據食品科學雜志微信公眾平臺2019年3月15日訊 隨著社會發展以及科學技術的不斷進步，膜過濾這、環保的物理分離技術引起了從事制糖人士的廣泛關注?；谀し蛛x（膜過濾）技術在水處理、發酵、食品、醫藥、化工等眾多領域的出色表現，使得其具有引發未來糖業***的潛能。相比于有機聚合膜，無機膜具有耐高溫（甘蔗汁含有豐富的糖類化合物、氮源、碳源、無機鹽等，且濃度適中，較適合微生物生長，易染菌變質，適合在高溫的條件下處理）、通量大、使用壽命長、耐污染、易再生、耐腐蝕、化學穩定性強等優勢，因而更適合甘蔗汁的過濾澄清。
為進一步提高石灰法制糖清汁的品質，研究采用孔徑為0.04μm的陶瓷超濾膜處理從石灰法制糖沉降池出來的清汁，考察膜過濾過程滲透通量的大小及其對甘蔗汁的澄清效果，并采用掃描電子顯微鏡（SEM）、X-射線能譜儀（EDX）及傅里葉變換紅外光譜儀（FTIR）研究陶瓷膜過濾甘蔗汁時膜污染的形成以及膜污染物的成分，從而開發有效可行的膜清洗方案再生污染膜的性能。廣西大學輕工與食品工程學院的李文、謝彩鋒、雷福厚等人對促進傳統石灰法制糖工藝的升級換代有著重要意義，使得到的高品質原糖不僅可以作為一種可食用的原生態糖銷售，而且回溶生產精制糖時，還可以去除或簡化回溶糖漿的澄清工藝流程、節約生產成本。
1、膜滲透通量
陶瓷膜過濾甘蔗汁（石灰法清汁）能獲得較大的膜滲透通量，過濾30h后，陶瓷膜的滲透通量從350.6L/（m2·h）衰減至160.2L/（m2·h），平均通量為177.8L/（m2·h），能滿足工業化生產的需求。在過濾的初始階段，膜滲透通量衰減迅速是因為此時膜相對潔凈，污染物易在膜表面迅速累積形成濾餅層也易進入膜層內部被網絡所致，當過濾2～6h后，污染物逐步在膜表面形成穩定的濾餅層，同時也進一步阻止污染物進入膜層內部，膜滲透通量便開始緩慢衰減。
2、澄清效果
石灰法清汁經陶瓷超濾膜處理后品質得到進一步提升，簡純度可提高2.01個單位，色值去除率為20.20%，澄清度從79.18%提升至99.98%，并且過濾前后甘蔗汁中的轉光度無顯著差異，表明陶瓷膜不會截留甘蔗汁中的蔗糖分子或對蔗糖分子的截留率低。
3、污染膜表面微觀結構與膜表面成分分析
雖然陶瓷膜已經在適合的操作條件下運行，但是由于膜污染的存在，導致陶瓷膜過濾甘蔗汁的滲透通量不斷衰減。膜污染是膜分離技術在工業應用中不可避免的關鍵問題，通過降低膜過濾的滲透通量，從而影響膜過濾的效率和降低膜成套系統的處理量。
4、膜清洗效果分析
清洗方法效果分析
結果可知，NaOH和NaClO混合溶液對膜通量的恢復效果明顯，而采用工業凈水沖洗及HNO3溶液清洗對膜通量的恢復貢獻要小得多。這也從側面反映了膜污染物的主要成分為有機物。各清洗階段完成后，膜通量恢復率高達98.6%，表明本研究建立的膜清洗方法可有效再生污染膜的性能。
驗證實驗結果
在考察陶瓷膜清洗方法重復性時，共進行21輪實驗，污染膜通量恢復率為95.5～100.3%，平均通量恢復率為97.3%，表明本研究建立的膜清洗方法具有良好的重復性，適合工業化應用。實驗出現通量恢復率大于100%的情況主要是由于實驗誤差所致。
結論
以孔徑為0.04 μm的陶瓷超濾膜處理石灰法制糖的甘蔗澄清汁，在跨膜壓差為0.45～0.50MPa、膜面流速為4.0～4.5m/s及過濾溫度為75～97℃的條件下過濾甘蔗汁30h，膜滲透通量從350.6 L/（m2·h）衰減至160.2 L/（m2·h），平均通量為177.8 L/（m2·h），能滿足工業化生產的需求。
甘蔗汁經陶瓷膜過濾后品質被進一步提升，簡純度可提高2.01 個單位，色素去除率為20.20%，澄清度從79.18%提升至99.98%，并且過濾前后甘蔗汁中的轉光度無顯著差異，表明陶瓷膜不會截留甘蔗汁中的蔗糖分子或對蔗糖分子的截留率低。
研究膜污染形成發現，陶瓷膜過濾甘蔗汁會在膜表面形成一層污染層，膜污染物的主要成分為有機物（如多糖、蛋白質、酯類及酚類等物質），同時還含有少量的Na、Mg、Al、Si、P、Cl、K、Ca及Fe等無機成分。
污染膜依次采用工業凈水、1% NaOH-0.5% NaClO混合溶液、0.5% HNO3溶液清洗，膜通量恢復率均高于95.5%，重復性較好，是一種有效的膜清洗方法。
?。ū疚摹短沾赡こ瑸V凈化石灰法制糖清汁》來自于《食品科學》2019年40卷2期252-258頁，作者：李文、朱瓌之、漆虹、曲睿晶、謝彩鋒、雷福厚、李凱。DOI:10.7506/spkx1002-6630-20180111-145）
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