国标氧化铝陶瓷微滤膜处理黄酒的试验研究

1、堕童三堡缰型!12生!旦：竖：氧化铝陶瓷微滤膜处理黄酒的试验研究何锡伶 彭刚(广东省佛陶集团陶瓷研究所佛山528031) 摘要陶瓷膜具有耐高温、化学稳定性好，强度高等特点，在食品、发酵行业中有着广泛的应用前景。本文对陶瓷微滤膜在黄酒处理中的应用进行r研究，结果说明该项技术是可行的试验数据可为新型高效陶瓷膜微滤装备的设计 生产提供指导。关键词 氧化铝膜 微滤膜 陶瓷微滤 陶瓷膜应用1前言 2试验装备与方法氧化铝微滤膜是目前研究和使用最多的无机 21试验装备 膜之一，由于氧化铝微滤膜具有物理化学性能稳采用自行建立的小型便携式试验装备，进行陶 定、耐高温、耐酸碱、耐生物降解等特性，且操作简 瓷膜微滤

2、试验。由于陶瓷膜是一种脆性薄膜，必须 便、能耗小、别离精度高，在食品、医药、化工和环保将其负载到一个有相当强度的多孔支撑体上，才能 等行业中有着广泛的应用前景。在有较大的物料通过速率时能承受所施加在膜上在食品工业特别是果汁、饮料及酒类的加工处的压力。本试验中膜的载体是长30era，外径32ram理中，澄清工艺是一项很重要的环节。传统工艺一 的多孔氧化铝管，内有19个均匀分布平行的圆形 般采用硅藻土过滤、离心别离等技术进行澄清，近通道，通道小孔直径为4ram，圆柱多通道陶瓷膜管 年来开展了果胶酶一明胶絮凝等生物化学方法，但 的构造见图】。 硅藻土过滤操作复杂，生产不易控制，产品质量难以保证；采用

3、明胶澄清的方法需静置沉淀，工序时 间长。至于食品行业的灭菌工艺，根本上都是采用 巴氏灭菌法和添加化学防腐剂的方法到达食品卫 生的要求。目前开发的氧化铝陶瓷膜孔径为0 2斗m，食品 加工需要去除的微生物如细菌、酵母和霉菌等大都 可以截留，而食品中的有效成分都能通过。在食品 生产企业现有的工艺条件下，采用陶瓷膜来代替现循环原液有的离心别离和硅藻土过滤工艺，将澄清和除菌一图1圆柱形多通道陶瓷膜管示意图次完成，过滤精度能够满足企业生产的要求，本研究利用南京化工大学材料学院开发的氧化铝陶瓷微滤器，以黄酒为过滤介质进行膜滤除菌 采用悬浮粒子烧结法制备氧化铝膜，管式滤膜 处理试验。对膜的选择、过滤通量及过滤

4、前后黄酒 附着在小孔通道内壁，膜厚度为201xm30tzm，膜 的理化指标比照进行系统的研究和分析，以期为新 孔径为02txm。采用管内轴向错流方式，过滤时原 型高效低耗用于系列药酒过滤的膜别离器的设计 液在沿滤膜外表作切线运行，通道内外压力差使液 和应用提供指导。 体及小分子量化合物穿过滤膜而获得净液，细菌和66 ?陶瓷工程增刊?1999年11月 悬浮物等大颗粒物体截H在通道J循环或膜外表， 本试验所用黄酒经硅藻土过滤处理：过，但由于。嚏；过滤净液从支撑结构外流走。 敞开放置过一段时间，细菌含量较高，同时酒中有22试验方案及条件 较多絮状悬浮物，较为浑浊。经陶瓷膜微滤后，酒浊过滤物料为本地某

5、酉厂提供的经硅藻上过滤 度显著下降，酒液变得清澈透亮，外观质量有明显 后的黄酒，含有一定量叭生物及非生物杂质。试验 的提高。 操作压力为02MPa，过ij原液温度为3(J，用量筒上述试验结果说明，从生化和理化两方面指标 间隔一定时问收集过滤坂体，研究通量随刚间的变而言，0 2pm孔径的陶瓷膜都符合黄酒膜滤除茵和 化。过滤净液由酒厂进J亍各项生化和理化指标测 澄清的要求。试。32过滤通量结果与分析 陶瓷膜管和过滤后争液经过的不锈钢管道及 试验装置操作压力维持02MPa，微滤操作持阀门在使用之前先进行隋温水煮清洗，；凑后用烘箱 续进行60min，问隔一定时间检测过滤通量。 在120高温消毒灭菌，

