隨著生活水平的提高，人們越來越關注食醋的澄清問題，但目前采用的澄清食醋的方法總存在一些缺點：自然沉降法處理歷時長且效果差；加沉淀劑法處理會影響食醋風味；加吸附劑雖能有效吸附懸浮物，但食醋易被脫色，風味略有變化；石英砂過濾雖經濟可行，但去除率低；中空纖維超濾膜食醋過濾精度太高，醋的理化指標受到影響；離心過濾無法將體積微小的固形物和絮狀物分離出來，仍有大量沉淀。直到出現無機膜分離技術，尤其是無機陶瓷膜相比其他膜材料，在食品領域的應用中具有化學穩定性好，耐強酸、強堿和微生物侵蝕、耐高溫、易清洗、可消毒處理、力學性能良好等優勢，很適合解決食醋的質量問題。本文采用無機陶瓷膜澄清食醋技術，通過考察操作參數對過濾效果和膜通量的影響，確定了適宜的分離工藝條件，解決了食醋在過濾后貯存過程中產生沉淀的問題。

1 實驗

1.1 膜材料及實驗料液

采用3根19通道的管式三氧化二鋁陶瓷膜，內徑315mm，有效過濾面積0.12㎡，管長1m，平均孔徑分別為200，100，50nm，由實驗室自制；老陳醋料液由山西某醋廠提供。

1.2 實驗裝置及流程

料液加入儲料罐后，經離心泵打入膜組件中，料液在過濾壓差的推動下滲透過膜，滲透液由膜組件側面滲透液出口流出，濃縮液返回儲料罐中循環過濾，由閥門調節控制流速及過濾壓差。

1.3 分析檢測

食醋理化指標分析按GB18186-2000，Q/320700XC36-2001執行；微生物指標分析按GB478，22-1994執行。

2 實驗結果與討論

2.1 膜孔徑的影響

在采用無機陶瓷膜澄清食醋時，膜的孔徑大小對食醋的澄清效果有較大的影響。在實驗中必須根據原料液性質，如酸度、糖分、含膠量、渾濁程度（固體顆粒含量及大?。┻x用適當孔徑的無機陶瓷膜進行食醋澄清工藝研究。

在跨膜壓差0.14MPa，膜面流速2.0m/s的條件下，100nm和50nm的膜，滲透通量比較穩定，但前者的平均值遠大于后者；平均孔徑為200nm的膜，滲透通量初始值較大，但衰減較快。200nm膜的滲透液雖風味未變，但1年內有沉淀現象；100nm和50nm膜的滲透液不但風味未變，而且滲透液2年內無菌無濁，這是因為較小孔徑造成膜阻力增大，致使膜通量減小。雖然細菌的大小一般都在200nm以上，但食醋在錯流過程中，剪切力增大或溫度的升高都會使食醋中雜質的溶解度增大，部分菌體或雜質不能被膜截留而進入滲透側，放置室溫下雜質冷卻析出，導致分離效果變差，所以用200nm的膜澄清食醋滲透液1年內出現沉淀現象。綜合考慮滲透通量、截留效率以及膜的再生，本實驗選用100nm的膜進行澄清食醋研究。

2.2 跨膜壓差的影響

在過濾介質一定的情況下，膜通量的制約因素為跨膜壓差和過濾阻力。本實驗（在料液濃度維持不變，膜面流速2.0m/s的條件下）對不同跨膜壓差下的膜通量以及膜通量隨過濾時間的變化情況進行了研究。

研究結果顯示：跨膜壓差小于0.14MPa時，隨著跨膜壓差的增大，滲透通量線性增大；而跨膜壓差大于0.14MPa時，隨著跨膜壓差的增大，膜滲透通量逐漸減少。這是因為跨膜壓差的變化不但直接影響到了膜滲透通量，而且也使過濾阻力發生了變化，從而間接地影響到了膜滲透通量。隨著跨膜壓差的增大，沉積物的沉降和吸附速率增大，且增大的程度逐漸大于食醋錯流過濾膜面時的剪切力，使膜面形成的濃差極化層不斷變厚、變實，造成外污染；再加上逐漸由膜孔堵塞造成的內污染，使得跨膜壓差大于0.14MPa時，滲透通量隨壓差的增加而下降。

