無機陶瓷膜在食醋澄清中的應用研究

劉棟梁

（曲阜師范大學，山東曲阜 271365）

無機陶瓷膜在食醋澄清中的應用研究

劉棟梁

（曲阜師范大學，山東曲阜 271365）

無機膜分離技術簡單、高效、消耗的能量較低，對多種物料的分離效果較好，因此受到人們的青睞。系統介紹了無機陶瓷膜在食醋澄清中的應用。

無機陶瓷膜；食醋；分離；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

食醋是我們日常生活中不可或缺的的一種調味料，不但可以調節食物的味道還對人的免疫力起到增強的作用。而在食醋制作的過程中，通常有兩種方法：一是固體發酵法，二是液態深層發酵法。這兩種方法在制作過程中都會出現一些不溶的膠體和一些沒有分解的大分子物質（原料剩余、蛋白質、纖維素、脂肪、鈣鐵離子等）。這些物質的存在會導致食醋從生產至食用的過程中出現返混現象。這嚴重影響消費者對食醋味道的評價，目前人們已經研究出很多澄清食醋的方法，但都或多或少的存在一些問題。而近年來受到人們關注的無機陶瓷膜分離技術對澄清食醋與殺菌具有很好的效果，受到人們的廣泛關注。

1 食醋渾濁原因

1.1 生物性渾濁原因

這類渾濁通常表現為：

1）在感官上，香氣不醇、味道略澀、呈渾濁狀；

2）衛生方面，細菌嚴重超標。這種渾濁的原因是：在釀造食醋的過程中加入發酵菌種時會有細菌進入，同時周圍的一些雜菌也會或多或少的進入。如若食醋裝瓶前巴氏殺菌不徹底，也會在裝瓶和封口時引入雜菌。這些細菌在食醋中吸收養分不斷繁殖，代謝產生黏稠沉淀，會產生許多有害的物質，進而破壞食醋結構，產生上述不良表現。

1.2 非生物性渾濁原因

食醋的制作主要是以高粱和麩皮為原料。這些原料中含有的淀粉、蛋白質、果膠、金屬離子等都會在發酵后產生一些因素對食醋質量有所影響。①淀粉：如果糖化分解不完全，會出現膠體物質在食醋中存在，長期存在會使溶液變渾；②蛋白質：原料中蛋白質含量高，或蛋白酶不足，容易產生蛋白質和降解物，產生大分子沉降。③單寧：與食醋中鐵離子反應產生膠狀物，也與蛋白質發生反應產生一系列復合物，從而聚集沉降使食醋變渾。

2 無機陶瓷膜技術概論

分離的無機陶瓷膜可根據孔徑大小分類，孔徑在0.1～10μm的為微濾膜；在2～100nm的為超濾膜；小于10nm的為納濾膜。無機陶瓷膜分離就是利用無機膜的選擇滲透性將混合物質分離、提純及富集。這利用的是混合物中的溶質分子在尺寸、性質、形狀方面的差異，在外加壓力時，低分子溶質會通過無機膜，高分子溶質則不能通過形成濃縮液，達成分離。人們通常把膜分離分為終端過濾和錯流過濾兩種方式。

3 食醋分離膜操作

3.1 食醋預處理

食醋的預處理就是在原料液中加入幾種物質改變原料液的性質，通過預絮凝、預過濾等步驟將一些能與膜發生作用的物質去除，增加膜通量與其截留性能。食醋的釀造工藝注定反應過程中會出現許多雜質（各類細菌、大分子雜質等），這些都會影響后期的釀造環節。提前進行食醋處理可以減輕濃差極化現象和膜污染的程度，對延長無機陶瓷膜的使用時間和減少使用壽命幫助很大。

3.2 優化操作條件

在整個過濾過程中，會有很多因素對膜通量產生影響。膜通量降低會產生濃差極化層還會對無機膜造成污染，所以我必須優化操作條件（如：跨膜壓差、流速、溫度等）來提高膜通量，避免其對食醋釀造的不利影響。現今人們常常用錯流過濾與協調過濾壓力、溫度等條件的方式來進行條件優化。謝梓峰等研究了食醋過濾過程中，提高料液溫度可以有效降低過濾的跨膜壓差，有利于食醋過濾的進行。

4 膜污染的預防與處理

在處理食醋物料的過程中，一些微粒物質會與無機陶瓷膜發生物理化學相互作用或者是其他一些阻塞、沉積等現象，這也是我們常說的膜污染。膜污染的出現會膜通量下降、跨膜壓差增大、截留率減小，嚴重時甚至能夠終止過濾過程，無機膜的性能嚴重受到影響。

4.1 預防無機膜污染的措施

（1）預處理原料中的大顆粒；

（2）加大流速，減小邊界厚度，合理設計流道結構，及時用水帶走截留溶質；

（3）測試應用最適合的壓力，降低沉淀層厚度、密度。

4.2 在無機膜受到污染時我們常常用以下方法進行清洗

（1）物理方法清洗：等壓清洗、反沖洗、氣液脈沖、靜置浸泡加水力反沖洗、機械刮除、提高膜的移動速度、電泳法，這些都是十分有效的清洗方法。

（2）化學方法清洗：一些污染嚴重的無機陶瓷膜就需要用化學法來進行清洗，即用化學試劑與沉積物、污垢、影響過濾的各類污染物發生化學反應除去它們。如：酸、堿、氧化劑等都是常用的化學清洗劑。

5 結束語

用無機陶瓷膜分離技術對食醋進行過濾的方法已經證實了具有可行性，只要操作合理，技術參數選擇正確，過濾后的液體兩年內不會出現返渾現象。同時我們所用的無機陶瓷膜容易再生，不會產生二次污染。目前無機陶瓷膜分離技術已經實際應用于食醋生產并產生經濟效益。對于食醋的生產，優化設計膜元件與濃差極化、膜污染，能夠使得食醋澄清效果更好，也是未來的發展趨勢，相信在大家的共同努力下，食醋的生產會更加清潔、高效、節能。

[1] 高璟.無機陶瓷膜澄清食醋的工藝研究[D].太原：中北大學，2006.

[2] 李軍慶，李歷，王文奇，等.膜分離技術在食醋澄清中的應用[J].中國釀造，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

劉棟梁（1995—），男，山東新泰人，本科在讀，主要研究方向為應用化學。