論膜分離技術(shù)及其在白酒除濁中的應(yīng)用
2014-05-17 16:24:39
admin
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據(jù)慧聰網(wǎng)2008年9月10日訊 在我國(guó)傳統(tǒng)白酒中，酒精的體積分?jǐn)?shù)為50%～60%的占90%以上。20世紀(jì)70年代中期，我國(guó)就提出要積極發(fā)展酒精的體積分?jǐn)?shù)為40%以下的低度白酒，確定了我國(guó)釀造工業(yè)必須堅(jiān)持優(yōu)質(zhì)、低度、多品種、低消耗的發(fā)展方向；同時(shí)，低度酒不但口感柔和、順喉，而且由于酒精含量低了，甲醇、雜醇油等有害物質(zhì)含量也相應(yīng)減少，更有利于健康。因此，高度酒向低度酒的成功轉(zhuǎn)化適應(yīng)了當(dāng)代人的需求，中國(guó)白酒的低度化、健康化也適應(yīng)了當(dāng)前世界酒類發(fā)展的趨勢(shì)，實(shí)現(xiàn)中國(guó)白酒與世界的接軌。但隨著酒精度的下降，低度白酒生產(chǎn)中會(huì)產(chǎn)生白色渾濁、失光、絮狀沉淀等問(wèn)題。因此，解決低度白酒加漿后出現(xiàn)渾濁、沉淀及風(fēng)味變化和成品酒低溫復(fù)濁的問(wèn)題，成為各酒廠生產(chǎn)低度白酒的技術(shù)難題。
分離膜是一種特殊的、具有選擇性透過(guò)功能的薄層物質(zhì)，它能使流體內(nèi)的一種或幾種物質(zhì)透過(guò)，而其他物質(zhì)不透過(guò)，從而起到濃縮和分離純化的作用。自膜技術(shù)問(wèn)世以來(lái)，微濾膜、離子交換膜、反滲透膜、超濾膜、氣體膜分離等相繼得到廣泛應(yīng)用，由于其可在維持原生物體系環(huán)境的條件下實(shí)現(xiàn)分離，并可高效地濃縮、富集產(chǎn)物，有效地去除雜質(zhì)，加之操作方便，結(jié)構(gòu)緊湊、能耗低，過(guò)程簡(jiǎn)化，無(wú)二次污染，且不需添加化學(xué)物品，正逐步成為食品工業(yè)及醫(yī)藥中的基本單位操作過(guò)程。
1.膜的分類與特征
膜就結(jié)構(gòu)分為對(duì)稱膜、非對(duì)稱膜及復(fù)合膜；依據(jù)其孔徑的不同（或稱為截留分子量），可將膜分為微濾膜、超濾膜、納濾膜和反滲透膜；根據(jù)材料的不同，可分為無(wú)機(jī)膜和有機(jī)膜。目前，已開(kāi)發(fā)應(yīng)用的膜分離技術(shù)主要有：微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、氣體分離等。
2.膜組件應(yīng)用形式及其主要性能比較
工業(yè)上常用的膜組件有：管式組件、中空纖維式膜組件、板框式膜組件和卷式膜組件。
3.膜分離技術(shù)在低度白酒除濁中的應(yīng)用
原酒在加漿降度時(shí)出現(xiàn)的渾濁主要有以下兩種原因：一是3種高沸點(diǎn)溶于醇而不溶于水，性質(zhì)不穩(wěn)定的高級(jí)脂肪酸乙酯（棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯）在降度過(guò)程中溶解度降低析出，產(chǎn)生渾濁；二是雜醇油隨酒精度降低，溶解度下降析出，出現(xiàn)渾濁。另外，水質(zhì)硬度高、金屬離子和己酸乙酯也能引起降度時(shí)白酒的渾濁、失光。要想使酒體清亮，就必須從酒體中把這些高分子拿走，目前常用的去除方法有：冷凍過(guò)濾法、吸附劑吸附、添加助濾劑等，這些方法要么投資大，要么影響口感，還會(huì)給酒液帶入不需要的物質(zhì)。近年來(lái)，膜分離技術(shù)逐步應(yīng)用于釀酒行業(yè)，特別在低度白酒的除濁應(yīng)用中，不但能使酒體中混濁的物質(zhì)去除，還不影響酒的風(fēng)味，越來(lái)越受到各酒廠重視。
3.1復(fù)合微濾膜在低度白酒除濁中的應(yīng)用
復(fù)合微濾膜由纖維、活性炭、硅藻土和成膜劑組成，在微濾膜生產(chǎn)工藝過(guò)程中，纖維交織形粗細(xì)的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)組成微濾膜的骨架，活性炭硅藻土吸附在纖維上，沉淀在纖維間，整個(gè)濾膜充滿縱橫交錯(cuò)的多分枝小孔道，成膜將纖維與活性炭硅藻土形成的結(jié)構(gòu)進(jìn)行粘結(jié)固定，使其能承受和傳濾壓力。復(fù)合微濾膜過(guò)濾低度白酒，在其生產(chǎn)過(guò)程中，必須有一定的壓力，這種壓力保證了復(fù)合微濾膜功能吸附是一種深層吸附，每一個(gè)大大小小的微孔都在吸附，每一粒酒分子都在被吸附或走其微孔通道經(jīng)過(guò)，這樣的運(yùn)動(dòng)行程就完全保證了低度白酒除濁的徹底和完全。
