中空纖維膜超濾技術用于食醋過濾的試驗研究

吳廣泉　張曉輝　王靜等

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

關鍵詞：中空纖維膜；超濾；食醋；膜通量

中圖分類號 TS264.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）03-04-139-02

食醋發酵分為固態發酵和液態發酵2種，固態發酵主要以大米、小麥、高粱、小米、麩皮等為原材料以固態形式發酵，液態發酵一般采用食用酒精為原料或淀粉質原材料以液態進行。食醋發酵主要利用原料中的淀粉物質，經液化、糖化、酒精發酵、醋酸發酵等工序，而原料中的其他大分子物質很少利用，如蛋白質、脂肪、多糖類等，在食醋中以顆粒或可溶性狀態存在，在充當風味物質的同時，也是導致食醋沉淀的主要原因，影響產品感官。為保證食醋產品較好的感官狀態及食欲感，各廠家均在生產工藝中增加過濾或沉淀處理環節。筆者采用中空纖維膜超濾技術對發酵食醋進行過濾處理研究，探索過濾壓力、原料流量、過濾時間、膜通量等對食醋過濾效果的影響。

1 試驗設備

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，膜元件規格為3 640（Φ90mm×1 016mm），元件產水量為1 000L/h（在0.2MPa下），元件產醋量為300L/h，工作壓力為0.3MPa。

2 試驗工藝及操作要求

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

2.2 操作要求 試驗設置進料流量為40L/h，分析不同操作壓力下，膜通量與操作時間的關系，分析操作壓力與膜通量的關系；試驗設置操作壓力為0.05Mpa，分析不同進料液流量下，膜通量與操作時間的關系，分析膜通量與進料流量的關系。

3 結果與分析

3.1 操作壓力對膜通量的影響 設定進料流量為40L/h，操作壓力分別為0.02、0.05、0.08、0.12Mpa時，膜通量隨時間的變化關系詳見圖1。由圖1可知，同等進料流量，不同壓力條件下，膜通量在前0.2h內迅速下降，然后下降趨緩，約在0.7h后趨于一個穩定值約20L/h·㎡。分析原因主要是由于剛開始時蛋白質、多糖類等大分子物質與膜發生吸附作用，使膜通量在0.2h內迅速下降約40%～50%，而后隨著膜孔逐漸被堵塞，并逐漸形成凝膠層，膜通量繼續下降但下降速度開始緩慢，且4種壓力條件下，變化趨勢基本一致，可見這種變化趨勢與操作壓力無直接關系，主要與運行時間相關。

4 結論

采用中空纖維膜過濾食醋，通過增加食醋的進料流量或增加操作壓力，均可提高中空纖維膜的膜通量，但隨著過濾時間的延長，膜通量逐漸下降，最終基本趨于一穩定值，且這個穩定值與操作壓力及進料流量無直接關系，主要與膜結構及過濾物質成分有關。大生產處理過程中，可根據中空纖維膜特點設置操作壓力、進料流量，分析設備膜通量變化特點，更好地控制生產。另外，可結合反沖洗、粗過濾原液等方式提高纖維膜的膜通量，提高過濾效率及過濾質量。

（責編：張宏民）endprint

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

關鍵詞：中空纖維膜；超濾；食醋；膜通量

中圖分類號 TS264.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）03-04-139-02

食醋發酵分為固態發酵和液態發酵2種，固態發酵主要以大米、小麥、高粱、小米、麩皮等為原材料以固態形式發酵，液態發酵一般采用食用酒精為原料或淀粉質原材料以液態進行。食醋發酵主要利用原料中的淀粉物質，經液化、糖化、酒精發酵、醋酸發酵等工序，而原料中的其他大分子物質很少利用，如蛋白質、脂肪、多糖類等，在食醋中以顆粒或可溶性狀態存在，在充當風味物質的同時，也是導致食醋沉淀的主要原因，影響產品感官。為保證食醋產品較好的感官狀態及食欲感，各廠家均在生產工藝中增加過濾或沉淀處理環節。筆者采用中空纖維膜超濾技術對發酵食醋進行過濾處理研究，探索過濾壓力、原料流量、過濾時間、膜通量等對食醋過濾效果的影響。

1 試驗設備

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，膜元件規格為3 640（Φ90mm×1 016mm），元件產水量為1 000L/h（在0.2MPa下），元件產醋量為300L/h，工作壓力為0.3MPa。

2 試驗工藝及操作要求

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

2.2 操作要求 試驗設置進料流量為40L/h，分析不同操作壓力下，膜通量與操作時間的關系，分析操作壓力與膜通量的關系；試驗設置操作壓力為0.05Mpa，分析不同進料液流量下，膜通量與操作時間的關系，分析膜通量與進料流量的關系。

