CN115948218A - 一种用于酒生产的多级过滤系统及过滤方法 - Google Patents

Abstract

为实现活性炭过滤介质过滤后酒的均一性和稳定性，确保酒体通过过滤介质后的去除率、净化和吸附的均衡性的目的，本发明涉及一种用于酒生产的多级过滤系统，包含过滤单元、用于检测自所述过滤单元中流出的酒的浊度的检测单元和用于替换所述过滤单元功能的备用单元，所述过滤单元设置有串联的第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件，其中，当所述检测单元检测到自所述过滤单元流出的酒的浊度高于第一阈值时，所述控制中心调节设置于与所述过滤单元的进液口和所述备用单元的进液口连通的前管路的阀门，其中，所述阀门能够自打开过滤单元的进液口而关闭所述备用单元的进液口的第一模式切换至关闭过滤单元的进液口而打开所述备用单元的进液口的第二模式。

Description

一种用于酒生产的多级过滤系统及过滤方法

技术领域

本发明涉及食品处理技术领域，尤其涉及一种用于酒生产的多级过滤系统及过滤方法。

背景技术

为了提高白酒质量，白酒的过滤处理是关键，而味道与观感的协调是彼此矛盾的。为满足新国标要求，白酒酒体的口味和外观的平衡难度呈几何增长。

在白酒生产过程中，加浆降度后会出现白色浑浊、失光等现象。经研究，该现象是白酒中的高级脂肪酸乙酯溶解降低造成的。若要白酒在“最低保存期限”内不会出现混浊物从白酒中析出，必须经过进一步的过滤处理。现有技术中，白酒的过滤处理方法包含使用纳米膜、硅藻土以及活性炭等材质过滤。

公开号为CN2319412的中国专利提供一种白酒过滤机。设备包含送液泵、预过滤器、活性炭过滤器、精密过滤器、流体磁化器、流量计，通过管道串联并在管道上安装阀门，酒液在压力作用下，由外向内经过各个过滤器的滤芯。过滤器使用由活性炭构成的单一过滤柱作为滤芯。然而对于现有技术中的使用的单级、大容积的动态活性炭过滤装置，在过滤过程中优先进入过滤装置的酒会被大量吸走需要过滤杂质和需要降低损失的物质，使得活性炭过滤无法持久保持均一性和稳定性，也就无法确保过滤设备对酒体过滤和吸附程度保持一致。

公开号为CN109182063A的中国专利提供一种高效过滤清香型白酒的过滤介质及其过滤方法。本发明的过滤介质由花生壳纳米纤维素(过滤介质A)、活性炭(过滤介质B)、大孔吸附树脂(过滤介质C)组成，其中：所述的花生壳纳米纤维素、活性炭、大孔吸附树脂的质量比为1：1：8。将本发明的三种过滤介质按C、B、A的先后顺序安装在过汽筒中，酒蒸汽依次经过过滤介质过滤处理后，再经冷凝得到净化原酒。

现有技术中，对于过滤酒体用滤芯的更换大多采取出现问题，停止过滤，更换设备的方法。该方法无法实现便捷、快速的连续生产。现有过滤技术和方案，生产必须中断且更换活性炭时间长，最长可达到48小时以上。

基于此，本发明提供一种用于酒生产的多级过滤系统，该系统采用颗粒活性炭材质，并以两个串联的小型活性炭柱为一个过滤级，采用多级过滤的方法，并在切换活性炭柱时以旧活性炭柱为先进行酒体过滤，从而实现活性炭过滤介质的均一性和稳定性，确保酒体过滤介质去除率、净化和吸附的均衡性。同时，由于本发明的过滤系统能够基于酒体浊度而自动切换活性炭柱，使得酒体过滤能够实现便捷、快速的连续生产，提高过滤效率2倍以上。相较于现有技术中采用的静态炭，本发明采用的颗粒状活性炭能够实现过滤环境的改善，减少对过滤环境的影响。

此外，一方面由于对本领域技术人员的理解存在差异；另一方面由于申请人做出本发明时研究了大量文献和专利，但篇幅所限并未详细罗列所有的细节与内容，然而这绝非本发明不具备这些现有技术的特征，相反本发明已经具备现有技术的所有特征，而且申请人保留在背景技术中增加相关现有技术之权利。

发明内容

现有技术中的活性炭柱大多采用单一个体进行酒体的过滤。该种结构的活性炭柱的填充容积约为2m³左右，盛装颗粒活性炭约600公斤。使用该结构的活性炭柱无法持久达到活性炭过滤介质的均一性和稳定性，也就无法保证对酒体过滤和吸附程度保持一致。由于单个壳体盛装颗粒活性炭量比较大，过滤及吸附面积和通量比较大，造成酒体刚开始进入活性炭过滤装置后，对酒体的吸附能力和拦截能力很强，将酒体中的香味及酯类物质处理过度，酒体的口感损失特别大；而随着过滤的量的增加，活性炭拦截及吸附达到过饱和后，对酒体的过滤和吸附能力逐渐下降，吸附能力衰减到不能满足除杂和吸附要求，造成没有对酒体过滤不充分的情况；所以传统的活性炭过滤，对酒的去除率随着过滤时间的推进而产生不均衡性，对酒的品质也难以控制。

