國(guó)標(biāo)氧化鋁陶瓷微濾膜處理黃酒的試驗(yàn)研究

1、墮童三堡韁型!12生!旦：豎：氧化鋁陶瓷微濾膜處理黃酒的試驗(yàn)研究何錫伶 彭剛(廣東省佛陶集團(tuán)陶瓷研究所佛山528031) 摘要陶瓷膜具有耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好，強(qiáng)度高等特點(diǎn)，在食品、發(fā)酵行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。本文對(duì)陶瓷微濾膜在黃酒處理中的應(yīng)用進(jìn)行r研究，結(jié)果說(shuō)明該項(xiàng)技術(shù)是可行的試驗(yàn)數(shù)據(jù)可為新型高效陶瓷膜微濾裝備的設(shè)計(jì) 生產(chǎn)提供指導(dǎo)。關(guān)鍵詞 氧化鋁膜 微濾膜 陶瓷微濾 陶瓷膜應(yīng)用1前言 2試驗(yàn)裝備與方法氧化鋁微濾膜是目前研究和使用最多的無(wú)機(jī) 21試驗(yàn)裝備 膜之一，由于氧化鋁微濾膜具有物理化學(xué)性能穩(wěn)采用自行建立的小型便攜式試驗(yàn)裝備，進(jìn)行陶 定、耐高溫、耐酸堿、耐生物降解等特性，且操作簡(jiǎn) 瓷膜微濾

2、試驗(yàn)。由于陶瓷膜是一種脆性薄膜，必須 便、能耗小、別離精度高，在食品、醫(yī)藥、化工和環(huán)保將其負(fù)載到一個(gè)有相當(dāng)強(qiáng)度的多孔支撐體上，才能 等行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用前景。在有較大的物料通過(guò)速率時(shí)能承受所施加在膜上在食品工業(yè)特別是果汁、飲料及酒類的加工處的壓力。本試驗(yàn)中膜的載體是長(zhǎng)30era，外徑32ram理中，澄清工藝是一項(xiàng)很重要的環(huán)節(jié)。傳統(tǒng)工藝一 的多孔氧化鋁管，內(nèi)有19個(gè)均勻分布平行的圓形 般采用硅藻土過(guò)濾、離心別離等技術(shù)進(jìn)行澄清，近通道，通道小孔直徑為4ram，圓柱多通道陶瓷膜管 年來(lái)開(kāi)展了果膠酶一明膠絮凝等生物化學(xué)方法，但 的構(gòu)造見(jiàn)圖】。 硅藻土過(guò)濾操作復(fù)雜，生產(chǎn)不易控制，產(chǎn)品質(zhì)量難以保證；采用

3、明膠澄清的方法需靜置沉淀，工序時(shí) 間長(zhǎng)。至于食品行業(yè)的滅菌工藝，根本上都是采用 巴氏滅菌法和添加化學(xué)防腐劑的方法到達(dá)食品衛(wèi) 生的要求。目前開(kāi)發(fā)的氧化鋁陶瓷膜孔徑為0 2斗m，食品 加工需要去除的微生物如細(xì)菌、酵母和霉菌等大都 可以截留，而食品中的有效成分都能通過(guò)。在食品 生產(chǎn)企業(yè)現(xiàn)有的工藝條件下，采用陶瓷膜來(lái)代替現(xiàn)循環(huán)原液有的離心別離和硅藻土過(guò)濾工藝，將澄清和除菌一圖1圓柱形多通道陶瓷膜管示意圖次完成，過(guò)濾精度能夠滿足企業(yè)生產(chǎn)的要求，本研究利用南京化工大學(xué)材料學(xué)院開(kāi)發(fā)的氧化鋁陶瓷微濾器，以黃酒為過(guò)濾介質(zhì)進(jìn)行膜濾除菌 采用懸浮粒子燒結(jié)法制備氧化鋁膜，管式濾膜 處理試驗(yàn)。對(duì)膜的選擇、過(guò)濾通量及過(guò)濾

4、前后黃酒 附著在小孔通道內(nèi)壁，膜厚度為201xm30tzm，膜 的理化指標(biāo)比照進(jìn)行系統(tǒng)的研究和分析，以期為新 孔徑為02txm。采用管內(nèi)軸向錯(cuò)流方式，過(guò)濾時(shí)原 型高效低耗用于系列藥酒過(guò)濾的膜別離器的設(shè)計(jì) 液在沿濾膜外表作切線運(yùn)行，通道內(nèi)外壓力差使液 和應(yīng)用提供指導(dǎo)。 體及小分子量化合物穿過(guò)濾膜而獲得凈液，細(xì)菌和66 ?陶瓷工程增刊?1999年11月 懸浮物等大顆粒物體截H在通道J循環(huán)或膜外表， 本試驗(yàn)所用黃酒經(jīng)硅藻土過(guò)濾處理：過(guò)，但由于。嚏；過(guò)濾凈液從支撐結(jié)構(gòu)外流走。 敞開(kāi)放置過(guò)一段時(shí)間，細(xì)菌含量較高，同時(shí)酒中有22試驗(yàn)方案及條件 較多絮狀懸浮物，較為渾濁。經(jīng)陶瓷膜微濾后，酒濁過(guò)濾物料為本地某

