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無機(jī)陶瓷膜在食醋澄清中的應(yīng)用

發(fā)布時間：2020年03月28日瀏覽量：1912

文章來源：化工**知識服務(wù)系統(tǒng)Chemical Industry Knowledge Service System

食醋是我們?nèi)粘Ｉ钪胁豢苫蛉钡牡囊环N調(diào)味料，不但可以調(diào)節(jié)食物的味道還對人的免疫力起到增強(qiáng)的作用。而在食醋制作的過程中，通常有兩種方法：一是固體發(fā)酵法，二是液態(tài)深層發(fā)酵法。這兩種方法在制作過程中都會出現(xiàn)一些不溶的膠體和一些沒有分解的大分子物質(zhì)（原料剩余、蛋白質(zhì)、纖維素、脂肪、鈣鐵離子等）。這些物質(zhì)的存在會導(dǎo)致食醋從生產(chǎn)至食用的過程中出現(xiàn)返混現(xiàn)象。這嚴(yán)重影響消費者對食醋味道的評價，目前人們已經(jīng)研究出很多澄清食醋的方法，但都或多或少的存在一些問題。而近年來受到人們關(guān)注的無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)對澄清食醋與殺菌具有很好的效果，受到人們的廣泛關(guān)注。

1 食醋渾濁原因

1.1 生物性渾濁原因

這類渾濁通常表現(xiàn)為：

1）在感官上，香氣不醇、味道略澀、呈渾濁狀；

2）衛(wèi)生方面，細(xì)菌超標(biāo)。這種渾濁的原因是：在釀造食醋的過程中加入發(fā)酵菌種時會有細(xì)菌進(jìn)入，同時周圍的一些雜菌也會或多或少的進(jìn)入。如若食醋裝瓶前巴氏殺菌不徹底，也會在裝瓶和封口時引入雜菌。這些細(xì)菌在食醋中吸收養(yǎng)分不斷繁殖，代謝產(chǎn)生黏稠沉淀，會產(chǎn)生許多有害的物質(zhì)，進(jìn)而破壞食醋結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生上述不良表現(xiàn)。

1.2 非生物性渾濁原因

食醋的制作主要是以高粱和麩皮為原料。這些原料中含有的淀粉、蛋白質(zhì)、果膠、金屬離子等都會在發(fā)酵后產(chǎn)生一些因素對食醋質(zhì)量有所影響。①淀粉：如果糖化分解不完全，會出現(xiàn)膠體物質(zhì)在食醋中存在，長期存在會使溶液變渾；②蛋白質(zhì)：原料中蛋白質(zhì)含量高，或蛋白酶不足，容易產(chǎn)生蛋白質(zhì)和降解物，產(chǎn)生大分子沉降。③單寧：與食醋中鐵離子反應(yīng)產(chǎn)生膠狀物，也與蛋白質(zhì)發(fā)生反應(yīng)產(chǎn)生一系列復(fù)合物，從而聚集沉降使食醋變渾。

2 無機(jī)陶瓷膜技術(shù)概論

分離的無機(jī)陶瓷膜可根據(jù)孔徑大小分類，孔徑在0.1～10μm的為微濾膜；在2～100nm 的為超濾膜；小于10nm 的為納濾膜。無機(jī)陶瓷膜分離就是利用無機(jī)膜的選擇滲透性將混合物質(zhì)分離、提純及富集。這利用的是混合物中的溶質(zhì)分子在尺寸、性質(zhì)、形狀方面的差異，在外加壓力時，低分子溶質(zhì)會通過無機(jī)膜，高分子溶質(zhì)則不能通過形成濃縮液，達(dá)成分離。人們通常把膜分離分為終端過濾和錯流過濾兩種方式。

3 食醋分離膜操作

3.1 食醋預(yù)處理

食醋的預(yù)處理就是在原料液中加入幾種物質(zhì)改變原料液的性質(zhì)，通過預(yù)絮凝、預(yù)過濾等步驟將一些能與膜發(fā)生作用的物質(zhì)去除，增加膜通量與其截留性能。食醋的釀造工藝注定反應(yīng)過程中會出現(xiàn)許多雜質(zhì)（各類細(xì)菌、大分子雜質(zhì)等），這些都會影響后期的釀造環(huán)節(jié)。提前進(jìn)行食醋處理可以減輕濃差極化現(xiàn)象和膜污染的程度，對延長無機(jī)陶瓷膜的使用時間和減少使用壽命幫助很大。

3.2 優(yōu)化操作條件

在整個過濾過程中，會有很多因素對膜通量產(chǎn)生影響。膜通量降低會產(chǎn)生濃差極化層還會對無機(jī)膜造成污染，所以我必須優(yōu)化操作條件（如：跨膜壓差、流速、溫度等）來提高膜通量，避免其對食醋釀造的不利影響。現(xiàn)今人們常常用錯流過濾與協(xié)調(diào)過濾壓力、溫度等條件的方式來進(jìn)行條件優(yōu)化。謝梓峰等研究了食醋過濾過程中，提高料液溫度可以有效降低過濾的跨膜壓差，有利于食醋過濾的進(jìn)行。

4 膜污染的預(yù)防與處理

在處理食醋物料的過程中，一些微粒物質(zhì)會與無機(jī)陶瓷膜發(fā)生物理化學(xué)相互作用或者是其他一些阻塞、沉積等現(xiàn)象，這也是我們常說的膜污染。膜污染的出現(xiàn)會膜通量下降、跨膜壓差增大、截留率減小，嚴(yán)重時甚至能夠終止過濾過程，無機(jī)膜的性能嚴(yán)重受到影響。

4.1 預(yù)防無機(jī)膜污染的措施

（1）預(yù)處理原料中的大顆粒；

（2）加大流速，減小邊界厚度，合理設(shè)計流道結(jié)構(gòu)，及時用水帶走截留溶質(zhì)；

（3）測試應(yīng)用適合的壓力，降低沉淀層厚度、密度。

4.2 在無機(jī)膜受到污染時我們常常用以下方法進(jìn)行清洗

（1）物理方法清洗：等壓清洗、反沖洗、氣液脈沖、靜置浸泡加水力反沖洗、機(jī)械刮除、提高膜的移動速度、電泳法，這些都是十分有效的清洗方法。

（2）化學(xué)方法清洗：一些污染嚴(yán)重的無機(jī)陶瓷膜就需要用化學(xué)法來進(jìn)行清洗，即用化學(xué)試劑與沉積物、污垢、影響過濾的各類污染物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)除去它們。如：酸、堿、氧化劑等都是常用的化學(xué)清洗劑。

5 結(jié)束語

用無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)對食醋進(jìn)行過濾的方法已經(jīng)證實了具有可行性，只要操作合理，技術(shù)參數(shù)選擇正確，過濾后的液體兩年內(nèi)不會出現(xiàn)返渾現(xiàn)象。同時我們所用的無機(jī)陶瓷膜容易再生，不會產(chǎn)生二次污染。目前無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)已經(jīng)實際應(yīng)用于食醋生產(chǎn)并產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益。對于食醋的生產(chǎn)，優(yōu)化設(shè)計膜元件與濃差極化、膜污染，能夠使得食醋澄清效果更好，也是未來的發(fā)展趨勢，相信在大家的共同努力下，食醋的生產(chǎn)會更加清潔、節(jié)能。

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