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酿酒工业中GE膜技术的应用
发布时间:2015-10-29        浏览次数:6        返回列表
 酿酒工业已成功的将膜技术应用于酿酒工艺中。酒类主要是通过发酵粟制取。在发酵罐中,果汁中的糖液被发酵制成乙醇,然后通过膜设备进行澄清。应用MF、UF、NF、RO等膜技术,酒类生产商能够提高现有的生产工艺。酒类生产商能够利用膜技术进行如下工艺:
•  净化和浓缩糖类;
•  酒的澄清;
•  调节酒精度;
•  酒的分离/净化(脱酸过程);
•  净化工艺用水。
调节酒精度:采用膜技术对酒中的乙醇浓度进行提高或降低。
•  降低酒精度:应用NF或RO膜时,酒中的大多数组分能够被浓缩,同时乙醇、水和少量其他组分会透过膜。在此工艺过程中或结束时,向膜系统的浓缩液中加入补给水,以达到降低酒精度的目的。
•  提高酒精度;应用RO膜能够部分提高产品酒的酒精度,同时提高产品酒的色度。
•  综合优势:在不改变发酵时间和初始糖浓度等发酵参数的条件下,膜技术允许酒类生产商能够生产出不同酒精度的酒。如果不采用膜技术。同时想生产不同酒精的酒,必须采取以下措施:为了生产低酒精度的酒,发酵过程在完成之前即需要被停止,这将严重影响酒的口感和风味;为了生产高酒精度的酒,迸发酵罐的料液糖度需要被提高。而如果采用膜技术将避免对这些工艺参数进行大规模的修改。酒的净化与分离:采用膜技术对酒进行净化,能够将酒中的酒石酸氢盐的沉淀轻易的去除;同时减少了离子树脂在去除有机酸过程中的污染。
•  稳定过程:酒的稳定过程是将酒中的酒石酸氢钙,酒石酸氢钾去除。为了将酒石酸氢盐从2,500ppm降到几百ppm,传统的冷稳定过程是将酒在低温状态储存几个星期甚至几个月。由于酒石酸氢钾的沉淀速率受其自身的过饱和度的影响,如果采用膜技术对酒类进行浓缩,将提高酒石酸氢钾的沉淀速度。酒石酸氢钾分子量为188,因此NF膜能够被用粟浓缩酒溶液,以提高酒石酸氢盐的沉淀速率。随后,NF系统的浓缩液进入MF系统,以将酒石酸氢盐沉淀除去。最后NF渗透液和MF渗透液重新混合。
•  脱酸过程:酒中的有机酸(例如草酸、柠檬酸、酒石酸、丁二酸、甲酸)浓度是不同的。当酒类生产商想从酒中去除过量的有机酸时,离子交换是最常用的方法。然而离子交换树脂易被高分子量的有机物污染。UF膜可将酒中高分子量有机物去除,这样离子交换树脂才能有效的避免有机物的污染。一旦有机酸被降到理想水平,经过离子交换后的溶液和UF渗透液再重新混合。
•  综合优势:实践已经证明膜技术能够生产出高品质的酒类,同时显著降低生产成本。处理1000加仑酒时,仅使用离子交换工艺其生产成本为$3100,而采用UF系统生产成本为$1200。如果将两种技术结合在一起:生产成本将降至$3100以下酒的澄清净化:传统的酒类澄清工艺是添加澄清剂,但其具有一些不良影响。如果采用膜技术对酒进行澄清净化,则可消除这些不良影响。
•  去除丹宁酸和浑浊物:在酒被窖藏以前,它们必须先经过澄清精制,以去除酒中过量的丹宁酸和浑浊物。丹宁酸是一种多酚物质,其形成了酒的颜色和香味;但是如果其含量过高将会形成白灰道和涩味,反而破坏颜色和香味,浑浊物在白酒中最常出现,主要是酒中的蛋白质在一定的pH条件下沉淀而成。传统用于酒类澄清的精制物为皂土和凝聚精制胶。但他们都存在诸多弊端,例如:凝聚精制胶被加入用于沉淀去除丹宁酸,其沉淀物必须经沉淀或过滤去除。皂土被加入用于去除浑浊物:但现在研究发现一些香味成分也同时被去除了。采用UF膜装置去除浑浊物和丹宁酸会产生更高质量的酒。这种酒保持着正常的颜色、香味和芳香族成分。
•  去除酵母:酒被窖藏合理的时间后进行罐装。罐装以前还需经过硅皂土过滤和巴氏灭菌,但是有时侯不能完全将酵母杀死和去除。如果采用膜技术能够保证去除所有的酵母。
下图介绍了膜技术在酿酒中的应用。