酿酒工业中GE膜技术的应用
2015-10-27 11:38:28 来源：GE
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。*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*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*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。
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