同时，由于这类活性炭柱的体积较大，在其填装的活性炭过滤饱和的情况下，过滤单元需要停机，进行清掏活性炭的工作，并重新装填动态活性炭颗粒后才能实现再次过滤生产。一方面，由于活性炭体量大，清掏比较慢和困难；另一方面，由于是停机待产，会导致酒体过滤无法快捷、连续的进行。

现有技术中的填料大多采用静态活性炭粉末，以保持过滤的均一性和过滤效果。静态活性炭粉末在使用过程以及投料过程中会引起粉末状态而产生四处飞扬的效果，造成投放罐周边粉末较多，并使得工作环境变成粉尘工作环境。

现有技术中，常常采用活性炭进行酒体的过滤。然而，传统的活性炭过滤不具备选择性，酒体自大体积的活性染过滤单元内部流经而其中的风味物质和杂质物质会全部与酒体分离。在该操作下，如果活性炭数量不充足，使得过滤不充分，会导致酒体杂味严重、难以入口，而活性炭数量过度，使得过滤过于充分，会导致酒体风味欠缺、寡淡如水。传统过滤方案采用单级过滤方式，在过滤完成后通过向酒体内补充风味物质的方式进行调味来补足过滤工艺的缺陷，但是这种补足方式首先增加工艺环节，降低效率，其次后期调味难以还原原始酒体中各项风味物质的和谐配比，难以还原酒体原本的味道，导致产品经济价值受损。

针对现有技术问题，本发明提供一种用于酒生产的多级过滤系统，包含过滤单元。所述过滤单元设置有串联的第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件，所述第一级活性炭过滤组件包含两个串联的活性炭柱，基于该过滤单元所述己酸乙酯留存率符合国家标准GB/T 10781.1-2021优级评价标准的第一范围。所述己酸乙酯为过滤酒体自然发酵所得。优选地，第一范围指大于1.2g/L的范围。

根据一种优选实施方式，第一范围能够为1～2g/L。优选地，第一范围能够为1.25～1.6g/L。优选地，第一范围能够为1.1～1.4g/L。优选地，第一范围能够为1.3～1.5g/L。优选地，第一范围能够为1.4～1.5g/L。优选地，第一范围能够为1.4～1.6g/L。优选地，第一范围能够为1.2～1.4g/L。特别优选地，第一范围能够为1.25g/L。特别优选地，第一范围能够为1.3g/L。特别优选地，所述己酸乙酯留存率能够为1.35g/L。特别优选地，所述己酸乙酯留存率能够为1.4g/L。特别优选地，所述己酸乙酯留存率能够为1.45g/L。特别优选地，所述己酸乙酯留存率能够为1.5g/L。特别优选地，所述己酸乙酯留存率能够为1.55g/L。特别优选地，所述己酸乙酯留存率能够为1.6g/L。

过滤后的酒体的杂质物质去除率处于0.19～0.24NTU。过滤后的酒体中包含棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙酯的高级脂肪酸含量降至零。杂质物质的直径大于活性炭吸附物质的直径。相较于单柱过滤浊度变化范围在0.12～0.25NTU区间、三柱和五柱过滤后样浊度变化稳定在0.17～0.20NTU区间，二柱浊度变化范围在0.19～0.24NTU区间。二柱过滤的酒体的浊度控制最稳定。

基于过滤程度的设计考虑，首先将过滤拆分为多级过滤，且通过实施例1中提供的实验而获得实验数据发现：在二级过滤下，酒体的最主要风味物质己酸乙酯的留存率最高，且杂质去除率相对最好，这使得采用本方案过滤的酒体醇甜度能够达到3.5+以上，整体风味表现值均处于4+及以上。同时，经过上述过滤装置的酒体中的包含棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙酯的高级脂肪酸含量降至零，提高了酒体存放的稳定性。

该过滤方案既能够节省工艺、降低成本，又能够最大限度地保留原始酒体风味，杜绝后期调味导致的产品经济价值降低的问题等。本发明中的风味或者酒体口味的打分标准是基于白酒行业内的权威机构提供的认证标准，本发明涉及的酒类风味或口味的分值是通过送检至第三方权威机构获得的。

根据一种优选实施方式，本发明提供的系统还包含用于检测自所述过滤单元中流出的酒的浊度的检测单元和用于替换所述过滤单元功能的备用单元。本发明设置检测单元，当酒的浊度低于第一阈值时，说明活性炭的吸附能力达到饱和，需要更换新的活性炭。

为了保证酒体能够在过滤过程中保持均一性和稳定性，本发明设置多级过滤组件，在保证酒体在过滤过程中获得接触足够的活性炭面积(酒体于活性炭的充分接触能够保证活性炭在能力范围内对酒体达到最大的吸附效果)情况下，将单个活性炭柱拆分为多个小型的活性炭柱，均衡了活性炭对酒体的过滤及吸附面积和通量。

为了保持酒过滤的连续性，本发明在多级过滤组件的进液口端设置用于控制酒体流向的阀门。当多级过滤组件中的一个过滤组件出现问题时，通过阀门的控制使得本应该流向该级过滤组件的酒体导向备用单元。该过程能够为手动或自动。

