為避免保健酒的后渾濁，提高其澄清度和穩定性，實驗采用膜過濾的方法，對中空纖維膜澄清保健酒的工藝進行了研究。實驗選用壓力、料液流速和溫度為因變量，保健酒透光率和膜通量為響應值，確定中空纖維膜澄清保健酒的最優條件為：壓力0.1MPa，料液流速1.5L/min，溫度37.4℃。在此條件下，酒液透光率為87.65%，膜通量為42mL/min，并且色澤得到明顯改善，pH、電導率、酒精度以及主要有效成分總皂甙的變化不大。

    　本實驗所用保健酒是由西洋參等原料釀成，主要有效成分是總皂甙。皂甙是甙元與糖分子縮合而成的一類低聚糖甙。無效成分主要有鞣質、樹脂、果膠、纖維素等，它們在各種酒液中呈現顆粒狀和大分子狀態。常規的過濾機如硅藻土過濾機、微孔膜精濾機，可以將顆粒狀的物質除去，而眼睛看不到的大分子狀態的物質則難以除去，因此在貨架期會發生沉淀。

　　目前，對保健酒進行澄清處理主要有兩種方法：一種是冷凍法，另一種是吸附法。但是冷凍法存在設備投入大、時間長等問題；吸附法存在風味成分損失、操作復雜、成本高等問題。膜技術原理是利用納米孔徑不同，選擇性去除引起沉淀的大分子物質，而盡可能保留有效成分，可在常溫低壓下使用。故本實驗以某品牌養生酒為原料，基于超濾機理研究了影響膜通量的主要因素，為膜技術澄清保健酒的工業化生產提供參考依據。

　　1 材料與方法

　　1.1材料與儀器

　　實驗選用的養生酒內含西洋參、紫靈芝、大棗、龍眼肉、茯苓、枸杞子、黃精、蜂蜜、高粱酒等成分。

　　中空纖維膜,截留分子量10萬，PVDF，廣州潔圣膜科技有限公司；Master Flex77200—60蠕動泵；Synthesis—A10超純水機；TU-1810型紫外可見光光度計；酒精表三支組；Senen Easy 實驗室pH計；DDS-307型電導率儀。

　　1.2中空纖維膜的清洗

　　先用清水循環沖洗，再以0.2mol/L氫氧化納與0.5mol/LEDTA混合液清洗30分鐘，后水洗至中性，膜通過量恢復到95%以上。

　　1.3單因素實驗

　　每次超濾過程中，流出的酒液為原酒液20%時，即補加20%的新鮮酒液。如此反復，加5次料液，剩余部分為原酒液20%時，即停止超濾過程，重新換料液。此實驗過程中，濃縮比為1：10。重點研究超濾時間、壓力、進料流速、溫度對膜通量的影響規律。

　　1.4響應曲面法優化實驗

　　在單因素實驗基礎上，采用Box-Benhnken設計方案優化澄清工藝。以壓力、料液流速、溫度3個因素為自變量，分別用X₁、X₂、X₃來表示，并以+1、0、-1分別代表變量的水平，透光率（Y₁）和膜通量（Y₂）為響應值。

　　1.5 測定指標與方法

　　1.5.1 膜通量J 用燒杯接濾過液，同時用秒表計時，用濾過液體積除以相應時間來表示。

    　1.5.2 pH pH計法，測量三次取平均值。

    　1.5.3 酒精度 酒精計法（GB/T 15038-94）。

    　1.5.4電導率校正后，用電導率儀測出。

    　1.5.5澄清度 用TU—1810型紫外可見分光光度計，在680nm下用1cm比色皿測定吸光度值，蒸餾水作空白。根據公式，計算透光率（T%）。

    　1.5.6 色度 用TU—1810型紫外可見分光光度計，在520nm下用1cm比色皿測定吸光度值（A值），蒸餾水作空白。

    　2 結果與分析

    　2.1 單因素實驗及分析

　　超濾時間對膜通量的影響 在料液流速為1.5L/min，溫度為30℃，壓力為0.1MPa，并且保健酒濃度保持不變的情況下，考察處理時間與膜通量之間的關系。由于保健酒的成分比較復雜，含有多糖、膠質等有機物及硫酸鈣等無機鹽。超濾前期，雜質在膜上吸附，濃差極化開始出現，膜孔被污染，引起膜通量迅速下降，之后趨于穩定；2小時后，濃差極化現象越來越嚴重，膜面上溶質濃度越來越大，形成凝膠層越來越厚，過濾通道變得更加細小，能通過膜孔的物質分子質量越來越小，膜通量繼續下降并達到最低值。故本研究在后續實驗中，10min后開始檢測數據，每運行2小時后進行膜清洗，清洗后膜通量恢復至95%以上。

　　2.2 壓力對膜通量的影響

　　在料液流速1.5L/min，溫度為30℃，且保健酒濃度保持不變的情況下，考察壓力與膜通量之間的關系。

　　當壓力小于0.08MPa時，通量隨著壓力的增大呈線性升高；之后，隨著壓力的增大，通量升高的速度較為平緩；當壓力達到0.1MPa時，通量達到最大，之后有減小趨勢；透光率的變化則很小。這主要是因為操作壓力較小時，經過膜表面的溶質量較少，對膜污染較小，膜通量與壓力呈線性關系，但當壓力達到某一臨界值時，膜面凝膠層逐漸形成并增厚，使膜通量增長幅度明顯減小，有減小趨勢。

　　2.3 料液流速對膜通量影響

　　在固定溫度為30℃，壓力為0.08MPa，且保健酒濃度保持不變的情況下，考察料液流速與膜通量之間的關系。

    　增加料液的流速，有利于提高膜通量。這是因為料液流速的增加，加快了大分子物質離開膜面的速度，減輕了濃差極化現象帶來的不利影響，使膜通量增加。當料液流速增加到某一值時，膜通量基本不再上升。

　　2.4 溫度對膜通量的影響

　　在料液流速為1.5L/min，壓力為0.08MPa，且保健酒濃度保持不變的情況下，考察溫度與膜通量的關系。

　　在溫度低于40℃時，膜通量隨溫度的升高而迅速升高，之后趨于平衡，透光率則隨著溫度升高有下降的趨勢。理論上溫度越高越有利于超濾，但是由于受膜材料對溫度的承受能力、物料的熱敏性以及能源消耗等因素的限制，實驗應選在適宜的溫度范圍進行。綜合考慮，本實驗選擇35℃—45℃為響應面的水平范圍。

　　2.5驗證實驗及檢測結果

    　采用優化后的最佳工藝參數進行驗證實驗，同時考慮到實際操作的情況，將條件修正為：壓力0.1MPa，流速1.5L/min，溫度37.4℃。在此條件下，重復3 次實驗，結果表明，實際測得酒液透光率為87.65%，膜通量為42L/min，說明擬合結果是可信的。