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陶瓷膜过滤器应用于鲜榨果汁过滤

* 来源: * 作者: * 发表时间: 2020-12-20 20:21:42 * 浏览: 6
    近年来鲜榨苹果汁已成为未来苹果汁发展的主要方向,由于技术条件的限制大规模工业化生产还处于试验阶段,风味与营养的保持技术和杀菌工艺是制约鲜榨苹果汁技术发展的瓶颈。膜过滤工艺在常温条件下进行,不涉及加热过程,不改变苹果汁的风味和营养成分,尤其是热敏性成分,是极具发展前景的鲜榨苹果汁除菌与澄清新技术。
    虽然有机膜在果汁的澄清工艺中已经得到了广泛应用,但是由于其结构和制造材料的限制,不能在膜通量下降后使用强酸、强碱或强氧化剂作为清洗剂使其恢复,而陶瓷膜对强酸、强碱或强氧化剂具有极强的稳定性,其应用的温度范围可高达500℃,pH值范围为0~14,可以使用各种腐蚀性化学试剂、有机溶剂或高热蒸汽去除膜内污染物,保证了膜通量可以维持在高水平。理论上讲,利用陶瓷膜可以生产出浊度低、生物稳定性好的高品质鲜榨苹果汁,国外在这方面已经开展了一些研究。JohannesdeBruijna等人[1]对1.5×104u和5.0×104u的氧化锆超滤陶瓷膜过滤苹果汁过程中的膜污染情况和滤后果汁质量进行了研究,发现较高膜面流速(7m?s)和较低跨膜压力(150kPa)下膜污染程度较低,超滤可以制得满足商业要求的高质量的苹果汁。
    Bruijn等人[2]对1.5×104u和5.0×104u的Carbosep陶瓷膜超滤苹果汁过程的膜污染情况、过滤通量和滤后果汁质量进行了研究,确定了膜过滤的操作条件,果汁经过贮藏试验后质量符合要求。Vladisavljevic利用TechSepCarbosep的300、50和30u的陶瓷膜在跨膜压力为100~400kPa,温度为20~55℃膜面流量为100~900mL?min的范围内对苹果汁进行了过滤试验,确定了稳态通量下的压力和其它操作条件,制得了澄清度和色度都较好的高质量果汁。但是从目前的研究结果看,浊度高、褐变严重和难以保证滤后无菌是利用膜过滤生产鲜榨苹果汁出现的主要问题,而且大多数研究属于实验室规模的小型试验,果汁通量较低,不能满足大规模工业化生产的要求,利用高通量高精度超滤陶瓷膜生产鲜榨苹果汁的研究还未见报道[4]。
    采用高精度的无机陶瓷膜,在中试规模层面上通过研究跨膜压力、膜面流速、过滤温度对膜通量的影响规律,优化陶瓷膜过滤过程的操作条件,通过考察陶瓷膜过滤后果汁的澄清和除菌效果,以期生产出符合国家果汁的质量标准的高质量鲜榨苹果汁。
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