5、酉廠提供的經(jīng)硅藻上過(guò)濾 度顯著下降，酒液變得清澈透亮，外觀質(zhì)量有明顯 后的黃酒，含有一定量叭生物及非生物雜質(zhì)。試驗(yàn) 的提高。 操作壓力為02MPa，過(guò)ij原液溫度為3(J，用量筒上述試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，從生化和理化兩方面指標(biāo) 間隔一定時(shí)問(wèn)收集過(guò)濾坂體，研究通量隨剛間的變而言，0 2pm孔徑的陶瓷膜都符合黃酒膜濾除茵和 化。過(guò)濾凈液由酒廠進(jìn)J亍各項(xiàng)生化和理化指標(biāo)測(cè) 澄清的要求。試。32過(guò)濾通量結(jié)果與分析 陶瓷膜管和過(guò)濾后爭(zhēng)液經(jīng)過(guò)的不銹鋼管道及 試驗(yàn)裝置操作壓力維持02MPa，微濾操作持閥門在使用之前先進(jìn)行隋溫水煮清洗，；湊后用烘箱 續(xù)進(jìn)行60min，問(wèn)隔一定時(shí)間檢測(cè)過(guò)濾通量。 在120高溫消毒滅菌，

6、試驗(yàn)結(jié)果說(shuō)明，在1小時(shí)內(nèi)過(guò)濾通量根本保持在(1201 30)mlmin，即(100130)mlm2h，未發(fā)現(xiàn)3試驗(yàn)結(jié)果通量明顯下降。 =一 由于試驗(yàn)用黃酒已經(jīng)硅藻土過(guò)濾去除發(fā)酵產(chǎn)一、31微濾效果與分析 品中的粗大顆粒和雜質(zhì)，因此在微濾過(guò)程中能保持 黃灑膜濾的主要目f是除菌及進(jìn)一步澄清。根較高的過(guò)濾通量。對(duì)于膜的污染和堵塞，實(shí)際工業(yè)據(jù)酒廠主要病害細(xì)菌及降母的特征，本試驗(yàn)選用了 應(yīng)用時(shí)成套陶瓷膜微濾設(shè)備可選取周期性開(kāi)停進(jìn) 。_孔徑021xm大小的陶瓷慮膜，對(duì)黃酒進(jìn)行微濾，試 料泵的松馳法(即嗣漿正向沖洗)和壓氣反沖的逆驗(yàn)結(jié)果如表1所示。 洗法兩種原位再生方法，來(lái)降低管式陶瓷膜錯(cuò)流微濾過(guò)程中構(gòu)濃度極

7、化和膜污染，使膜通：量在較長(zhǎng)時(shí)表1 021um孔徑陶瓷膜微濾黃酒的理化指標(biāo)檢驗(yàn)間內(nèi)保持不下降。本試驗(yàn)研究結(jié)果說(shuō)明，02bt,rn孔徑陶瓷其通量能滿足工業(yè)生產(chǎn)中黃酒加工處理的 要求。4陶瓷膜應(yīng)用前景l(fā)。樣：膜濾5rain取樣；2樣：膜濾45rain取樣對(duì)膜濾后的黃酒進(jìn)i生化指標(biāo)檢測(cè)，未過(guò)濾黃 本研究結(jié)果說(shuō)明，陶瓷管式膜對(duì)黃酒進(jìn)行膜濾 酒每毫升中細(xì)菌數(shù)目超i 10000個(gè)，而在經(jīng)膜濾的 后能完全到達(dá)到除菌的要求，而且黃酒的澄清度和 酒樣中未檢測(cè)出細(xì)菌生1自，這一結(jié)果說(shuō)明，采用02 質(zhì)量還能得以提高。我國(guó)傳統(tǒng)藥酒的制備工藝一般m孔徑的陶瓷膜能到達(dá)完全除菌的要求。使用傳 是以浸漬法和滲透法為主，澄清度

