目前,國內生產原糖的傳統工藝為化學沉淀法,其生產工藝段主要包括預灰、化學絮凝沉淀(加入20 ppm聚丙烯酰胺)和蒸發結晶。采用該工藝制備的原糖,含有糖汁中的泥汁和膠體,其純度不高,且存在一定安全隱患。
陶瓷納濾膜工藝優點:
1.無絮凝劑工藝,無化學殘留。
2.清汁色度明顯降低,產品質量提高。
3.自動化程度提高,人力成本降低。
4.原生態糖,安全健康。
甘蔗混合汁原液(左)和經陶瓷納 濾膜過濾后的滲透液(右)照片 | 陶瓷納濾膜過濾混合汁的通量穩定性 (連續運行36小時) |
部分過程參數指標
pH | 錘度(oBX) | 簡純度(%) | 色值(IU) | 濁度(NTU) | |
甘蔗混合汁 | 6.89 | 17.77 | 92.97 | 3000 | 1100 |
陶瓷納濾膜清汁 | 6.84 | 17.02 | 90.48 | 1800~2000 | <1 |
過濾溫度90℃,過濾壓力4 bar,濃縮10倍以上,陶瓷納濾膜過程平均通量可達80~100 L·m-2·h-1。 陶瓷膜過濾后的清汁色度降低30%~40%。 |
傳統工藝與陶瓷納濾膜工藝對比
生產成本(元/噸) | 化學試劑添加 | |
傳統工藝 | ~70 | 聚丙烯酰胺 |
陶瓷納濾膜工藝 | ~70 | 無 |
陶瓷納濾膜技術生產成本與傳統技術基本一致,品質達到原生態,安全又健康。 |
目前,國內生產白砂糖的傳統工藝為磷酸亞硫酸法,精制工藝段主要包括預灰、硫薰中和(25 mg SO2 /100 mL 料液)和化學絮凝沉淀(加入20 ppm聚丙烯酰胺)。采用該工藝制備的食糖,其二氧化硫殘存量為~30 mg/kg,降低了糖的品質,且存在安全隱患。
陶瓷納濾膜工藝優點:
1.無絮凝劑工藝,無化學殘留。
2.減少90%石灰乳加入量(碳飽充工藝段)。
3.自動化程度提高,人力成本降低。
4.原生態糖,安全健康。
甘蔗混合汁原液(左)和經陶瓷納 濾膜過濾后的滲透液(右)照片 | 陶瓷納濾膜過濾甘蔗混合汁的通量穩定性 |
部分過程參數指標
pH | 錘度(oBX) | 簡純度(%) | 色值(IU) | 濁度(NTU) | |
甘蔗混合汁 | 5.04 | 10.5 | 79.07 | 3160 | 1167 |
陶瓷納濾膜清汁 | 5.49 | 9 | 80.63 | <1000 | <1 |
過濾溫度60~80℃,過濾壓力8 bar,濃縮7倍以上,陶瓷膜的過程平均通量可達100 L·m-2·h-1。 陶瓷膜過濾后的清汁色度明顯降低,制出的糖可達到一級白砂糖的標準。 |
傳統工藝與陶瓷納濾膜工藝對比
生產成本(元/噸) | 化學試劑添加 | |
傳統工藝 | ~100 | 石灰、二氧化硫和聚丙烯酰胺 |
陶瓷納濾膜工藝 | ~70 | 無 |
陶瓷納濾膜技術節省生產成本約30 %,品質達到原生態,安全又健康。 |
甜菊糖是一種具有不參與人體內代謝、高甜度和低熱值等特點的天然甜味劑,適宜像肥胖癥、齲齒、糖尿病和高血壓等不適宜攝入大量糖類的人群食用。目前,國內甜菊糖純化技術一般為絮凝二次壓濾法。該方法主要使用大量石灰和硫酸亞鐵,達到除雜和脫色效果。由于體系中引入大量的無機金屬離子,存在固廢量大、后段工藝中管道易結垢和后處理難度增大等問題。