所述过滤单元设置有串联的第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件，其中，当所述检测单元检测到自所述过滤单元流出的酒的浊度高于第一阈值时，所述控制中心调节设置于与所述过滤单元的进液口和所述备用单元的进液口连通的前管路的阀门，其中，所述阀门能够自打开过滤单元的进液口而关闭所述备用单元的进液口的第一模式切换至关闭过滤单元的进液口而打开所述备用单元的进液口的第二模式。

根据一种优选实施方式，所述第一级活性炭过滤组件包含两个串联的活性炭柱，其中，所述检测单元能够针对流经两个串联的活性炭柱的酒体进行浊度检测。根据下述实施例中对酒体的浊度、理化性质以及感官口味的检测结果可知，不论是单柱活性炭还是多柱活性炭都能够将酒体中的高级脂肪酸酯完全去除。相较于单柱活性炭，多柱活性炭过滤的酒体在低温的情况下稳定性更高且感官口味上而言更优秀，而在多柱活性炭中，二柱活性炭过滤的酒体感官口味评价更高，确认该酒体的风格典型(白酒风味的官方评价用词)，且香味成分损失相对较少。基于此，第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件均采用串联的二柱活性炭结构，从而保证酒体在过滤过程中能够更好的保存其呈香呈味物质。

根据一种优选实施方式，所述活性炭柱中的填料为颗粒活性炭。

根据一种优选实施方式，活性炭的颗粒直径为80～120目。优选地，活性炭的颗粒直径为90～110目。优选地，活性炭的颗粒直径为90～100目。优选地，活性炭的颗粒直径为80～110目。优选地，活性炭的颗粒直径为90～120目。优选地，活性炭的颗粒直径为80目。优选地，活性炭的颗粒直径为90目。优选地，活性炭的颗粒直径为100目。优选地，活性炭的颗粒直径为110目。优选地，活性炭的颗粒直径为120目。

白酒是多种化学成分的混合物，水和酒精是白酒主要的成分。除了这两种成分之外，还包含各种有机成分，这些有机成分分别是酯、酸、醇、醛等呈香呈味物质。呈香呈味物质在白酒中主要以四大酯为代表。具体地，浓香型白酒中的乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯和己酸乙酯含量比较多，占总酯含量的90％以上，被称为白酒中的四大酯。

香味成分的含量及比例关系决定了酒体的品质，进而决定性地影响了酒的价值。通常，品酒师用酸、甜、苦、咸、鲜这五种味道来评价酒的口味好坏。

白酒中的乙酸乙酯、乳酸乙酯、丁酸乙酯和己酸乙酯含量较多，占总酯含量的90％以上，被称为白酒的四大酯。乙酸乙酯的呈香呈味特征为：呈香蕉或苹果水果香、有刺激感，带涩味，具有白酒的清香感；乳酸乙酯的呈香呈味特征为：香气弱，有脂肪气味，适量的时候有浓厚感，大量的时候味有点刺激、带涩味和苦味；己酸乙酯的呈香呈味特征为：有菠萝果香的气味，味甜爽口，有白酒的窖香感觉，带刺激涩感，是浓香型白酒的主体香味成分。

酒体中的呈香呈味物质的含量配比非常重要，其对白酒的质量与风味有着很大的影响。

将传统的单极、固定的大容量活性炭过滤器调整为多级、连续的小容量活性炭过滤装置并通过管道、阀门等，结合生产工艺需求选择其中4个单极活性炭柱，组成串联过滤组对物料进行过滤、除杂工序，通过旁路进入下一步工序，使得酒体能够被充分过滤。

如表1所示，一级过滤时酒体中的乙酸乙酯含量降低3.4％，二级过滤时酒体中的乙酸乙酯含量降低7.28％，三级过滤时酒体中的乙酸乙酯含量降低6.6％。

如表1所示，一级过滤时酒体中的丁酸乙酯含量降低4.7％，二级过滤时酒体中的丁酸乙酯含量降低10.06％，三级过滤时酒体中的丁酸乙酯含量降低13.2％。

如表1所示，一级过滤时酒体中的己酸乙酯含量降低11.4％，二级过滤时酒体中的己酸乙酯含量降低8.64％，三级过滤时酒体中的己酸乙酯含量降低17.49％。

如表1所示，一级过滤时酒体中的乳酸乙酯含量降低1.9％，二级过滤时酒体中的乳酸乙酯含量降低9.35％，三级过滤时酒体中的乳酸乙酯含量降低6.06％。

相较于一级过滤，二级过滤中酒体的己酸乙酯含量降低幅度减少。相较于三级过滤，二级过滤中酒体的乳酸乙酯含量降低幅度增加。

如图6所示，一级过滤的酒体、二级过滤的酒体和三级过滤的酒体在粮香、酒香、陈香和香气符合度方面基本相同。相较于二级过滤的酒体和三级过滤的酒体，一级过滤的酒体在糟香和窑香方面更具优势。

在酒体的口感方面，相较于一级过滤的酒体，二级过滤的酒体在柔和度、回甘和爽净度方面都具有优势。相较于三级过滤的酒体，二级过滤的酒体在柔和度和回甘方面同样具有优势。二级过滤的酒体还减弱了苦、涩和麻的味道。