3 結果與分析

3.1 操作壓力對膜通量的影響 設定進料流量為40L/h，操作壓力分別為0.02、0.05、0.08、0.12Mpa時，膜通量隨時間的變化關系詳見圖1。由圖1可知，同等進料流量，不同壓力條件下，膜通量在前0.2h內迅速下降，然后下降趨緩，約在0.7h后趨于一個穩定值約20L/h·㎡。分析原因主要是由于剛開始時蛋白質、多糖類等大分子物質與膜發生吸附作用，使膜通量在0.2h內迅速下降約40%～50%，而后隨著膜孔逐漸被堵塞，并逐漸形成凝膠層，膜通量繼續下降但下降速度開始緩慢，且4種壓力條件下，變化趨勢基本一致，可見這種變化趨勢與操作壓力無直接關系，主要與運行時間相關。

4 結論

采用中空纖維膜過濾食醋，通過增加食醋的進料流量或增加操作壓力，均可提高中空纖維膜的膜通量，但隨著過濾時間的延長，膜通量逐漸下降，最終基本趨于一穩定值，且這個穩定值與操作壓力及進料流量無直接關系，主要與膜結構及過濾物質成分有關。大生產處理過程中，可根據中空纖維膜特點設置操作壓力、進料流量，分析設備膜通量變化特點，更好地控制生產。另外，可結合反沖洗、粗過濾原液等方式提高纖維膜的膜通量，提高過濾效率及過濾質量。

（責編：張宏民）endprint

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

關鍵詞：中空纖維膜；超濾；食醋；膜通量

中圖分類號 TS264.2 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）03-04-139-02

食醋發酵分為固態發酵和液態發酵2種，固態發酵主要以大米、小麥、高粱、小米、麩皮等為原材料以固態形式發酵，液態發酵一般采用食用酒精為原料或淀粉質原材料以液態進行。食醋發酵主要利用原料中的淀粉物質，經液化、糖化、酒精發酵、醋酸發酵等工序，而原料中的其他大分子物質很少利用，如蛋白質、脂肪、多糖類等，在食醋中以顆粒或可溶性狀態存在，在充當風味物質的同時，也是導致食醋沉淀的主要原因，影響產品感官。為保證食醋產品較好的感官狀態及食欲感，各廠家均在生產工藝中增加過濾或沉淀處理環節。筆者采用中空纖維膜超濾技術對發酵食醋進行過濾處理研究，探索過濾壓力、原料流量、過濾時間、膜通量等對食醋過濾效果的影響。

1 試驗設備

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，膜元件規格為3 640（Φ90mm×1 016mm），元件產水量為1 000L/h（在0.2MPa下），元件產醋量為300L/h，工作壓力為0.3MPa。

2 試驗工藝及操作要求

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

2.2 操作要求 試驗設置進料流量為40L/h，分析不同操作壓力下，膜通量與操作時間的關系，分析操作壓力與膜通量的關系；試驗設置操作壓力為0.05Mpa，分析不同進料液流量下，膜通量與操作時間的關系，分析膜通量與進料流量的關系。

3 結果與分析

3.1 操作壓力對膜通量的影響 設定進料流量為40L/h，操作壓力分別為0.02、0.05、0.08、0.12Mpa時，膜通量隨時間的變化關系詳見圖1。由圖1可知，同等進料流量，不同壓力條件下，膜通量在前0.2h內迅速下降，然后下降趨緩，約在0.7h后趨于一個穩定值約20L/h·㎡。分析原因主要是由于剛開始時蛋白質、多糖類等大分子物質與膜發生吸附作用，使膜通量在0.2h內迅速下降約40%～50%，而后隨著膜孔逐漸被堵塞，并逐漸形成凝膠層，膜通量繼續下降但下降速度開始緩慢，且4種壓力條件下，變化趨勢基本一致，可見這種變化趨勢與操作壓力無直接關系，主要與運行時間相關。

4 結論

采用中空纖維膜過濾食醋，通過增加食醋的進料流量或增加操作壓力，均可提高中空纖維膜的膜通量，但隨著過濾時間的延長，膜通量逐漸下降，最終基本趨于一穩定值，且這個穩定值與操作壓力及進料流量無直接關系，主要與膜結構及過濾物質成分有關。大生產處理過程中，可根據中空纖維膜特點設置操作壓力、進料流量，分析設備膜通量變化特點，更好地控制生產。另外，可結合反沖洗、粗過濾原液等方式提高纖維膜的膜通量，提高過濾效率及過濾質量。

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