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无机膜过滤技术在食品工业中的应用

  硅藻土无机膜过滤盘食品工业是微孔过滤最大的应用和开发市场,现已开发和应用的范围遍及酒类的过滤,如啤酒、白酒、黄酒、葡萄酒、果酒等的过滤除菌与澄清;果汁饮料、明胶和葡萄糖等的澄清过滤;牛奶的过滤除菌;回收啤酒渣等许多领域。    

由于膜技术在食品工业应用中需要涉及清洗和消毒等操作,同时在处理高黏度物料时还需要较高的剪切速度,因此无机膜是合适的选择,无机膜不仅具有使用寿命长,运行稳定,分离效率高等优点,对食品领域而言,可以进行原位蒸汽消毒,这对于保证食品质量是十分重要的。

  膜分离工艺在食品工业中应用的先进性

  与食品工业中应用的传统方法相比,膜技术具有显著的优越性

  1. 节能

  膜分离过程不发生相变化,具有冷杀菌优势,与相变的分离方法和其它分离方法相比,能耗低,且采用洁净能源-电力。因此膜分离技术又称节能技术。

  2. 保持色香味和营养成分

  膜分离过程是在常温下进行,因而特别适用于对热敏感的物质,如果汁、氨基酸、维生素等的分离、分级、浓缩与富集;同时膜分离工艺中物料是在闭合回路中运转,这样减少了空气中氧的影响,而热和氧都对食品加工影响很大;物料在通过膜的迁移过程中也不会发生性质的改变;膜分离过程也可用于冷法杀菌,代替沿袭的加热巴氏杀菌工艺等;所以在膜分离工艺中,可尽可能地不改变产品的色、香、味及营养成分,保持产品的原汁原味

  3. 应用范围广

  只要是大于0.1μm的物质,都可以通过我公司生产的无机膜进行滤除,可以把细菌、酵母和霉菌全部截留,而食品中的有效成分大多能透过膜。

  4. 简化流程和操作

  膜分离过程工艺操作相对简单,容易实现自动化控制,装置占地面积也少,设备维修方便,装置寿命长,三费减少。

  酒类的除菌和澄清微孔过滤应用于酒类的精密过滤,可大大提高酒类的澄明度。应用高分子膜或无机膜,以硅藻土作为助滤剂用于过滤啤酒,来除去啤酒中酵母菌等杂物,已有多年应用历史;用于过滤低度和高度白酒,以有效去除酒中的悬浮物,提高其透明度;用于过滤葡萄酒等其它果酒,以去除其中酵母菌和其它杂质,以及应用于中药药酒的过滤中以取代原先使用的石棉过滤等方法。

  啤酒酿造过程中的澄清和分离

  过滤是啤酒生产过程中提高产品质量的最后重要环节,尤其是当啤酒需长期销售或长期储存时,要求啤酒具有生物安全性和胶体、风味的稳定性。

  无机膜应用于啤酒生产中主要是菌体去除以澄清啤酒和从罐底沉积物中回收啤酒。

  (1) 菌体或微生物的去除

  细菌或微生物的存在会影响啤酒的风味并缩短其保质期,传统的过滤方法是采用硅藻土等进行过滤,该法可以除去酵母和一些细菌,但对细菌的截留去除并不理想,因此,在灌装前还需要采用巴氏杀菌以杀死细菌或微生物,由于涉及高温热处理,往往导致一些芳香化合物的氧化,影响啤酒的风味,同时杀菌后的菌体将残留在啤酒中。

  多孔无机膜在替代巴氏杀菌、直接进行啤酒的澄清过滤方面是一种有广阔前景的新技术,采用该技术可避免啤酒的热处理,既达到除菌澄清的目的,有保证了啤酒的风味和口感。啤酒澄清的新旧工艺比较如下:

  传统工艺:发酵-未滤啤酒离心沉降预澄清-硅藻土过滤-板框过滤-死端过滤器-灭菌过滤器

  微滤技术:发酵-未滤啤酒离心沉降预澄清-微滤制成无菌滤液

  啤酒的澄清过滤中,选择适当的膜孔径非常重要,既要使悬浮物和微生物等在膜过滤时被截留,同时又要考滤过滤后啤酒的颜色、口味及蛋白质等质量指标不发生改变。0.2μm的膜对啤酒中的蛋白质和色素截留率较高,分别达到12%和30%,澄清后啤酒产品的性能变化较大而不能接受,相比之下在同样条件下,0.5μm的膜能使微生物降低到1个/毫升以下的水平,乙酸杆菌的去除率可达99.990%~99.998%,色素截流率只有3%,截留物中氮和总固体含量较少。

  (2) 酵母回收和罐底沉积物中啤酒的回收

  啤酒生产主要有4个步骤:

  用水萃取麦芽化的大麦和其它物料

  加热萃取物至沸腾冷却

  萃取物并加酵母发酵

   澄清

  其中酵母是在发酵后回收的,正常的方法可通过离心分离完成,但采用无机膜过滤技术更具有潜力。

  罐底沉积物中回收啤酒是无机膜在啤酒行业中应用的潜在领域,该沉积物是指被絮凝的液体提取物,含有悬浮固体、胶原微粒、酵母等,并有90%~99%的啤酒,在啤酒生产中有两种形式的罐底沉积物,发酵罐沉积物和陈化罐沉积物,固体含量分别为10~15克/升和40~50克/升。传统的处理方法包括真空过滤、压率及离心分离法,微滤技术因其节约成本,能直接产生清澈的啤酒而不需助滤剂,同时膜过滤可密闭进行,不会使原料液暴露在空气中而使啤酒中溶氧含量低,已经成为一种极具竞争力的替代方法。

  膜过滤罐底沉积物回收啤酒通常是在酵母菌发酵工序之后,回收的澄清啤酒可达整个啤酒产量的5%,截留物中含有浓缩了的酵母油脂,采用膜过滤技术可以节省大量的硅藻土,减少废物排放和购买硅藻土的大量资金。

  


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