综合上述香气和口感的评价，二级过滤的酒体感官风格典型。

基于颗粒活性炭的二级过滤获得的酒体在乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯和乳酸乙酯含量上具有特殊搭配，从而使得其味道相较于一级过滤获得的酒体和三级过滤获得的酒体更具优势。

同时，本发明还针对一级过滤的酒体，二级过滤的酒体和三级过滤的酒体在4℃和-15℃环境中的透明度进行了观察。结果显示，二级过滤的酒体在4℃和-15℃环境中存储持续至14天时透明度依然合格，而一级过滤的酒体在第7天出现微量颗粒沉淀，三级过滤的酒体在第5天出现少量微粒悬浮和微量粉末沉淀。酒体稳定透明是饮用者对酒体观感的重要影响因素之一。本发明提出的二级过滤的酒体具有更稳定的透明度状态。

现有技术中，味道与观感的协调是彼此矛盾的。为满足新国标要求，白酒酒体的口味和外观的平衡难度呈几何增长。本发明通过二级过滤而实现了酒体的感官风格典型的口味调整并增加了酒体透明度状态的稳定性。

根据一种优选实施方式，所述第一级活性炭过滤组件的出液口设置有检测自所述过滤单元中流出的酒的浊度的第一检测单元，当所述检测单元检测到自所述第一级活性炭过滤组件流出的酒的浊度高于第一阈值时，所述控制中心调节设置于与所述第一级活性炭过滤组件的进液口和所述备用单元的进液口连通的第一管路的第一阀门，使得所述酒按照由第二级活性炭过滤组件到备用单元的顺序流动。所述第二级活性炭过滤组件的出液口均设置有检测自所述过滤单元中流出的酒的浊度的第二检测单元，当所述检测单元检测到自所述第二级活性炭过滤组件流出的酒的浊度高于第一阈值时，所述控制中心调节设置于与所述第二级活性炭过滤组件的进液口和所述备用单元的进液口连通的第二管路的第二阀门，使得所述酒按照由第一级活性炭过滤组件到备用单元的顺序流动。优选地，阀门设置于酒体的出液口，并在酒体分别经过第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件后检测过滤后的酒体，当酒体浊度高于第一阈值时，第一阀门关闭，备用单元的进液口设置的第三阀门打开，使得酒体能够由第二级活性炭过滤组件到备用单元的方向流动。当酒体浊度再次高于第二阈值时，第二阀门关闭，第一阀门打开，使得酒体能够由备用单元到第一级活性炭过滤组件的方向流动。进料方式采取从旧到新的进料方式，其中每进入一个新的活性炭过滤器均串联在最后端，更换最先进入的活性炭过滤器；过滤装置形成梯度，逐级投用，逐级更换；从而达到过滤介质均一性，物料处理均衡，且实现连续过滤的目的。第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件之间能够并联或串联。过滤系统采取从旧到新的进料方式，其中，每进入一个新的活性炭过滤器均串联在最后端，更换最先进入的活性炭过滤器。如图1所示，过滤系统中的过滤单元梯度设置，逐级投用，逐级更换，从而达到过滤介质均一、酒体处理均衡、能够连续过滤的目的。

根据一种优选实施方式，所述第一管路连接所述缓冲单元，其中，所述缓冲单元设置有用于容积检测组件，所述缓冲单元能够通过所述容积检测组件对酒的进入量进行控制。

根据一种优选实施方式，酒体通过管道进入缓冲单元等待处理，缓冲单元通过管路连接防爆泵，通过泵送通过流量计后，流量反馈至控制系统进行流量的控制。酒体依次进入第一级活性炭过滤组件，再进入第二级活性炭过滤组件。最后通过保安过滤器拦截活性炭粉末颗粒，并通过浊度检测情况，反馈至控制系统，当浊度超标或是异常时，控制中心控制阀门切换，以自动更换新的活性炭柱过滤过滤组件。优选地，缓冲单元能够为10hl前缓冲罐。

根据一种优选实施方式，10hl前缓冲罐能够通过高低液位对酒体的进入量进行控制。

根据一种优选实施方式，所述系统还包含设置于阀门相对所述过滤单元一侧的流量计，所述控制中心能够基于所述流量计检测的所述管路内的酒的流速而调整泵对酒流入管路的驱动力。

根据一种优选实施方式，所述系统设置用于检测酒体与单支炭柱的接触时间的第一单元。第一单元能够通过监测的酒体流速来显示酒体与活性炭柱接触时间。单柱活性炭柱填料容量恒定。第一单元能够基于所述酒体的实际流速和炭柱的数量监测酒体与炭柱接触时间，

其中，

接触时间(分钟)＝实际流量/(单柱额定容量*60)*串联柱数量。

根据一种优选实施方式，基于酒体与单支炭柱的接触时间和所述酒于前管路中的流速，所述控制中心能够调整泵对酒流入管路的驱动力。

根据一种优选实施方式，本系统还设置用于输入参数和显示运行状态的控制面板。如图3所示，控制面板界面至少包含手动和自动两个选项。在选择自动选项时，能够设置包括压力、流量等的参数。当前缓冲罐液位低于低位设定值时，前缓冲罐的进料阀打开，3S后启动进料泵，当前缓冲罐液位高于高位设定值时，进料泵停止工作，进料阀关闭。当自动运行启动时，前缓冲罐的出料阀打开，3S后泵运行，泵会根据流量设定值自动调节泵的运行开度。过滤完成后，开启CIP系统对管路及前缓冲罐液进行清洗。