在跨膜壓差0.14MPa的附近范圍：0.13，0.14，0.15MPa時，微小的壓差變化會使通量發生較大的變化，尤其是隨著過濾時間的增加其變化越明顯?？缒翰顬?span style="font-family: Arial;">0.15MPa時，初始通量較大，但其衰減也較0.14MPa和0.13MPa時的快些；0.14MPa時的平均通量較大，其衰減也較緩慢。因此本實驗將跨膜壓差選定為0.14MPa，這樣既可以獲得較高的膜通量，又可減緩膜污染。

2.3 膜面流速的影響

在跨膜壓差0.14MPa，料液濃度維持不變的條件下，隨膜面流速的升高，膜滲透通量基本呈線性增長。這是因為在較大的膜面流速下，流體產生的剪切力帶走了沉積于膜面上的部分顆粒，使膜面極化層減薄，減輕了濃差極化的影響，使過濾阻力減小，從而使膜滲透通量逐漸增大。但是，膜面流速并非越高越好，一方面，過高的膜面流速會使料液的循環量增大而導致動力消耗增大；另一方面，長時間的高膜面速率操作，在使過濾阻力減小的同時，也使膜的承受壓力減小，破壞動態膜的過濾效果，縮短溫度運行的周期。

在實驗研究過程中，對不同膜面流速下滲透液出現沉淀的時間進行了研究。當運行穩定后，膜面流速為2.5m/s和3.0m/s時，透過液分別在一年和半年內出現返渾現象，這說明過濾膜面已被破壞；而膜面流速小于或等于2.0m/s時，透過液兩年內無返渾現象。綜上所述，在保證過濾效果和滿足設計要求的條件下，膜面流速選擇在2.0m/s為宜。

2.4 操作溫度對膜分離過程的影響

膜面流速2.0m/s，跨膜壓差0.14MPa，原料液濃度保持不變的條件下，隨著溫度的升高，膜通量隨之增大，每升高1℃，膜通量增大2%～3%，因為溫度升高，食醋的黏度隨之降低，同時在膜中的擴散系數增大，流動性變好，也可使大分子物質形成的動態膜減薄，降低了形成濃差極化層的傾向，使得食醋透過膜的速率增大。但大于32℃時，醋中的菌類物質易吸收食醋中的營養物質而生長；大于40℃時，會影響食醋中蛋白質的穩定性，且蛋白質分子的吸附隨溫度的增加而加重，會使分離特性發生變化；再者升溫和保溫所需能耗也較大。所以，雖然，高溫過濾時的膜滲透通量較大，但在考慮食醋穩定性與能耗情況下，將實驗溫度選取在30℃以下較為適宜。

2.5 濃縮比的影響

經研究發現：食醋原料液的濃縮倍數對膜滲透通量和透過液質量有很大的影響。在25℃、跨膜壓差0.14MPa、膜面速度2.0m/s的條件下，隨著食醋濃縮倍數的增大，膜通量逐漸下降；這是因為食醋的黏度及其中大分子物質的濃度都逐漸增大，雜質含量增多，使得濃差極化層不斷增厚，造成膜通量不斷下降。濃縮倍數小于4時，膜通量下降幅度較小，大于4時，膜通量下降速度增大。因為初始時，料液的濃度相對較小，濃差極化和膜污染程度較輕；隨著料液濃度逐漸增大，濃差極化和膜污染現象逐漸加重；食醋濃縮至10倍時，通量平均下降30%～40%。為了保持膜的正常運行，提高生產效率，本實驗將濃度倍數確定為9。

3 結論

采用無機陶瓷膜澄清食醋的工藝在技術上是完全可行的，選擇合適的操作參數，其透過液兩年內不出現返渾現象；無機陶瓷膜易再生，不產生二次污染，為食醋的澄清問題找到了比較合理的處理方法。

無極陶瓷膜澄清食醋工藝的較佳操作條件為：膜平均孔徑0.1μm、常溫（30℃以下）、跨膜壓差0.14MPa、膜面流速2.0m/s、濃縮倍數9。