无机陶瓷膜在食醋澄清中的应用研究

刘栋梁

（曲阜师范大学，山东曲阜 271365）

无机陶瓷膜在食醋澄清中的应用研究

刘栋梁

（曲阜师范大学，山东曲阜 271365）

无机膜分离技术简单、高效、消耗的能量较低，对多种物料的分离效果较好，因此受到人们的青睐。系统介绍了无机陶瓷膜在食醋澄清中的应用。

无机陶瓷膜；食醋；分离；膜污染

Abstract：Inorganic membrane separation technology is simple，efficient，low energy consumption，the separation of a variety of materials is better，so favored by the people.The application of inorganic ceramic membrane in the clarification of vinegar was introduced.

Key words：inorganic ceramic membrane；vinegar；separation；membrane contamination

食醋是我们日常生活中不可或缺的的一种调味料，不但可以调节食物的味道还对人的免疫力起到增强的作用。而在食醋制作的过程中，通常有两种方法：一是固体发酵法，二是液态深层发酵法。这两种方法在制作过程中都会出现一些不溶的胶体和一些没有分解的大分子物质（原料剩余、蛋白质、纤维素、脂肪、钙铁离子等）。这些物质的存在会导致食醋从生产至食用的过程中出现返混现象。这严重影响消费者对食醋味道的评价，目前人们已经研究出很多澄清食醋的方法，但都或多或少的存在一些问题。而近年来受到人们关注的无机陶瓷膜分离技术对澄清食醋与杀菌具有很好的效果，受到人们的广泛关注。

1 食醋浑浊原因

1.1 生物性浑浊原因

这类浑浊通常表现为：

1）在感官上，香气不醇、味道略涩、呈浑浊状；

2）卫生方面，细菌严重超标。这种浑浊的原因是：在酿造食醋的过程中加入发酵菌种时会有细菌进入，同时周围的一些杂菌也会或多或少的进入。如若食醋装瓶前巴氏杀菌不彻底，也会在装瓶和封口时引入杂菌。这些细菌在食醋中吸收养分不断繁殖，代谢产生黏稠沉淀，会产生许多有害的物质，进而破坏食醋结构，产生上述不良表现。

1.2 非生物性浑浊原因

食醋的制作主要是以高粱和麸皮为原料。这些原料中含有的淀粉、蛋白质、果胶、金属离子等都会在发酵后产生一些因素对食醋质量有所影响。①淀粉：如果糖化分解不完全，会出现胶体物质在食醋中存在，长期存在会使溶液变浑；②蛋白质：原料中蛋白质含量高，或蛋白酶不足，容易产生蛋白质和降解物，产生大分子沉降。③单宁：与食醋中铁离子反应产生胶状物，也与蛋白质发生反应产生一系列复合物，从而聚集沉降使食醋变浑。

2 无机陶瓷膜技术概论

分离的无机陶瓷膜可根据孔径大小分类，孔径在0.1～10μm的为微滤膜；在2～100nm的为超滤膜；小于10nm的为纳滤膜。无机陶瓷膜分离就是利用无机膜的选择渗透性将混合物质分离、提纯及富集。这利用的是混合物中的溶质分子在尺寸、性质、形状方面的差异，在外加压力时，低分子溶质会通过无机膜，高分子溶质则不能通过形成浓缩液，达成分离。人们通常把膜分离分为终端过滤和错流过滤两种方式。

3 食醋分离膜操作

3.1 食醋预处理

食醋的预处理就是在原料液中加入几种物质改变原料液的性质，通过预絮凝、预过滤等步骤将一些能与膜发生作用的物质去除，增加膜通量与其截留性能。食醋的酿造工艺注定反应过程中会出现许多杂质（各类细菌、大分子杂质等），这些都会影响后期的酿造环节。提前进行食醋处理可以减轻浓差极化现象和膜污染的程度，对延长无机陶瓷膜的使用时间和减少使用寿命帮助很大。

3.2 优化操作条件

在整个过滤过程中，会有很多因素对膜通量产生影响。膜通量降低会产生浓差极化层还会对无机膜造成污染，所以我必须优化操作条件（如：跨膜压差、流速、温度等）来提高膜通量，避免其对食醋酿造的不利影响。现今人们常常用错流过滤与协调过滤压力、温度等条件的方式来进行条件优化。谢梓峰等研究了食醋过滤过程中，提高料液温度可以有效降低过滤的跨膜压差，有利于食醋过滤的进行。

4 膜污染的预防与处理

在处理食醋物料的过程中，一些微粒物质会与无机陶瓷膜发生物理化学相互作用或者是其他一些阻塞、沉积等现象，这也是我们常说的膜污染。膜污染的出现会膜通量下降、跨膜压差增大、截留率减小，严重时甚至能够终止过滤过程，无机膜的性能严重受到影响。

4.1 预防无机膜污染的措施

（1）预处理原料中的大颗粒；

（2）加大流速，减小边界厚度，合理设计流道结构，及时用水带走截留溶质；

（3）测试应用最适合的压力，降低沉淀层厚度、密度。

4.2 在无机膜受到污染时我们常常用以下方法进行清洗

（1）物理方法清洗：等压清洗、反冲洗、气液脉冲、静置浸泡加水力反冲洗、机械刮除、提高膜的移动速度、电泳法，这些都是十分有效的清洗方法。

（2）化学方法清洗：一些污染严重的无机陶瓷膜就需要用化学法来进行清洗，即用化学试剂与沉积物、污垢、影响过滤的各类污染物发生化学反应除去它们。如：酸、碱、氧化剂等都是常用的化学清洗剂。

5 结束语

用无机陶瓷膜分离技术对食醋进行过滤的方法已经证实了具有可行性，只要操作合理，技术参数选择正确，过滤后的液体两年内不会出现返浑现象。同时我们所用的无机陶瓷膜容易再生，不会产生二次污染。目前无机陶瓷膜分离技术已经实际应用于食醋生产并产生经济效益。对于食醋的生产，优化设计膜元件与浓差极化、膜污染，能够使得食醋澄清效果更好，也是未来的发展趋势，相信在大家的共同努力下，食醋的生产会更加清洁、高效、节能。

[1] 高璟.无机陶瓷膜澄清食醋的工艺研究[D].太原：中北大学，2006.

[2] 李军庆，李历，王文奇，等.膜分离技术在食醋澄清中的应用[J].中国酿造，2012，31（11）：142-146.

Application of Inorganic Ceramic Membrane in Vinegar Clarification

Liu Dong-liang

TS264.21

A

1003–6490（2017）09–0139–01

2017–07–25

刘栋梁（1995—），男，山东新泰人，本科在读，主要研究方向为应用化学。