6、试验结果说明，在1小时内过滤通量根本保持在(1201 30)mlmin，即(100130)mlm2h，未发现3试验结果通量明显下降。 =一 由于试验用黄酒已经硅藻土过滤去除发酵产一、31微滤效果与分析 品中的粗大颗粒和杂质，因此在微滤过程中能保持 黄洒膜滤的主要目f是除菌及进一步澄清。根较高的过滤通量。对于膜的污染和堵塞，实际工业据酒厂主要病害细菌及降母的特征，本试验选用了 应用时成套陶瓷膜微滤设备可选取周期性开停进 。_孔径021xm大小的陶瓷虑膜，对黄酒进行微滤，试 料泵的松驰法(即嗣浆正向冲洗)和压气反冲的逆验结果如表1所示。 洗法两种原位再生方法，来降低管式陶瓷膜错流微滤过程中构浓度极

7、化和膜污染，使膜通：量在较长时表1 021um孔径陶瓷膜微滤黄酒的理化指标检验间内保持不下降。本试验研究结果说明，02bt,rn孔径陶瓷其通量能满足工业生产中黄酒加工处理的 要求。4陶瓷膜应用前景l。样：膜滤5rain取样；2样：膜滤45rain取样对膜滤后的黄酒进i生化指标检测，未过滤黄 本研究结果说明，陶瓷管式膜对黄酒进行膜滤 酒每毫升中细菌数目超i 10000个，而在经膜滤的 后能完全到达到除菌的要求，而且黄酒的澄清度和 酒样中未检测出细菌生1自，这一结果说明，采用02 质量还能得以提高。我国传统药酒的制备工艺一般m孔径的陶瓷膜能到达完全除菌的要求。使用传 是以浸渍法和渗透法为主，澄清度

8、是药酒的一项主 统硅藻土过滤工艺，其糸菌不彻底，过滤产品保质 要考核指标，也是较难解决的问题之一。采用陶瓷 期短，易出现卫生问题，而经陶瓷微滤膜过滤，细菌 膜在常温条件下对其产品进行微滤处理，即可纯化 截留率可达】00，用而可大大延长“品的保质 药酒，义能提高药酒质量。同时膜设备具有较强的 期。实际工业应用中，H于陶瓷过磕成套系统采用 抗污染能力，可用蒸汽进行原位消毒，除菌率可达不锈钢制造，可以用高ia蒸汽对设备进行原位消毒 】00。灭菌，操作简便。对过滤通量的试验说明，经硅藻土过滤的黄酒 表1所列为黄酒纤02pt,m孔径陶瓷膜微滤前 在错流方式下的管式陶瓷膜滤过程中的过滤通量， 后的理化指标

9、检测结果，比照结果表1，经02um 即使不采用原位再生等强化手段，其运行过程中的 孔径陶瓷膜滤后的黄酒，其酒度和总磁根本I保持不 最小通量可维持在100rnlm?h以上。如果辅以逆 变，糖度略为增高，而酒均色度有肼下降。噗滤后的向压气反冲法对膜滤过程进行强化，其过滤通量可 黄酒其风味不变但口i1强!佳。进 步提高，可满足酒厂实际条件下的长期操作需。j鱼；缸g堕童三壅缝王翌1221垒!旦一：鱼2：求。本研究说明这一技术具有良好的经济可行性。滤，其过滤通量在1小时内根本维持不变，实际工 膜过滤过程只需在膜两侧提供一定的压力差，业应用时，必须辅以较短周期的压气反冲法对膜进 能量消耗低，而且设备麓单，

10、操作、维护十分方便。行原位再生，强化膜滤过程，以满足工业生产长期与有机膜相比，无机陶瓷膜具有不可替代舶饶势。操作的需求。 考虑到我国药酒生产厂家的实际情况可利甩现有 (3)利用厂家现有的硅藻七过滤等工艺进行粗 的硅藻土过滤等工艺先进行粗滤，然后使用陶瓷膜 滤，然后采用陶瓷膜技术装备埘药酒提纯和净化， 提纯和净化，提高传统药酒质量，延长产品的保质 其技术是可行的，在食品和发酵行业巾有广泛的应 期。本研究的应用实例说明，利用陶瓷膜技术装备用前景。 的高效节能设备在食品和发酵行业有着广泛的膻用前景。参考文献5结论1褚良银，陈文梅，刘培坤等生啤酒膜滤除茁拄术试验研 究食品与机械199969(1)：18

11、192邢卫红，徐南平，时钧无机膜别离技术在食品、发酵行(1)本研究使用的021xrn孔径陶瓷膜能到达除 业中的应用膜科学与技术，1997，17(6)：l一7 菌和澄清的目的，而且使微滤处理过的黄酒理化指3赵宜红，李红，徐南平，时钧陶瓷徽滤膜回收偏钛酸过 标更为理想，外观清澈透亮，口感更佳。 程中膜清洗的研究膜科学与技术199818(4)：10一】4(2)对经硅藻土过滤后的黄酒再进行陶瓷膜(上接第64页 锅陶瓷d6粒长大、晶格缺陷减少、晶界减薄，热处理 是提高氟化锚陶瓷的导热系数的有效措施。4结论参考文献41 氮化铝粉性能是影响氮化锅陶瓷导热系数的 1：i?三?僦陶瓷材料物理性能中阳建筑。1，业出版 关