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1、离心机在葡萄酒加工中的应用离心机在葡萄酒加工中的应用食品（2 班） 许健洋 学号：0902062025摘 要：本文首先根据离心机的运行原理对离心机进行了详细的描述，而后文中通过离心机在葡萄酒中的酿造工艺，对离心机在酿酒中的工艺进行了详细 描述，对了解离心机在酿酒工艺中的应用有指导作用。最后简要分析了国内离 心机技术发展现状。关键词：离心机 原理 葡萄酒 工艺 发展现状1、前言离心机大量应用于化工、石油、酿酒、制药、选矿、煤炭、水处理和船舶 等部门。离心机的工作原理有离心沉降和离心过滤两种，离心过滤是在离心力 场下使悬浮液产生的离心压力，施加于过滤介质上，使过滤后的滤液通过介质 使其成为滤液，而
2、较大的颗粒被过滤介质截留停留在介质表面，而实现固体与 液体的有效分离，离心沉降是指不同密度的悬浮液在离心力场中迅速沉降，使 固体和液体有效分离，一般在离心机中有绕其轴线旋转的圆筒，通过电机的驱 动实现高速运转，这个圆筒称之为转鼓。二、离心机分类离心机是实验室常见的分离仪器，式样和型号比较多，按温度可分为冷冻 离心机和常温离心机。 按容量可分为微量离心机、大容量离心机和超大容量离心机。 按外型可分为台式离心机和落地式离心机1。 按用途可分为分析式离心机和制备式离心机。 按转速可分为低速离心机 8000 r/min，主要用于血液或细胞制备、蛋白 质和酶沉淀物的分离，由于不能产生足够大的离心力场，不
3、能分离超小粒子 （如病毒，DNA 分子）和大分子，或进行密度梯度离心；高速离心机8000 30000 r/min，能分离病毒、细菌、细胞核、细胞膜、线粒体以及DNA 制备等； 超速离心机30000 80000 r/min 和超高速离心机80000 r/min，配合光学 仪器，可作分子量测定、蛋白质结构及其聚集状态分析和化合物纯度检定2。 近年来，随着世界卫生组织（WHO）以及欧盟（COS）与美国食品药物管理 局（FDA）的药品生产质量管理规范（GMP）认证规范，在国内的生物工程及医 药行业进行GMP 认证，产生了适用于制药和生物工程的GMP 新型离心机，主要 有6 大组成部分：密封系统、气体抽
4、除装置、离心机主体、减震垫、减震系统 以及新型机座，具有防污染、防爆和密封性好等功能3。如何选用离心机？按生物高分子的分子量来选用3：分子量 108，用普通离心机和高速离心机；分子量 104 108，用超速离心机；分子量 104，用离心和超速分离效果不好，必须采用另外的分离方法。3、离心机原理（一）离心力（centrifugal force，Fc）就是利用物质沉降原理将装有样 品溶液的离心管的转头置于离心轴上，通过转头绕轴高速旋转所产生的强大离 心作用力，使样品中不同性质颗粒按其密度或形状大小相互分离3，4。根据物 理学匀速圆周运动规律，置于转头中的离心管内的物质颗粒在离心场中都受到 一个向外
5、的的离心合力：Fc=m2r （1） 其中， 为角速度，=2n/60，n 为转头每分钟的转速（r/min） ，r 为 离心管与转轴的距离（cm） ，即离心半径。 （二）相对离心力 由于各种离心机转子的半径或者离心管至转轴中心距离不同，颗粒所受的 离心力也不同，物质颗粒除受离心力作用外，还受到重力P 的影响。因此，超 速离心中国际上近年来采用相对离心力（relativecentrifugal force，RCF） ， 也就是离心机所产生的离心加速度和地球重力加速度的倍数值，单位为重力加 速度g（g=9.8m/s2） ，来表达离心机转速3。rnnrgrn mgrm PFRCFc2522210118.
