膜分離技術在黃酒中的應用研究
發(fā)布時間:2012/4/27 18:54:49 瀏覽次數(shù): 評分:3
膜分離技術起步于20世紀60年代到至今不過40多年,但由于它具有過程無相態(tài)變化,基本在常溫下進行,特別適用對熱敏感物質(zhì)的分離過程,分離范圍可以從小分子到大分子;從細菌到病毒;從蛋白質(zhì)、膠體到糊精、多糖、多酚、灰分、焦糖色等;分離過程僅僅是簡單的加壓輸送、易自控、操作簡便,分離性能穩(wěn)定、占地面積小等特點,特別是與其它如蒸餾、冷凍、萃取等分離方法比較,節(jié)能效果顯著,因此已逐步受到我國食品行業(yè)的高度重視和興趣。膜分離技術是建立在高分子材料基礎上的新興邊緣學科的高新技術、涉及到材料,化工、生物工程、環(huán)境工程、醫(yī)藥工程、食品工程、機械工程和系統(tǒng)工程等多種學科。
1.膜分離原理
1.1 反滲透膜(revrse osmosis membra me)
當兩項不同濃度的溶液被半透膜間隔時,依照自然現(xiàn)象濃度較低的溶液就會往濃度較高的一側滲透。純水往鹽水方面滲透、就會產(chǎn)生鹽水往純水方面的滲透的反常現(xiàn)象,稱為反滲透(RO)。此技術特點是:
是液體對液體的分離技術,過程中無相的變化。屬物理分離,超過99%的鹽類及微生物都能安全去除。
1.2 超過濾膜(altra filtration nanofiltrativn mem ramc)
一項利用低壓10ps-150ps半透膜來分離高分子物質(zhì)(分子量1000-3000)薄膜技術就是超過濾(VF/NF)。薄膜對兩價離子與分子量大于300有高去除率,單價離子在高濃度時僅有0%-20%的去除率。二者的結構雖略有不同,功能的重點對象也略有差異,但都有下列的共同特點:
它是一項液體對液體的分離技術、能源消耗低。利用具不同分子量阻擋能力的不同,VF/NF可做不同分子量的篩選。
1.3 微孔過濾膜(microfiltrat ionmembrane)
微孔過濾(MF)也是一種低壓(通常為10PSL-50PSL)的薄膜分離技術,它的過濾能力僅介于一般濾器和超過濾間,通常只被用來分離從0.05-10nm的懸浮物質(zhì),其它水的溶液物質(zhì)都能透過MF膜起篩選作用來濾掉式液體中的微粒細菌。
2.膜分離技術的特點
膜可以看作是把兩相分開的一薄層物質(zhì),可以是固態(tài),也可以是液態(tài)或氣態(tài),具有滲透式半滲透性。用天然或人工合成膜、以外界能量或化學位差作推動力,對雙組分或多組分溶液和溶質(zhì)進行分離、分級、提純和富集方法,統(tǒng)稱為膜分離法。膜過濾與其它分離過程相比具有許多優(yōu)點:一是一般不發(fā)生相變,能耗低;二是分離效率高、效果好;三是通常在室溫下工作,操作維護簡便,可靠性高;四是設備體積較小,占地面積少。
按成膜材料不同,膜可以分為有機膜和無機膜。有機膜制備工藝簡單、方便,膜產(chǎn)品易變形,膜組件的裝填密度高,受熱不穩(wěn)定,不耐高溫,在液體中易溶脹,強度低,再生復雜,使用壽命短;無機膜制備工藝較復雜,因其具有膜不易變形,耐高溫,耐有機溶劑,抗微生物腐蝕,剛性及機械強度好,再生性能好,不老化等特點,因而有更大的發(fā)展?jié)摿ΑDみ^濾技術將成為提高品質(zhì)質(zhì)量,改善產(chǎn)品風味,縮短生產(chǎn)周期和提高工效的重要手段,因此已得到迅速發(fā)展。近年來,微濾、超濾、反滲透已經(jīng)出現(xiàn)了相互重疊的現(xiàn)象,其中納膜過濾,(簡稱NF)技術就是介于傳統(tǒng)分離范圍的超濾和反滲透之間的一種新型分子級膜分離技術。
3.納膜過濾的分類和比較
3.1 微孔過濾膜,微孔過濾膜的孔徑0.1Mm-1.0Mm,多為對稱性多孔膜,可分離大的膠體粒子和懸浮微粒,適用在低壓(<0.3Mpa)條件下過濾,如應用于制備飲料和酒類過濾。
3.2 超濾膜:超濾膜孔徑為0.001Mm-0.1Mm,一般為非對稱性膜,可分離淀粉、果膠及懸浮固形物等大的合成分子,截留分子量范圍一般為500到50萬道爾頓,純水工作壓力為0.3Mpa,一般在常溫下進行操作,特別適用于熱敏性物質(zhì)的濃縮與分離。如應用超濾裝置對乳制品,生物制品、果酒,果汁的分離和提純,蛋白質(zhì)濃縮,飲用純凈水等。
3.3 反滲透膜:其孔徑0.001-0.0001Mm,工作壓力比超濾膜的高,通常反滲透適行的切割分子量小于500,能截留鹽式小分子量有機物,使水選擇性通過或氣體通過。國外為滿足各種不同用途的需要,增加薄膜強度及使用壽命,已開發(fā)薄膜與金屬網(wǎng)的復合物,薄膜與優(yōu)選織物的復合物,雙層、3層、強化薄膜及帶電荷薄膜等新品種。
3.4 納濾膜:過濾精變孔0.005μm-0.0005μm,切割分子量為200-10萬;持留通過納濾膜的溶質(zhì)介于傳統(tǒng)分離范圍的超濾和反滲透之間,如鹽內(nèi)。適用范圍為海水淡化、超純水、多糖,乳酸,酪素和抗菌素濃縮等。
3.5 膜分離技術的比較(見表1)
4.格不入膜裝置主要部件
膜分離裝置主要包括兩部分:一是膜分離單元部件,即膜組件;二是對流體提供壓力和流速的裝置,即泵等外部件。
4.1 膜材料,最重要的是纖維素酯系膜,如醋酸纖維素,三醋酸纖維素、醋酸丁酸纖維素、醋酸苯二甲酸纖維素、醋酸二甲氨基磺酸纖維素和聚丙烯,聚醚楓、尼龍膜以及聚酰亞胺膜和聚砜系膜。
4.2 膜組件,主要有平板式組件、管式組件和中空纖維式組件。平板式組件原液通截面積大、不易堵塞、對原液預處理要求相對較低,壓力損失較小,流速大。管式組件流動狀態(tài)好、流速易控制、安裝、拆卸、換膜較方便,能處理含微粒較多的溶液,不易堵塞。但單位體積內(nèi)有效膜面積較少。中空纖維組件能小型化,具有較高的膜裝填密度、但膜面不易除垢,無法更換膜,只能用化學方法處理去垢。
5.膜分離技術在黃酒生產(chǎn)中的應用研究
黃酒是我國的民族酒,歷史悠久,產(chǎn)品優(yōu)良,但是傳統(tǒng)的黃酒生產(chǎn)方法十分古老、原始、陳舊、新我國成立后,隨著科技的提高和進步,人們逐漸了解到釀酒的科學原理、開始對黃酒生產(chǎn)和工藝進行科學研究和總結。其中對于黃酒的非生物穩(wěn)定
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作者:酒商網(wǎng)【JiuS.net】 來源:m.liyushen.com 分類:保健酒營銷 【
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