本发明还提供一种用于酒生产的多级过滤方法，所述方法包含以下步骤：

缓冲单元中注入定量的酒；

开启泵，泵根据初始流量数值提供相应的驱动力以使酒自第一管路流入过滤单元中；

所述酒能够由第一级活性炭过滤组件到第二级活性炭过滤组件的顺序流动；

当自所述第一级活性炭过滤组件流出的酒的浊度超出第一阈值时，基于所述控制单元的调节，所述酒按照由第二级活性炭过滤组件到备用单元的顺序流动；

当自所述第二级活性炭过滤组件流出的酒的浊度超出第一阈值时，基于所述控制单元的调节，所述酒按照由第一级活性炭过滤组件到备用单元的顺序流动。

附图说明

图1是本发明提供的一种实施方式的实体图；

图2是本发明提供的活性炭柱的结构图；

图3是本发明提供的控制面板示意图；

图4是本发明提供的酒体浊度折线图；

图5是本发明提供的缓冲膜的结构图；

图6是本发明提供的口味评价图。

附图标记列表

100：炭柱滤芯上封头；200：炭柱滤芯筒体；300：炭柱滤芯下封头；400：栅板；500：O型圈；600：螺母；700：垫圈；800：填料。

具体实施方式

下面结合附图进行详细说明。

实施例1

本发明涉及一种以活性炭为介质的过滤系统。本发明还涉及一种以活性炭为介质的多级过滤系统。

所述过滤单元设置有彼此串联的第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件。第一级活性炭过滤组件包含两个串联的活性炭柱。第二级活性炭过滤组件包含两个串联的活性炭柱。

活性炭柱规格为：长度1200mm、直径200mm。

备用单元包含两个串联的活性炭柱。

缓冲单元能够为前缓冲罐。泵能够为防爆泵。

白酒通过管路进入前缓冲罐等待处理，前缓冲罐通过管路连接防爆泵。通过泵的驱动作用，白酒流经流量计，流量反馈至控制中心进行流量的控制。根据工艺需求，就依次进入第一级活性炭柱过滤装置，再进入第二级活性炭柱过滤装置，即酒依次进入4个串联的单级活性炭柱。本实验中的流速为2.0m³/H。单活性炭柱的炭量为20Kg。单活性炭柱的容积为0.035m³。本实验中的酒体与单支炭柱的接触时间为1min。

本发明通过测量透过悬浮质点介质的光强度的方法来确定悬浮物质浓度。酒液中的悬浮物质浓度即为酒的浊度。

本发明对基酒降度(68％vol～42％vol)静置处理后，以降度后42％vol酒为研究对象，进行额定流量下过滤，定时取样，评估其效果和测定其指标变化的方法。

基于过滤柱的结构设置，本发明分别采用单柱、二柱、三柱和五柱进行酒的过滤。系统运行稳定后，每半个小时取样一次，检测酒的浊度变化。

如图4所示，对比单柱过滤浊度变化范围(0.12～0.25NTU)，二柱过滤实验中酒的浊度变化范围在0.19～0.24NTU区间，三柱、五柱过滤后样浊度变化稳定在0.17～0.20NTU区间，在二柱、三柱和五柱的过滤过程中酒的浊度控制均比较稳定。

过滤后的酒在-15℃下保存7天，观察酒液状态。

具体地，二柱过滤样品无失光，无悬浮，存在微量粉末沉淀，认为其稳定性合格。单柱过滤样品出现大量小碎屑悬浮物质，认为其稳定性不合格。三柱过滤样品偏轻微失光，存在少量微粒悬浮和微量粉末沉淀，认为其稳定性合格。

采用HPLC法对酒中的总酸、总酯、乙酸乙酯、丁酸乙酯、己酸乙酯、乳酸乙酯、棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯进行检测，结果如表1所示。该结果为未处理的酒、经过单柱过滤的酒、二柱过滤的酒和三柱过滤的酒的理化含量分析结果。

结果分析，采用二柱活性炭柱、三柱活性炭柱和五柱活性炭柱处理酒体，高级脂肪酸酯类棕榈酸乙酯、油酸、亚油酸乙酯、月桂酸乙酯过滤后完全去除。同时，相较于三柱活性炭柱和五柱活性炭柱处理酒体，二柱活性炭柱处理酒体后酒体中的己酸乙酯含量降低的更少，即酒体中的呈香呈味物质保留的更多。

己酸乙酯成分增强了(泸州老窖)酒体的浓郁窖香和醇甜口味；乙酸乙酯增强了酒体的清香和爽净感；乳酸乙酯增强了酒体的后味的浓厚感和回甘。

本发明还针对不同数量的活性炭柱的过滤的酒体的感官口味进行了检测。感官口味的检测主要采用多批次人品尝和评价的方法。通过品尝测试，连续活性炭过滤工艺后的酒体，整体感官比较稳定，静态活性炭相比，糟香味有一定下降，口感上劲爽度稍微有所调整。该感官口味的结果也与上述酒体理化性质的结果相对应。