6、1)1000(12.1)602(（2） 任何一个离心机转子都可以通过公式（2）计算出最大半径（rmax） 、最小 半径（rmin）和平均一般情况下，离心条件选用rav 时的相对离心力。 半径（rav）或任意位置的相对离心力大小。 （三）沉降系数 样品中的物质颗粒，在重力场或离心力场中沉降或上浮，同时受到介质浮 力及摩擦力的影响，沉降速度发生变化，也就是颗粒在单位离心力作用下的沉 降速度被称为颗粒的沉降系数（sedimentationcoefficient，s） 。mpd rdtdr rvs181222（3）其中v 为颗粒在离心场中的沉降速度；d 表示物质颗粒的直径；p 和m 分别为物质颗粒和溶
7、剂的密度； 为溶剂的黏性系数。 不同的物质颗粒，其沉降系数各不相同，可以通过公式（3）计算s 值，也 可以查有关文献得到所需物质的s 值。 （四）沉降时间和k 系数 在离心机上把样品中的物质颗粒从溶液中全部沉降分离出来的时间称为沉 降时间（sedimentationtime，t） ，统一称为离心时间。（4）sInrInrtrtInrInrr rtdrr rdtdrsmbmbbm2222)(1 其中rb 离心机旋转转轴到离心管底的距离，rm为旋转轴到离心管液面的距 离。通过转速可以计算出从离心管表面沉降到离心管底的时间（t） 。（5）sInrInrtmb 213360010 k 系数（k fac
8、tor）为转子系数，是用来描述转子中物质颗粒沉降下来的 效率，是溶液恢复到澄清程度的一个指数，也称为“cleaning factor” 4。（6）2111321054. 2360010/nInrInrInrInrksktmbmb常见离心技术参数是：离心速度n、相对离心力FC、离心时间t、离心温度T 和沉降系数s 等，这几个方面也是影响分离效果的主要因素。操作离心时，最 主要是选择待分离样品的离心速度、离心力和离心时间。 通过以上公式，根据所选的转速，就可以计算出k 值，进而就可以计算出 所离心样品需要的离心时间。4、离心机在葡萄酒中的工艺（一）用于干白葡萄汁发酵前澄清处理在酒精发酵前对干白葡萄
9、汁进行澄清处理，可降低葡萄酒中高级醇的含量， 提高脂类物质的含量，特别是六碳、八碳和十碳脂肪酸乙酯的含量，从而提高 干白葡萄酒的质量；在实际生产过程中，一般将压榨后的干白葡萄汁置于低温 澄清罐，使温度降至0-5，静置1-2天，然后抽取上层清液并通过离心机进行 澄清处理5； （二）发酵后葡萄原酒一次换桶澄清处理 在发酵结束后，葡萄酒仍比较浑浊，因为它其中含有一些悬浮物，包括果 胶、果皮、种子等，由于CO2的释放，这些物质仍悬浮在葡萄酒中，经过静置以 后，这些物质会逐渐沉淀于罐底，而换桶目的就是将葡萄酒与其他沉淀物分开； 在烟台地区，葡萄发酵季节一般在9-10月份，12月初开始葡萄酒一次换桶，换
10、桶过程一般结合离心处理同时进行5。5、国内离心机技术发展现状我国中央空调业于20 世纪90 年代才刚刚起步，国内离心机技术起步更晚， 但我们在仅十几年时间里就获得了蓬勃的发展。现在国内两大空调品牌：美的 和格力走在空调业的前列。2004 年，国内美的中央空调注入雄厚的资金和品牌 效力，与具有30 多年制造离心机历史的重庆通用工业集团强强联合，组建了重 庆美的通用制冷设备有限公司，专门研发制造冷水机组。2006 年研发出国内第 一台变频离心机组，2007 年成功中标首都国际机场，2008 年研制出美的L 系 列- 睿星系列第一代离心机组，睿星系列全部获得国家节能认证，成为众多中 央空调产品中的节
11、能巨人，并且获得多项国家级专利技术、自有知识产权。 2011 年12 月，格力中央空调经过几代人的潜心科研，自主研发的双级高效永 磁同步变频离心式冷水机组成功下线，这是目前世界上最先进的直流变频离心 机组，也是迄今为止最节能的大型中央空调。该高效直流变频离心机组聚集了 格力中央空调研发的最新技术成果，拥有自主知识产权，比普通离心式冷水机组节能40%以上，机组效率提升65%以上，是迄今为止最节能的大型中央空调， 对我国大型建设节能乃至能源战略具有重大意义。参考文献：1 胡宗泰离心机概述J世界产品与技术，1995(2):18-19 2 宋持健，周祥凡离心机技术进展J中国医疗器械杂志，1996,(5):302-303 3 俞雷霖，俞如友GMP 离心机和离心分离技术的进展J中国医药工业杂志，2005(12):776-779 4 雷东锋现代生物化学与分子生物学仪器与设备M科学出版社，2006,252-268 5 岳高尊. 离心机在葡萄酒加工中的应用J. 理论新探,2009(3)：27-28