陶瓷納濾膜工藝優點:
絮凝劑用量減少75%。
自動化程度提高,人力成本降低。
產品品質提升。
固廢處理成本大幅降低。
甜葉菊水提液(上)和經陶瓷納 濾膜過濾后的滲透液(下)照片 | 陶瓷納濾膜過濾甜葉菊水提液的通量穩定性 |
部分過程參數指標
參數 | 操作壓力(MPa) | 過程平均通量( L·m-2·h-1) | 糖苷收率(%) | 糖苷純度(%) | 糖苷吸光度
| 糖苷透過率(%) |
指標 | 0.4 | 182 | 88.4 | 89.3 | 1.3 | ≥90 |
陶瓷納濾膜工藝可以有效去除甜葉菊水提液中的大部分雜質和部分色素,提高料液的質量。糖苷的純度和吸光度滿足企業對產品質量的要求。 |
傳統工藝與陶瓷納濾膜工藝對比
絮凝劑用量(%) | 糖苷純度(%) | 唐苷收率(%) | |
---|---|---|---|
傳統工藝 | ~2 | 87.2 | <85 |
陶瓷納濾膜工藝 | ~0.5 | 89.3 | 86.1 |
與絮凝-二次壓濾工藝相比,采用絮凝-陶瓷超濾膜耦合工藝,一方面,可以提高糖苷樣品的純度2.4%,收率提高~2 %。另一方面,大幅降低絮凝劑FeSO4的添加量(75%),后段固廢處理量降低75%。 |
菊粉是一種十分理想的功能性食品配料,具有控制血脂、降低血糖、促進礦物質吸收、護肝等功效。目前傳統工業提取過程一般為:在洋姜浸提液中加入石灰,蛋白析出,經過50nm陶瓷膜濃縮并除去析出的蛋白后,再經有機膜脫鹽。在實際生產過程中,存在以下問題:(1)料液中加入石灰后析出的大量蛋白,極易堵塞50nm陶瓷膜通道,通量急劇衰減,需頻繁洗膜;(2)料液中未完全反應的石灰,進入有機膜時會繼續絮凝析出蛋白,導致膜孔堵塞,使有機膜失效。
原液(左1)、不加石灰工藝經陶瓷納濾膜過濾后的滲透液(左2) 、濃縮液(左3)及加入石灰工藝經50nm陶瓷膜過濾后的滲透液(左4)的對比
陶瓷納濾膜處理洋姜提取液的過程通量隨時間的變化
部分過程參數指標
參數 | 進口壓力(MPa) | 操作溫度(℃) | 膜面流速 | 過程平均通量 (L·m-2·h-1) | 蛋白去除率(%) |
指標 | 0.6 | 40~60 | 3~5 | 100 | 40~60 |
50nm陶瓷膜工藝與陶瓷納濾膜工藝對比
過程平均通量 (L·m-2·h-1) | 蛋白去除率(%) | |
50nm陶瓷膜 | 200~300 | - |
陶瓷納濾膜 | 100 | 40~60 |
與50nm陶瓷膜工藝相比,采用陶瓷納濾膜處理洋姜提取液,可有效去除蛋白,滿足后續生產需求。同時,料液中無石灰加入,可避免后段工藝中出現有機膜堵塞現象。 |
苦蕎主要含有機酸類、氨基酸、黃酮類、蛋白質、多肽及鎂、硒等微量元素,具有降血糖、降血脂、降膽固醇等功效。目前工業提取過程一般為:苦蕎黃酮提取液經固液分離和濃縮后,采用大孔樹脂吸附法 對提取液進行純化。在樹脂吸附過程中,存在生產周期長和分離精度相對較低等問題,導致產品質量較低,生產成本較高。
陶瓷納濾膜工藝優點