，臭氧濃度在線監測儀6實時采集臭氧水混合罐中臭氧水的濃度值，達到穩定濃度的臭氧水經臭氧水混合罐5上部的出水口輸送至出口供灌裝使用，臭氧水混合罐5上部的出水口管道通過回流管道連接至軟化水供水槽1，回流管道上的泄壓閥14使出水管道上的壓力保持恒定，回流管道上的電磁閥15和臭氧水混合罐5上出口管道上的電磁閥16能調節管道中的流量，為使用端提供穩定濃度值恒定壓力、流量的臭氧水。臭氧水混合罐5底部管道裝有排放閥4，在需要排放臭氧水混合罐5內的臭氧水時可以打開排放底閥4。本系統實現了臭氧機的連續穩定運行，臭氧水的濃度值可控制在0.1ppm級別；恒流恒壓系統能能為灌裝沖洗機提供穩定壓力穩定流量穩定濃度值的臭氧水。解決了原臭氧水混合系統與灌裝沖洗機聯動時臭氧水濃度無法穩定的問題。

經過實施，臭氧水濃度值、壓力值穩定，經質檢部門對沖洗殺菌后空瓶檢驗，無菌檢測合格率達100%。灌裝后成品一次檢驗合格率達100%。

3　結語

通過清洗、殺菌系統的升級改造：實現了可編程控制清洗、殺菌全過程，即實現全自動清洗。有效的控制了生產環節的微生物，減少了酸堿清洗劑消耗量，降低了操作人員的勞動強度，提升了工藝裝備水平，達到了清潔生產目的。

參考文獻：

[1]李世斌.淺談對引進葡萄酒設備的消化與吸收[J].釀酒,2009.