综上所述，采用多级连续活性炭过滤装置以及过滤方案，处理后的酒体评估结果良好，各酒体稳定性均较好，高级脂肪酸酯去除完全，其中，感官评估二柱活性炭过滤的酒体口味更佳，且理化物质损失相对较少。与静态活性炭处理样品相比，采用小体积的多级活性炭柱能够在将酒中的高级脂肪酸酯完全去除且带来更好的风味。相较于静态活性炭过滤酒体产生的粉尘溶于酒体难以去除和吸附酒体中的杂质过程不均一的问题，本实验所使用的由颗粒活性炭构成的二柱能够在保持甚至提高酒体口感的情况下使酒体中的理化物质的筛出和存留达到平衡。

实施例2

本发明提供一种活性炭柱。本发明提供一种过滤装置。本发明还提供一种用于酒体过滤的装置。

活性炭柱具有过滤功能。

该活性炭柱包含炭柱滤芯上封头、炭柱滤芯筒体、O型圈、六角螺母、炭柱滤芯下封头、平垫圈、栅板、弹簧垫圈、O型圈、六角螺母。炭柱滤芯筒体沿其高度方向竖立使用，酒体能够基于泵的驱动力和重力自上而下流动，并流经活性炭。如图2所示，炭柱滤芯筒体两端开口。炭柱滤芯筒体上开口设置炭柱滤芯上封头。炭柱滤芯筒体下开口设置炭柱滤芯下封头。炭柱滤芯筒体上下分别设置用于将活性炭固定于炭柱滤芯筒体中间的栅板。优选地，栅板为100目。所述栅板于炭柱滤芯筒体外部通过O型圈卡合在由上下两个螺母构成的固定件中，如图2所示。栅板自上下两个螺母构成的通道中穿过并插入炭柱滤芯筒体。螺母彼此间靠近以固定栅板的位置。螺母与栅板之间设置有垫圈。

实施例3

本发明提供一种预警系统。该预警系统能够用于为该系统管理人员提供预警。

本系统还设置有第二检测单元。第二检测单元能够采集自最后一个过滤组件中出来的酒体的图像。第二检测单元能够通过对酒体中影响酒体浊度的残留物质的形态的检测而辨别影响酒体浊度的因素。

一种用于监测酒体的预警系统，包含过滤单元、用于检测自所述过滤单元中流出的酒的浊度的第一检测单元、能够对自所述过滤单元中流出的酒进行图像采集的第二检测单元和用于替换所述过滤单元功能的备用单元。

酒体过滤是为了将酒体中的高级脂肪酸酯去除，以提高酒体的风味。本发明采用多级活性炭柱进行过滤，在过滤过程中管路老化、储存罐腐蚀甚至活性炭中掺杂异物都会提高过滤后酒的浊度，严重时会使酒体颜色发生变化。例如，酿酒的水质发生变化而导致的碳酸钙、管路的铁离子在酒体中富集。

酒体浊度的升高可能是由于活性炭饱和而使酒体中的高级脂肪酸酯未被去除干净，也可能是外界污染酒体导致的。仅使用第一检测单元对酒体的浊度进行监测，可能导致系统因活性炭并未饱和而发生切换阀门的失误。

当所述酒体浊度超出第一阈值时，所述第二检测单元开启工作。第二检测单元摄取至少三个角度的酒体的图像，并发送至控制中心。控制中心基于所述图像提取酒体的颜色特征和酒体中的杂质特征。优选地，杂质特征能够包含形状。例如，高级脂肪酸酯析出的异物为白色絮状物质，而碳酸钙为白色颗粒状物质。

基于该杂质特征，控制中心将杂质分类，以确认是否存在活性炭吸附能力以外的杂质。

当酒体颜色发生变化或出现活性炭吸附能力以外的杂质时，所述控制中心向所述工作人员的终端发出预警，以提示工作人员排查设备问题。

当酒体中仅存在活性炭吸附能力内的杂质时，所述控制中心能够控制阀门的切换，以更新活性炭柱。

所述过滤单元设置有串联的第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件。第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件为一个活性炭柱。备用单元能够为一个活性炭柱。

当所述检测单元检测到自所述过滤单元流出的酒的浊度高于第一阈值时，所述控制中心调节设置于与所述过滤单元的进液口和所述备用单元的进液口连通的前管路的阀门，其中，所述阀门能够自打开过滤单元的进液口而关闭所述备用单元的进液口的第一模式切换至关闭过滤单元的进液口而打开所述备用单元的进液口的第二模式。

本系统能够基于第二检测单元的检测结果区别引起酒体浊度的因素，从而保证系统切换活性炭柱时不会出现错误操作，避免了活性炭使用的浪费。

优选地，控制中心能够基于所述第二检测单元提供的数据进行酒体浑浊的原因归类，并将可能引发酒体浑浊的原因发送至工作人员的终端，为工作人员的维修提供辅助。

实施例4

本发明提供一种用于缓冲酒体进入过滤单元的缓冲膜。本发明还提供一种具有缓冲作用的过滤单元。

如图5所示，本发明中的缓冲膜被配置为：酒体在进入过滤单元时基于泵对酒体的驱动作用通过缓冲膜的孔径进入存储活性炭的炭柱滤芯筒体中，其中，所述缓冲膜为分隔成至少两个泄压空间的多层级泄压膜。活性炭颗粒按照能够排布所述泄压空间的朝向所述酒体流动方向一侧且使所述泄压空间未被填满的方式设置以降低所述酒体对存储于所述炭柱滤芯筒体中的活性炭颗粒的压力。

