中空纖維膜超濾技術(shù)用于食醋過(guò)濾的試驗(yàn)研究

吳廣泉　張曉輝　王靜等

摘 要：試驗(yàn)研究表明，采用中空纖維膜過(guò)濾食醋，其膜通量隨著過(guò)濾料液流量或過(guò)濾操作壓力的增加而增加，但運(yùn)行一段時(shí)間后，膜通量呈下降的趨勢(shì)，且逐漸趨于一穩(wěn)定值。

關(guān)鍵詞：中空纖維膜；超濾；食醋；膜通量

中圖分類號(hào) TS264.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）03-04-139-02

食醋發(fā)酵分為固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵2種，固態(tài)發(fā)酵主要以大米、小麥、高粱、小米、麩皮等為原材料以固態(tài)形式發(fā)酵，液態(tài)發(fā)酵一般采用食用酒精為原料或淀粉質(zhì)原材料以液態(tài)進(jìn)行。食醋發(fā)酵主要利用原料中的淀粉物質(zhì)，經(jīng)液化、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等工序，而原料中的其他大分子物質(zhì)很少利用，如蛋白質(zhì)、脂肪、多糖類等，在食醋中以顆粒或可溶性狀態(tài)存在，在充當(dāng)風(fēng)味物質(zhì)的同時(shí)，也是導(dǎo)致食醋沉淀的主要原因，影響產(chǎn)品感官。為保證食醋產(chǎn)品較好的感官狀態(tài)及食欲感，各廠家均在生產(chǎn)工藝中增加過(guò)濾或沉淀處理環(huán)節(jié)。筆者采用中空纖維膜超濾技術(shù)對(duì)發(fā)酵食醋進(jìn)行過(guò)濾處理研究，探索過(guò)濾壓力、原料流量、過(guò)濾時(shí)間、膜通量等對(duì)食醋過(guò)濾效果的影響。

1 試驗(yàn)設(shè)備

濾芯為PP材料熔噴濾芯，孔徑為5cm，工作壓力為0.3MPa。PS膜為聚砜材料，膜元件規(guī)格為3 640（Φ90mm×1 016mm），元件產(chǎn)水量為1 000L/h（在0.2MPa下），元件產(chǎn)醋量為300L/h，工作壓力為0.3MPa。

2 試驗(yàn)工藝及操作要求

2.1 試驗(yàn)工藝 試驗(yàn)工藝采用間歇操作方法，工藝過(guò)程采用電動(dòng)閥自動(dòng)控制。PP-PAN形成組合單元，每工作1h，需反沖洗3min。

2.2 操作要求 試驗(yàn)設(shè)置進(jìn)料流量為40L/h，分析不同操作壓力下，膜通量與操作時(shí)間的關(guān)系，分析操作壓力與膜通量的關(guān)系；試驗(yàn)設(shè)置操作壓力為0.05Mpa，分析不同進(jìn)料液流量下，膜通量與操作時(shí)間的關(guān)系，分析膜通量與進(jìn)料流量的關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1 操作壓力對(duì)膜通量的影響 設(shè)定進(jìn)料流量為40L/h，操作壓力分別為0.02、0.05、0.08、0.12Mpa時(shí)，膜通量隨時(shí)間的變化關(guān)系詳見(jiàn)圖1。由圖1可知，同等進(jìn)料流量，不同壓力條件下，膜通量在前0.2h內(nèi)迅速下降，然后下降趨緩，約在0.7h后趨于一個(gè)穩(wěn)定值約20L/h·㎡。分析原因主要是由于剛開(kāi)始時(shí)蛋白質(zhì)、多糖類等大分子物質(zhì)與膜發(fā)生吸附作用，使膜通量在0.2h內(nèi)迅速下降約40%～50%，而后隨著膜孔逐漸被堵塞，并逐漸形成凝膠層，膜通量繼續(xù)下降但下降速度開(kāi)始緩慢，且4種壓力條件下，變化趨勢(shì)基本一致，可見(jiàn)這種變化趨勢(shì)與操作壓力無(wú)直接關(guān)系，主要與運(yùn)行時(shí)間相關(guān)。

4 結(jié)論

采用中空纖維膜過(guò)濾食醋，通過(guò)增加食醋的進(jìn)料流量或增加操作壓力，均可提高中空纖維膜的膜通量，但隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，膜通量逐漸下降，最終基本趨于一穩(wěn)定值，且這個(gè)穩(wěn)定值與操作壓力及進(jìn)料流量無(wú)直接關(guān)系，主要與膜結(jié)構(gòu)及過(guò)濾物質(zhì)成分有關(guān)。大生產(chǎn)處理過(guò)程中，可根據(jù)中空纖維膜特點(diǎn)設(shè)置操作壓力、進(jìn)料流量，分析設(shè)備膜通量變化特點(diǎn)，更好地控制生產(chǎn)。另外，可結(jié)合反沖洗、粗過(guò)濾原液等方式提高纖維膜的膜通量，提高過(guò)濾效率及過(guò)濾質(zhì)量。

