膜分離技術及其在低度白酒除濁中的應用
分離膜是一種特殊的、具有選擇性透過功能的薄層物質,它能使流體內的一種或幾種物質透過,而其他物質不透過,從而起到濃縮和分離純化的作用。


1.膜的分類與特征
膜就結構分為對稱膜、非對稱膜及復合膜;依據其孔徑的不同(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;根據材料的不同,可分為無機膜和有機膜。目前已開發應用的膜分離技術主要有:微濾、超濾、納濾、反滲透、電滲析、氣體分離等(見表1)。
2.膜組件應用形式及其主要性能比較
工業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,其性能比較見表2。
3.膜分離技術在低度白酒除濁中的應用
原酒在加漿降度時出現的渾濁主要有以下兩種原因:一是3種高沸點溶于醇而不溶于水,性質不穩定的高級脂肪酸乙酯(棕櫚酸乙酯、油酸乙酯、亞油酸乙酯)在降度過程中溶解度降低析出,產生渾濁;二是雜醇油隨酒精度降低,溶解度下降析出,出現渾濁。另外,水質硬度高,金屬離子和己酸己酯也能引起降度時白酒的渾濁、失光。要想使酒體清亮,就必須從酒體中把這些高分子拿走。近年來,膜分離技術逐步應用于釀酒行業,特別在低度白酒的除濁應用中,不但能使酒體中混濁的物質去除,還不影響酒的風味,越來越受到各酒廠的重視。
3.1 復合微濾膜在低度白酒除濁中的應用
復合微濾膜由纖維、活性炭、硅藻土和成膜劑組成,在微濾膜生產工藝過程中,纖維交織粗細的三維網狀結構組成微濾膜的骨架,活性炭硅藻土吸附在纖維上,沉淀在纖維間,整個濾膜充滿縱橫交錯的多分枝小孔道,成膜將纖維與活性炭硅藻土形成的結構進行粘結固定,使其能承受和傳濾壓力。復合微濾膜過濾低度白酒,在其生產過程中,必須有一定的壓力,這種壓力保證了復合微濾膜功能吸附是一種深層吸附,每一個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過,這樣的運動行程,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度后用復合微濾膜過濾后,在零下18°冷凍一周不渾濁,有失光,口感柔和,無水味,純凈香甜,各項理化指標也符合產品質量標準。此外,朱劍宏等于2001年應用國內新研制的活性炭復合微濾膜,有效濾除了白酒因降度面產生的白色渾濁物,還能有效去除或減少酒的苦味、辛辣味及雜味,使口感醇和;羅惠波還進行了不同孔徑膜過濾比較試驗,結果發現低度白酒采用孔徑為0.22μm的膜過濾,高度白酒采用孔徑為0.45μm的膜過濾,可以增強酒樣的抗冷凍性和自然穩定性,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用
超濾膜無論是板框式還是中空纖維式,其膜的表面都密布著納米級的微孔,酒液在驅動力的作用下,通過膜的微孔將溶液中的物質進行分級篩選,達到去濁分離的目的,膜超濾過程為動態過程,膜不易被堵塞,可以常年連續使用。早在1995年,孫榮泉就將超濾技術應用于低度白酒的除濁研究,并初步探討了工藝流程、結構設計、操作參數等對超濾器性能的影響;陸曉峰等2001年采用有效面積達0.64m2的HPM64型板框式超濾膜,選擇截留分子量為1萬、3萬、5萬3種規格的超濾膜進行清酒過濾,同時,還進行了影響超濾產量有關因素的篩選試驗;朱志玲等采用中空纖維式超濾技術去除了白酒因降度后出現的渾濁、失光現象,并進行了經濟效益的分析,表明過濾效果好,運行成本低;史紅文等將無機(陶瓷)膜超過濾組件應用于白酒除濁并確定了最佳工藝條件,具有工藝簡單、效果好、能耗低等優點,且易于控制膜污染,具有很好的市場前景。鄧靜等2006年比較了酒類專用炭、玉米淀粉、膜過濾在白酒降度過程中降低渾濁物處理的效果,結果表明,酒類專用炭和膜過濾處理白酒效果較好,將兩者結合起來用既經濟、效果又好,最佳方法是將基礎酒降度之前先進行膜過濾,再與用酒類專用炭處理后的基礎酒混合,最后通過膜過濾。所得酒液口感協調,能保持原有風格。
4.結束語
綜上所述,膜分離技術在低度白酒除濁中具有很大的應用前景,已成為釀酒業中重要的新技術之一,在提高除雜率、保持品質、減低能耗和處理時間、工藝改進等方面已表現出巨大的潛力和應用價值,具有很好的應用前景。雖然目前膜分離技術在釀酒領域上的應用尚存在一些問題,比如可供選擇的膜材料品種偏少、國內膜過濾系統生產廠家少、膜的污染后的清洗和再生使用技術需進一步提高等,但隨著新型膜材料的不斷開發,膜制備技術的進步以及對膜分離過程基礎研究的不斷深入,存在的問題一定會得到解決。
來源:華夏酒報