酒体依赖于活性炭对酒体的吸附作用而被纯化。迫于压力，酒体在活性炭中移动速度过快或与活性炭接触面积少时都会降低活性炭的吸附能力，从而使酒体中的高级脂肪酸酯无法被完全去除。

酒体在与存储于所述炭柱滤芯筒体中的活性炭颗粒接触前，会基于自身重力和泵给予的驱动力而与活性炭接触。若泵提供的驱动力不足，则酒体无法顺利在管路中移动；但若泵给予酒体充足压力，在酒体接触存储于所述炭柱滤芯筒体中的活性炭颗粒时会因为自身过大的压力而快速流经活性炭颗粒，无法充分(与活性炭接触面积和与活性炭接触时间)流经每一颗活性炭。

本发明提供一种缓冲膜，该缓冲膜设置在炭柱滤芯筒体进液口位置，使得所述酒体在经过缓冲膜后仅具备少量驱动力或不具备驱动力而仅依靠重力进入炭柱滤芯筒体中的活性炭颗粒缝隙中，从而缓慢流动，达到充分与活性炭接触的目的。优选地，设置于所述缓冲膜内的活性炭颗粒可采用方形、橄榄球形、圆形或各类不规则形状以改变酒体的流动路径或轨迹，例如将活性炭颗粒粉碎为粒径在一定范围内的颗粒，以阻挡酒体的垂直流动效果。缓冲膜中设置的颗粒还能够是不具备吸附功能的陶瓷颗粒。缓冲膜的每一层间隔均为大孔径隔板，其不具备分离酒体和其中的絮状杂质的作用，从而避免了在长时间使用时用于缓冲酒体流速的缓冲膜被堵塞而无法使用的问题。

由于若干活性炭颗粒的阻挡，使得酒体在其中的流动路径并不是完全垂直，而是随着活性炭颗粒的粒径以及形状的改变而改变，在冲击效应减小的同时扰动酒体流动路径。缓冲膜中的若干活性炭颗粒不仅将酒体分出多个流动路径，同时将酒体的流动路径分隔。酒体流动路径分隔为多个小路径后能够对下游的活性炭颗粒产生更小的压强，使得被分流的酒体能够缓慢通过活性炭而充分被吸附。

优选地，每一个活性炭柱的进液口前设置用于驱动酒体移动的泵。活性炭颗粒基于所述酒体的流动作用于所述缓冲膜的每一层空间内动态移动且以未填满所述缓冲膜的每一层空间的方式始终存在于所述缓冲膜的每一层空间中，其中，活性炭颗粒占所述缓冲膜的每一层空间的百分比大于未填满空间占所述缓冲膜的每一层空间的百分比。缓冲膜中每一层设置的活性炭颗粒的数量逐级递增。上述设置给予了活性炭颗粒移动的空间，同时也将活性炭颗粒限制在缓冲膜之间构成的空间内。在用于缓冲酒体的空间中，活性炭颗粒在内部因酒体推动呈现不规则运动，使得颗粒之间的接触状态是动态变化的，这种变化增加了酒体的流动路径并且酒体的流量不会因过多的活性炭颗粒而减少，从而保障流出的酒体品质。基于不同酒体的品质，可选用不同组合的缓冲膜构成的层级空间进行组合构成具有缓冲作用的层级，并基于酒体流动方向，活性炭颗粒所占体积比按流动方向依次增加，以提高污染物的过滤效果。活性炭颗粒数量少时，缓冲作用小；活性炭颗粒数量多时，缓冲作用大。缓冲作用的逐渐增加使得具有驱动力的酒体的流速逐渐降低，而不是瞬间降低，从而提高了缓冲效果。

表1

样品	总酸	总酯	乙酸乙酯	丁酸乙酯	己酸乙酯	乳酸乙酯	棕榈酸乙酯	油酸乙酯	亚油酸乙酯
										未处理	0.92	2.91	1.12786	0.16786	1.52091	0.76653	0.0572	0.007	0.0086
单柱过滤(综合样)	0.92	2.79	1.08973	0.15997	1.34742	0.75192	0.04499	0	0
										含量降低(％)	0.00％	4.10％	3.40％	4.70％	11.40％	1.90％	21.35％	100.00％	100.00％
二柱过滤(综合样)	0.93	2.64	1.0458	0.151	1.3895	0.6949	0	0	0
										含量降低(％)	0.00％	9.28％	7.28％	10.06％	8.64％	9.35％	100.00％	100.00％	100.00％
三柱过滤(综合样)	0.93	2.56	1.0532	0.1457	1.2548	0.7201	0	0	0
										含量降低(％)	0.00％	12.03％	6.60％	13.20％	17.49％	6.06％	100.00％	100.00％	100.00％
生产静态活性炭(5/万)	0.92	2.46	0.9927	0.1389	1.3154	0.6925	0	0	0
										含量降低(％)	0	15.46％	11.99％	17.26％	13.52％	9.65％	100.00％	100.00％	100.00％