8、是藥酒的一項(xiàng)主 統(tǒng)硅藻土過(guò)濾工藝，其糸菌不徹底，過(guò)濾產(chǎn)品保質(zhì) 要考核指標(biāo)，也是較難解決的問(wèn)題之一。采用陶瓷 期短，易出現(xiàn)衛(wèi)生問(wèn)題，而經(jīng)陶瓷微濾膜過(guò)濾，細(xì)菌 膜在常溫條件下對(duì)其產(chǎn)品進(jìn)行微濾處理，即可純化 截留率可達(dá)】00，用而可大大延長(zhǎng)“品的保質(zhì) 藥酒，義能提高藥酒質(zhì)量。同時(shí)膜設(shè)備具有較強(qiáng)的 期。實(shí)際工業(yè)應(yīng)用中，H于陶瓷過(guò)磕成套系統(tǒng)采用 抗污染能力，可用蒸汽進(jìn)行原位消毒，除菌率可達(dá)不銹鋼制造，可以用高ia蒸汽對(duì)設(shè)備進(jìn)行原位消毒 】00。滅菌，操作簡(jiǎn)便。對(duì)過(guò)濾通量的試驗(yàn)說(shuō)明，經(jīng)硅藻土過(guò)濾的黃酒 表1所列為黃酒纖02pt,m孔徑陶瓷膜微濾前 在錯(cuò)流方式下的管式陶瓷膜濾過(guò)程中的過(guò)濾通量， 后的理化指標(biāo)

9、檢測(cè)結(jié)果，比照結(jié)果表1，經(jīng)02um 即使不采用原位再生等強(qiáng)化手段，其運(yùn)行過(guò)程中的 孔徑陶瓷膜濾后的黃酒，其酒度和總磁根本I保持不 最小通量可維持在100rnlm?h以上。如果輔以逆 變，糖度略為增高，而酒均色度有肼下降。噗濾后的向壓氣反沖法對(duì)膜濾過(guò)程進(jìn)行強(qiáng)化，其過(guò)濾通量可 黃酒其風(fēng)味不變但口i1強(qiáng)!佳。進(jìn) 步提高，可滿足酒廠實(shí)際條件下的長(zhǎng)期操作需。j魚；缸g墮童三壅縫王翌1221壘!旦一：魚2：求。本研究說(shuō)明這一技術(shù)具有良好的經(jīng)濟(jì)可行性。濾，其過(guò)濾通量在1小時(shí)內(nèi)根本維持不變，實(shí)際工 膜過(guò)濾過(guò)程只需在膜兩側(cè)提供一定的壓力差，業(yè)應(yīng)用時(shí)，必須輔以較短周期的壓氣反沖法對(duì)膜進(jìn) 能量消耗低，而且設(shè)備麓單，

10、操作、維護(hù)十分方便。行原位再生，強(qiáng)化膜濾過(guò)程，以滿足工業(yè)生產(chǎn)長(zhǎng)期與有機(jī)膜相比，無(wú)機(jī)陶瓷膜具有不可替代舶饒勢(shì)。操作的需求。 考慮到我國(guó)藥酒生產(chǎn)廠家的實(shí)際情況可利甩現(xiàn)有 (3)利用廠家現(xiàn)有的硅藻七過(guò)濾等工藝進(jìn)行粗 的硅藻土過(guò)濾等工藝先進(jìn)行粗濾，然后使用陶瓷膜 濾，然后采用陶瓷膜技術(shù)裝備塒藥酒提純和凈化， 提純和凈化，提高傳統(tǒng)藥酒質(zhì)量，延長(zhǎng)產(chǎn)品的保質(zhì) 其技術(shù)是可行的，在食品和發(fā)酵行業(yè)巾有廣泛的應(yīng) 期。本研究的應(yīng)用實(shí)例說(shuō)明，利用陶瓷膜技術(shù)裝備用前景。 的高效節(jié)能設(shè)備在食品和發(fā)酵行業(yè)有著廣泛的膻用前景。參考文獻(xiàn)5結(jié)論1褚良銀，陳文梅，劉培坤等生啤酒膜濾除茁拄術(shù)試驗(yàn)研 究食品與機(jī)械199969(1)：18

11、192邢衛(wèi)紅，徐南平，時(shí)鈞無(wú)機(jī)膜別離技術(shù)在食品、發(fā)酵行(1)本研究使用的021xrn孔徑陶瓷膜能到達(dá)除 業(yè)中的應(yīng)用膜科學(xué)與技術(shù)，1997，17(6)：l一7 菌和澄清的目的，而且使微濾處理過(guò)的黃酒理化指3趙宜紅，李紅，徐南平，時(shí)鈞陶瓷徽濾膜回收偏鈦酸過(guò) 標(biāo)更為理想，外觀清澈透亮，口感更佳。 程中膜清洗的研究膜科學(xué)與技術(shù)199818(4)：10一】4(2)對(duì)經(jīng)硅藻土過(guò)濾后的黃酒再進(jìn)行陶瓷膜(上接第64頁(yè) 鍋陶瓷d6粒長(zhǎng)大、晶格缺陷減少、晶界減薄，熱處理 是提高氟化錨陶瓷的導(dǎo)熱系數(shù)的有效措施。4結(jié)論參考文獻(xiàn)41 氮化鋁粉性能是影響氮化鍋陶瓷導(dǎo)熱系數(shù)的 1：i?三?僦陶瓷材料物理性能中陽(yáng)建筑。1，業(yè)出版 關(guān)