无机陶瓷膜澄清食醋的工艺研究

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1、图书分类号TQ028．8UD＆Y901《35蜜鲤玉硕士学位论文高碾指导教师(姓名、职称)刘有智教授申请学位级别王堂亟±专业名称一丝堂王茎论文提交日期2Q鳗年Q3月!!日论文答辩日期兰!鱼年曼月生日学位授予日期年——月——日论文评阅人垒蔓二：塾芝筮答辩委员会主席冬酶牟2006年03月01日注l：注明《国际十进分类法UDC)的分类中北大学学位论文无机陶瓷膜澄清食醋的工艺研究摘要本论文综述了无机陶瓷膜澄清食醋的国内外研究情况：无机陶瓷膜澄清食醋具有耐酸、耐碱、抗微生物侵蚀、能耗低等优势，近年来得到了国内外一些学者的研究，但由于存在浓差极化和

2、膜污染此类必然和普遍存在的问题，从而使产量减少、投资增大，限制了其应用及工业化。本论文以开发陶瓷膜澄清食醋的应用技术为研究背景，以降低浓差极化和膜污染、提高膜通量、降低投资为目的，对陶瓷膜澄清含有菌体和沉淀的浑浊食醋的工艺展开系统研究，为其工业化提供基础研究依据。在综合比较各种传统的和新型的澄清食醋方法的优缺点的基础上，选择了将传统澄清食醋的方法(石英砂过滤)和新型膜分离技术相结合的工艺过程澄清食醋，即先选择石英砂预处理食醋后，再由陶瓷膜进一步澄清。研究证明此工艺过程可以在保留食醋中有效成分、保证澄清效果的前提下减轻膜污染、增大平均膜

3、通量(由28L／m2h增大至35L／m2h)，而且膜的再生也变得容易。石英砂预处理食醋过程中研究了石英砂粒径、过滤压力、滤速、床层高度对过滤效果的影响以及清洗砂床的方法和技术，确定出石英砂预处理食醋的适宜的工艺条件。选择了澄清效果好且平均膜通量相对较大、衰减相对缓慢的80nm的口一Al，03膜澄清预处理后的食醋。确定了陶瓷膜澄清食醋适宜的工艺条件。检验过滤后的食醋各方面指标，均符合GBl8187．2000《酿造食醋》标准。使用SEM扫描电镜、EDAX能谱分析和显微镜观察，结合造成食醋浑浊的原因和影响因素，推测出陶瓷膜澄清食醋过程中所积

4、累的污染物成份主要是微生物和有机物及少量的无机物造成的污染。选用堵塞模型分析和计算出这些污染物在膜分离过程中的污染情况和污染机理，其中凝胶层阻力所占总阻力的比例最大，约占50～53％。凝胶层是浓差极化层不断形成、覆盖和不断压实的结果。因此，从减轻浓差极化层着手，结合本实验所处理的体系，在膜分离过程中采取气体液体反向冲洗膜面和膜孔的方法来控制膜污染，但带来的效果不明显。而前置预处理食醋的工序则是一种很好的减轻浓差极化、中北大学学位论文控制膜污染的方法。研究了清洗用水对清洗效果的影响，认为在清洗膜和配制清洗液时，最好使用纯度高的清洗用水(

5、如蒸馏水)，以提高化学清洗的效果。根据推测出的污染物成份，研究了清洗剂及其单步和多步清洗的清洗效果，得出0．1％NaOH+O．2％H202+0．1％H2S04的多步清洗的效果最好，在污染程度79％时，膜通量恢复率达到97％。但碱洗和酸洗的顺序不能颠倒，否则效果只能和碱洗的效果相当。通过新膜和清洗前后的污染膜SEM照片对照，证实了清洗效果。同时确定出适宜的清洗条件。按年产6000吨的精品醋进行经济分析。陶瓷膜澄清食醋时前置预处理工序相比单独膜澄清食醋时的膜费用减少49000元，过程总投资减少48380元，年平均费用减少4692元。陶瓷膜

6、澄清食醋的成本减少为39．7元／吨，年销售利润可达75357600元。系统运行两年，运行稳定。该工艺过程无论是从处理效果和效率，还是从经济效益上均一定程度的解决了由于膜污染带来的工业化难题。关键词陶瓷膜，超滤，食醋，膜污染，预处理，石英砂II中北大学学位论文StudiesOilVinegarClarificationUseCeramicMembraneABSTRACTDevelopmentofvinegarclarificationuseceramicmembraneswasnecessaryinthepaperapplyingcer

7、amicmembranesinclarificationofvinegarwhichhavebacterium，suspendimentandsedimentationhavesomeadvantagessuchasresistacid，alkalianddetergentetc．thathasbeenstudiedinrecentyears．Butitindustralizerestricttybecauseofconcentrationpolarizationandmembranefoulingonthemembraneproce

8、ssthatleadingtothedeclineofproductivityandriseupofinvest．Toreducemembranefouling，promotepermeationfluxandreduc