葡萄酒灌装设备的清洗杀菌系统升级改造

2015-03-16戴远涛烟台张裕葡萄酿酒股份有限公司山东烟台264000

山东工业技术 2015年1期

关键词：升级改造葡萄酒

戴远涛（烟台张裕葡萄酿酒股份有限公司,山东　烟台　264000）

葡萄酒灌装设备的清洗杀菌系统升级改造

戴远涛
（烟台张裕葡萄酿酒股份有限公司,山东烟台264000）

摘要：传统工艺要求在葡萄酒灌装前对空瓶进行清洗杀茵，提供稳定浓度值、压力恒定的臭氧杀菌水，提高葡萄酒空瓶杀茵合格率，提高葡萄酒成品质量，是葡萄酒厂所追求的，文章对葡萄酒灌装设备的清洗杀菌系统升级改造方案进行了讨论。

关键词：葡萄酒；灌装设备；清洗杀菌；升级改造

1　方案一

目前在葡萄酒生产灌装中，要求对灌装空瓶进行清洗杀菌，一般会用到热水（通常为85℃）、一定比例的碱液、酸液或蒸汽。更新为全自动意大利bertolaso灌装机，鉴于旧的清洗、杀菌系统效率低、能耗高，技术水平落后。决定对其进行升级改造，主要内容如下：

（1）购置安装了一套自动化CIP清洗设备。可自动提供制备符合工艺技术要求的冷水，热水、酸液、碱液。配合新灌装机的可编程清洗、杀菌程序，实现设备的全自动清洗。其中制备85℃热水仅需要10分钟的准备时间，相比实施本系统前每天节省工作时间约2小时。

（2）根据新工艺要求，设计、制作了管道分配盘。通过分配盘的合理设计将待灌装葡萄酒储罐与国产CIP清洗设备和进口葡萄酒灌装机合理联系起来，形成一个科学、紧密而高效的系统。系统既能满足对系统得清洗、杀菌的要求，又可以保证生产过程中输酒、回流方面的要求。通过分配盘切换，可在很短的时间内实现灌装工艺的清洗、杀菌、灌装、原酒回流等功能，同时可有效防止操作人员误操作。

（3）淘汰高能耗离心泵，由公司独自设计完成了一套变频控制的立式多级泵供水系统，实现恒压节能供水。系统供水量最大可达20t/h，水压稳定在3bar。避免不同用水量时供水压力的波动，提高清洗效果。该清洗、杀菌系统经实际使用和测算，自动化程度高且经济效益明显。酵母菌检验合格率提高3个百分点，每年由此节约清洗成本约26000元。清洗杀菌班热水制备环节节约工时约600小时，每个工费用约为120元。（600/8）+120=9000元灌装设备清洗、杀菌年消耗蒸汽量相比旧系统节省约467吨，按1吨蒸汽需0.15吨标煤计算，折合标煤约70吨，1吨标煤约800元，节省费用800*70=56000元。清洗剂每年节约960L，每桶35L，每桶合人民币约1000元，960/35*1000=28000。以上合计每年可节约费用约12万元，此系统投资为65万元，按此计算，约5.5年即可回收全部投资。

2　方案二

臭氧最适用于水质及用水量比较稳定的系统，当其发生变化时应及时调整臭氧的用量。在实际生产中，及时进行调节有一定的困难。臭氧在水中溶解性较差，其溶解能力和半衰期是影响其消毒效果的重要因素。经过除菌过滤后的软化水，水质澄清，PH值稳定在6—8之间，经过处理后的水温也保持在15℃左右。所以目前影响臭氧溶解度的就是臭氧通气流量。只要控制好臭氧出气量，就能控制臭氧的浓度。当臭氧发生量是一定的状态下，通过系统的水量则影响着臭氧水浓度，流量越大，浓度值越低。由于灌装工艺中冲瓶水是断续工作，当喷头阀门关闭后，由于水流量瞬间降低，会导致臭氧水浓度升高，检测仪表上就会提示浓度超过标准报警。等到下一周期喷头阀门打开后，臭氧水浓度仍然在工艺要求标准值外，会对杀菌有一定影响。为了实现臭氧水浓度值的稳定，我对设备进行设计，实现了臭氧水浓度稳定恒压恒流系统。臭氧水浓度稳定恒压恒流系统包括软化水供水系统，臭氧水混合系统，臭氧水恒压恒流系统。软化水供水系统包括软化水供水槽、水泵、0.45um过滤桶。臭氧水混合系统包括制氧机、臭氧发生器、高压水泵、臭氧混合罐、射流器及臭氧浓度在线监测仪。制氧机经过流量计连接至臭氧发生器进气口，出口经管道连接至射流器吸气口，射流器进气口管道上装有单向阀及气动截止阀。高压水泵进口与臭氧混合罐底部进水口连接，高压水泵出水口与射流器进水口连接，射流器出水口经管道连接至臭氧水混合罐上部；高压水泵、射流器、臭氧水混合罐组成循环管道。臭氧水混合罐上部有采样口，供臭氧浓度在线监测仪监测混合罐中臭氧水浓度值。臭氧水恒压恒流系统包括臭氧水回流管道、泄压阀、电磁阀及臭氧水混合罐上部出口管道上的电磁阀。回流管道连接至软化水槽，出口管道通往使用的灌装冲洗机。

来自软化水槽1的软化水经过水泵2输送至0.45微米级过滤桶3过滤后，输送至臭氧水混合罐5底部的进水口，提供稳定压力值（0.2MPa）的无菌水，制氧机13产生的氧气经流量计12调节流量后进入臭氧发生器11，产生的臭氧经过管道进入射流器8的吸气口。在臭氧发生器11和射流器8之间的气管上安装有气动截止阀10和单向阀9，防止水压过高逆流至臭氧发生器11，高压水泵7在射流器8两端形成压力差，臭氧发生器11产生的臭氧经过射流器8吸气口进入臭氧水混合罐5的上部，经过循环混合均匀产生稳定浓度值的臭氧水，臭氧水混合罐5靠近出水口的地方有采样孔，臭氧浓度在线监测仪6实时采集臭氧水混合罐中臭氧水的浓度值，达到稳定浓度的臭氧水经臭氧水混合罐5上部的出水口输送至出口供灌装使用，臭氧水混合罐5上部的出水口管道通过回流管道连接至软化水供水槽1，回流管道上的泄压阀14使出水管道上的压力保持恒定，回流管道上的电磁阀15和臭氧水混合罐5上出口管道上的电磁阀16能调节管道中的流量，为使用端提供稳定浓度值恒定压力、流量的臭氧水。臭氧水混合罐5底部管道装有排放阀4，在需要排放臭氧水混合罐5内的臭氧水时可以打开排放底阀4。本系统实现了臭氧机的连续稳定运行，臭氧水的浓度值可控制在0.1ppm级别；恒流恒压系统能能为灌装冲洗机提供稳定压力稳定流量稳定浓度值的臭氧水。解决了原臭氧水混合系统与灌装冲洗机联动时臭氧水浓度无法稳定的问题。

经过实施，臭氧水浓度值、压力值稳定，经质检部门对冲洗杀菌后空瓶检验，无菌检测合格率达100%。灌装后成品一次检验合格率达100%。