需要注意的是，上述具体实施例是示例性的，本领域技术人员可以在本发明公开内容的启发下想出各种解决方案，而这些解决方案也都属于本发明的公开范围并落入本发明的保护范围之内。本领域技术人员应该明白，本发明说明书及其附图均为说明性而并非构成对权利要求的限制。本发明的保护范围由权利要求及其等同物限定。本发明说明书包含多项发明构思，诸如“优选地”、“根据一个优选实施方式”或“可选地”均表示相应段落公开了一个独立的构思，申请人保留根据每项发明构思提出分案申请的权利。在全文中，“优选地”所引导的特征仅为一种可选方式，不应理解为必须设置，故此申请人保留随时放弃或删除相关优选特征之权利。

Claims (10)

1.一种用于酒生产的多级过滤系统，包含过滤单元，其特征在于，所述过滤单元设置有串联的第一级活性炭过滤组件和第二级活性炭过滤组件，所述第一级活性炭过滤组件包含两个串联的活性炭柱，其中，含有发酵所得的己酸乙酯的酒体基于该过滤单元的过滤作用能够使所述己酸乙酯于酒体中的留存率处于大于1.2g/L的第一范围，优选地，所述留存率符合国家标准GB/T 10781.1-2021优级评价标准。

2.根据权利要求1所述的多级过滤系统，其特征在于，用于检测自所述过滤单元中流出的酒的浊度的检测单元和用于替换所述过滤单元功能的备用单元，所述检测单元能够针对流经两个串联的活性炭柱的酒体进行浊度检测，当所述检测单元检测到自所述过滤单元流出的酒的浊度高于第一阈值时，所述控制中心调节设置于与所述过滤单元的进液口和所述备用单元的进液口连通的前管路的阀门，其中，所述阀门能够自打开过滤单元的进液口而关闭所述备用单元的进液口的第一模式切换至关闭过滤单元的进液口而打开所述备用单元的进液口的第二模式。

3.根据权利要求1或2所述的多级过滤系统，其特征在于，基于所述过滤单元的过滤作用，所述酒体中包含棕榈酸乙酯、油酸乙酯和亚油酸乙酯的高级脂肪酸含量降至零。

4.根据权利要求3所述的多级过滤系统，其特征在于，所述第一级活性炭过滤组件的出液口设置有检测自所述过滤单元中流出的酒的浊度的第一检测单元，当所述检测单元检测到自所述第一级活性炭过滤组件流出的酒的浊度高于第一阈值时，所述控制中心调节设置于与所述第一级活性炭过滤组件的进液口和所述备用单元的进液口连通的第一管路的第一阀门，使得所述酒按照由第二级活性炭过滤组件到备用单元的顺序流动。

5.根据权利要求4所述的多级过滤系统，其特征在于，所述第二级活性炭过滤组件的出液口均设置有检测自所述过滤单元中流出的酒的浊度的第二检测单元，当所述检测单元检测到自所述第二级活性炭过滤组件流出的酒的浊度高于第一阈值时，所述控制中心调节设置于与所述第二级活性炭过滤组件的进液口和所述备用单元的进液口连通的第二管路的第二阀门，使得所述酒按照由第一级活性炭过滤组件到备用单元的顺序流动。

6.根据权利要求5所述的多级过滤系统，其特征在于，所述第一管路连接所述缓冲单元，其中，所述缓冲单元设置有用于容积检测组件，所述缓冲单元能够通过所述容积检测组件对酒的进入量进行控制。

7.根据权利要求6所述的多级过滤系统，其特征在于，所述系统还包含设置于阀门相对所述过滤单元一侧的流量计，所述控制中心能够基于所述流量计检测的所述管路内的酒的流速而调整泵对酒流入管路的驱动力。

8.根据权利要求7所述的多级过滤系统，其特征在于，所述系统设置用于检测酒体与单支活性炭柱的接触时间的第一单元，所述第一单元能够基于所述酒体的实际流速和炭柱的数量监测酒体与炭柱接触时间，

其中，

接触时间＝实际流量/(单柱额定容量*60)*串联柱数量。

9.根据权利要求8所述的多级过滤系统，其特征在于，基于酒体与单支炭柱的接触时间和所述酒于前管路中的流速，所述控制中心能够调整泵对酒流入管路的驱动力。

10.一种用于酒生产的多级过滤方法，其特征在于，所述方法包含以下步骤：

缓冲单元中注入定量的酒；

开启泵，泵根据初始流量数值提供相应的驱动力以使酒自第一管路流入过滤单元中；

所述酒能够由第一级活性炭过滤组件到第二级活性炭过滤组件的顺序流动；

当自所述第一级活性炭过滤组件流出的酒的浊度超出第一阈值时，基于所述控制单元的调节，所述酒按照由第二级活性炭过滤组件到备用单元的顺序流动；

当自所述第二级活性炭过滤组件流出的酒的浊度超出第一阈值时，基于所述控制单元的调节，所述酒按照由第一级活性炭过滤组件到备用单元的顺序流动。

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