（責(zé)編：張宏民）endprint

摘 要：試驗(yàn)研究表明，采用中空纖維膜過(guò)濾食醋，其膜通量隨著過(guò)濾料液流量或過(guò)濾操作壓力的增加而增加，但運(yùn)行一段時(shí)間后，膜通量呈下降的趨勢(shì)，且逐漸趨于一穩(wěn)定值。

關(guān)鍵詞：中空纖維膜；超濾；食醋；膜通量

中圖分類號(hào) TS264.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）03-04-139-02

食醋發(fā)酵分為固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵2種，固態(tài)發(fā)酵主要以大米、小麥、高粱、小米、麩皮等為原材料以固態(tài)形式發(fā)酵，液態(tài)發(fā)酵一般采用食用酒精為原料或淀粉質(zhì)原材料以液態(tài)進(jìn)行。食醋發(fā)酵主要利用原料中的淀粉物質(zhì)，經(jīng)液化、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等工序，而原料中的其他大分子物質(zhì)很少利用，如蛋白質(zhì)、脂肪、多糖類等，在食醋中以顆粒或可溶性狀態(tài)存在，在充當(dāng)風(fēng)味物質(zhì)的同時(shí)，也是導(dǎo)致食醋沉淀的主要原因，影響產(chǎn)品感官。為保證食醋產(chǎn)品較好的感官狀態(tài)及食欲感，各廠家均在生產(chǎn)工藝中增加過(guò)濾或沉淀處理環(huán)節(jié)。筆者采用中空纖維膜超濾技術(shù)對(duì)發(fā)酵食醋進(jìn)行過(guò)濾處理研究，探索過(guò)濾壓力、原料流量、過(guò)濾時(shí)間、膜通量等對(duì)食醋過(guò)濾效果的影響。

1 試驗(yàn)設(shè)備

濾芯為PP材料熔噴濾芯，孔徑為5cm，工作壓力為0.3MPa。PS膜為聚砜材料，膜元件規(guī)格為3 640（Φ90mm×1 016mm），元件產(chǎn)水量為1 000L/h（在0.2MPa下），元件產(chǎn)醋量為300L/h，工作壓力為0.3MPa。

2 試驗(yàn)工藝及操作要求

2.1 試驗(yàn)工藝 試驗(yàn)工藝采用間歇操作方法，工藝過(guò)程采用電動(dòng)閥自動(dòng)控制。PP-PAN形成組合單元，每工作1h，需反沖洗3min。

2.2 操作要求 試驗(yàn)設(shè)置進(jìn)料流量為40L/h，分析不同操作壓力下，膜通量與操作時(shí)間的關(guān)系，分析操作壓力與膜通量的關(guān)系；試驗(yàn)設(shè)置操作壓力為0.05Mpa，分析不同進(jìn)料液流量下，膜通量與操作時(shí)間的關(guān)系，分析膜通量與進(jìn)料流量的關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1 操作壓力對(duì)膜通量的影響 設(shè)定進(jìn)料流量為40L/h，操作壓力分別為0.02、0.05、0.08、0.12Mpa時(shí)，膜通量隨時(shí)間的變化關(guān)系詳見(jiàn)圖1。由圖1可知，同等進(jìn)料流量，不同壓力條件下，膜通量在前0.2h內(nèi)迅速下降，然后下降趨緩，約在0.7h后趨于一個(gè)穩(wěn)定值約20L/h·㎡。分析原因主要是由于剛開(kāi)始時(shí)蛋白質(zhì)、多糖類等大分子物質(zhì)與膜發(fā)生吸附作用，使膜通量在0.2h內(nèi)迅速下降約40%～50%，而后隨著膜孔逐漸被堵塞，并逐漸形成凝膠層，膜通量繼續(xù)下降但下降速度開(kāi)始緩慢，且4種壓力條件下，變化趨勢(shì)基本一致，可見(jiàn)這種變化趨勢(shì)與操作壓力無(wú)直接關(guān)系，主要與運(yùn)行時(shí)間相關(guān)。

4 結(jié)論

采用中空纖維膜過(guò)濾食醋，通過(guò)增加食醋的進(jìn)料流量或增加操作壓力，均可提高中空纖維膜的膜通量，但隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，膜通量逐漸下降，最終基本趨于一穩(wěn)定值，且這個(gè)穩(wěn)定值與操作壓力及進(jìn)料流量無(wú)直接關(guān)系，主要與膜結(jié)構(gòu)及過(guò)濾物質(zhì)成分有關(guān)。大生產(chǎn)處理過(guò)程中，可根據(jù)中空纖維膜特點(diǎn)設(shè)置操作壓力、進(jìn)料流量，分析設(shè)備膜通量變化特點(diǎn)，更好地控制生產(chǎn)。另外，可結(jié)合反沖洗、粗過(guò)濾原液等方式提高纖維膜的膜通量，提高過(guò)濾效率及過(guò)濾質(zhì)量。