2001年，四川全興股份有限公司的賴登燡等將64度基酒降至28度后用復(fù)合微濾膜過(guò)濾后，零下18°冷凍一周不渾濁，有失光，口感柔和，無(wú)水味，純凈香甜，各項(xiàng)理化指標(biāo)也符合產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。此外，朱劍宏等于2001年，應(yīng)用國(guó)內(nèi)新研制的活性炭復(fù)合微濾膜有效濾除了白酒因降度而產(chǎn)生的白色渾濁物，還能有效去除或減少酒的苦味、辛辣味及雜味，使口感醇和；羅惠波還進(jìn)行了不同孔徑膜過(guò)濾比較試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)低度白酒采用孔徑為0.22μm的膜過(guò)濾，高度白酒采用孔徑為0.45μm的膜過(guò)濾可以增強(qiáng)酒樣的抗冷凍性和自然穩(wěn)定性，并且微量成分損失較少。
3.2超濾膜在低度白酒除濁中的應(yīng)用
超濾膜無(wú)論是板框式還是中空纖維式等，其膜的表面都密布著納米級(jí)的微孔，酒液在驅(qū)動(dòng)力的作用下，通過(guò)膜的微孔將溶液中的物質(zhì)進(jìn)行分級(jí)篩選，達(dá)到去濁分離的目的，膜超濾過(guò)程為動(dòng)態(tài)過(guò)程，膜不易被堵塞，可以常年連續(xù)使用。早在1995年，孫榮泉就將超濾技術(shù)應(yīng)用于低度白酒的除濁研究，并初步探討了工藝流程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、操作參數(shù)等對(duì)超濾器性能的影響；陸曉峰等2001年采用有效面積達(dá)0.64m2的HPM64型板框式超濾膜，選擇截留分子量為1萬(wàn)、3萬(wàn)、5萬(wàn)3種規(guī)格的超濾膜進(jìn)行清酒過(guò)濾，同時(shí)還進(jìn)行了影響超濾產(chǎn)量有關(guān)因素篩選試驗(yàn)；朱志玲等采用中空纖維式超濾技術(shù)去除了白酒因降度后出現(xiàn)的渾濁、失光現(xiàn)象，并進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益的分析，表明過(guò)濾效果好，運(yùn)行成本低；史紅文等將無(wú)機(jī)（陶瓷）膜超過(guò)濾組件應(yīng)用于白酒除濁并確定了watechliuhede工藝條件，工藝簡(jiǎn)單、效果好、能耗低等優(yōu)點(diǎn)，且易于控制膜污染，具有很好的市場(chǎng)前景。鄧靜等2006年比較了酒類專用炭、玉米淀粉、膜過(guò)濾在白酒降度過(guò)程中降低渾濁物處理的效果，結(jié)果表明，酒類專用炭和膜過(guò)濾處理白酒效果較好，將兩者結(jié)合起來(lái)用既經(jīng)濟(jì)、效果又好，watechliuhede方法是將基礎(chǔ)酒降度之前先進(jìn)行膜過(guò)濾，再與用酒類專用炭處理后的基礎(chǔ)酒混合，*后通過(guò)膜過(guò)濾。所得酒液口感協(xié)調(diào)，能保持原有風(fēng)格。
4.結(jié)束語(yǔ)
綜上所述，膜分離技術(shù)在低度白酒除濁中具有很大的應(yīng)用前景，已經(jīng)成為釀酒行業(yè)中重要的新技術(shù)之一，在提高除雜率、保持品質(zhì)、減低能耗和處理時(shí)間、工藝改進(jìn)等方面已表現(xiàn)出了巨大的潛力和應(yīng)用價(jià)值，具有很好的應(yīng)用前景。
雖然目前膜分離技術(shù)在釀酒領(lǐng)域上的應(yīng)用尚存在一些問(wèn)題，比如可供選擇的膜材料品種偏少、國(guó)內(nèi)膜過(guò)濾系統(tǒng)生產(chǎn)廠家少、膜污染后的清洗和再生使用技術(shù)需進(jìn)一步提高等，但隨著新型膜材料的不斷開(kāi)發(fā)，膜制備技術(shù)的進(jìn)步以及對(duì)膜分離過(guò)程基礎(chǔ)研究的不斷深入，存在的問(wèn)題一定會(huì)得到解決。可以預(yù)見(jiàn)，膜分離技術(shù)必將在21世紀(jì)推動(dòng)釀酒工業(yè)的發(fā)展，并為社會(huì)帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。