（責(zé)編：張宏民）endprint

摘 要：試驗(yàn)研究表明，采用中空纖維膜過(guò)濾食醋，其膜通量隨著過(guò)濾料液流量或過(guò)濾操作壓力的增加而增加，但運(yùn)行一段時(shí)間后，膜通量呈下降的趨勢(shì)，且逐漸趨于一穩(wěn)定值。

關(guān)鍵詞：中空纖維膜；超濾；食醋；膜通量

中圖分類號(hào) TS264.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 A 文章編號(hào) 1007-7731（2014）03-04-139-02

食醋發(fā)酵分為固態(tài)發(fā)酵和液態(tài)發(fā)酵2種，固態(tài)發(fā)酵主要以大米、小麥、高粱、小米、麩皮等為原材料以固態(tài)形式發(fā)酵，液態(tài)發(fā)酵一般采用食用酒精為原料或淀粉質(zhì)原材料以液態(tài)進(jìn)行。食醋發(fā)酵主要利用原料中的淀粉物質(zhì)，經(jīng)液化、糖化、酒精發(fā)酵、醋酸發(fā)酵等工序，而原料中的其他大分子物質(zhì)很少利用，如蛋白質(zhì)、脂肪、多糖類等，在食醋中以顆粒或可溶性狀態(tài)存在，在充當(dāng)風(fēng)味物質(zhì)的同時(shí)，也是導(dǎo)致食醋沉淀的主要原因，影響產(chǎn)品感官。為保證食醋產(chǎn)品較好的感官狀態(tài)及食欲感，各廠家均在生產(chǎn)工藝中增加過(guò)濾或沉淀處理環(huán)節(jié)。筆者采用中空纖維膜超濾技術(shù)對(duì)發(fā)酵食醋進(jìn)行過(guò)濾處理研究，探索過(guò)濾壓力、原料流量、過(guò)濾時(shí)間、膜通量等對(duì)食醋過(guò)濾效果的影響。

1 試驗(yàn)設(shè)備

濾芯為PP材料熔噴濾芯，孔徑為5cm，工作壓力為0.3MPa。PS膜為聚砜材料，膜元件規(guī)格為3 640（Φ90mm×1 016mm），元件產(chǎn)水量為1 000L/h（在0.2MPa下），元件產(chǎn)醋量為300L/h，工作壓力為0.3MPa。

2 試驗(yàn)工藝及操作要求

2.1 試驗(yàn)工藝 試驗(yàn)工藝采用間歇操作方法，工藝過(guò)程采用電動(dòng)閥自動(dòng)控制。PP-PAN形成組合單元，每工作1h，需反沖洗3min。

2.2 操作要求 試驗(yàn)設(shè)置進(jìn)料流量為40L/h，分析不同操作壓力下，膜通量與操作時(shí)間的關(guān)系，分析操作壓力與膜通量的關(guān)系；試驗(yàn)設(shè)置操作壓力為0.05Mpa，分析不同進(jìn)料液流量下，膜通量與操作時(shí)間的關(guān)系，分析膜通量與進(jìn)料流量的關(guān)系。

3 結(jié)果與分析

3.1 操作壓力對(duì)膜通量的影響 設(shè)定進(jìn)料流量為40L/h，操作壓力分別為0.02、0.05、0.08、0.12Mpa時(shí)，膜通量隨時(shí)間的變化關(guān)系詳見(jiàn)圖1。由圖1可知，同等進(jìn)料流量，不同壓力條件下，膜通量在前0.2h內(nèi)迅速下降，然后下降趨緩，約在0.7h后趨于一個(gè)穩(wěn)定值約20L/h·㎡。分析原因主要是由于剛開(kāi)始時(shí)蛋白質(zhì)、多糖類等大分子物質(zhì)與膜發(fā)生吸附作用，使膜通量在0.2h內(nèi)迅速下降約40%～50%，而后隨著膜孔逐漸被堵塞，并逐漸形成凝膠層，膜通量繼續(xù)下降但下降速度開(kāi)始緩慢，且4種壓力條件下，變化趨勢(shì)基本一致，可見(jiàn)這種變化趨勢(shì)與操作壓力無(wú)直接關(guān)系，主要與運(yùn)行時(shí)間相關(guān)。

4 結(jié)論

采用中空纖維膜過(guò)濾食醋，通過(guò)增加食醋的進(jìn)料流量或增加操作壓力，均可提高中空纖維膜的膜通量，但隨著過(guò)濾時(shí)間的延長(zhǎng)，膜通量逐漸下降，最終基本趨于一穩(wěn)定值，且這個(gè)穩(wěn)定值與操作壓力及進(jìn)料流量無(wú)直接關(guān)系，主要與膜結(jié)構(gòu)及過(guò)濾物質(zhì)成分有關(guān)。大生產(chǎn)處理過(guò)程中，可根據(jù)中空纖維膜特點(diǎn)設(shè)置操作壓力、進(jìn)料流量，分析設(shè)備膜通量變化特點(diǎn)，更好地控制生產(chǎn)。另外，可結(jié)合反沖洗、粗過(guò)濾原液等方式提高纖維膜的膜通量，提高過(guò)濾效率及過(guò)濾質(zhì)量。

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