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目前，國內生產(chǎn)原糖的傳統工藝為化學(xué)沉淀法，其生產(chǎn)工藝段主要包括預灰、化學(xué)絮凝沉淀（加入20 ppm聚丙烯酰胺）和蒸發(fā)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(yōu)點(diǎn)：
1.無(wú)絮凝劑工藝，無(wú)化學(xué)殘留。
2.清汁色度明顯降低，產(chǎn)品質(zhì)量提高。
3.自動(dòng)化程度提高，人力成本降低。
4.原生態(tài)糖，安全健康。
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甘蔗混合汁原液(左)和經(jīng)陶瓷納 濾膜過(guò)濾后的滲透液(右)照片 | 陶瓷納濾膜過(guò)濾混合汁的通量穩定性 （連續運行36小時(shí)） |
部分過(guò)程參數指標
pH | 錘度（oBX） | 簡(jiǎn)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(guò)濾溫度90℃，過(guò)濾壓力4 bar，濃縮10倍以上，陶瓷納濾膜過(guò)程平均通量可達80~100 L·m-2·h-1。 陶瓷膜過(guò)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(chǎn)成本(元/噸) | 化學(xué)試劑添加 | |
傳統工藝 | ~70 | 聚丙烯酰胺 |
陶瓷納濾膜工藝 | ~70 | 無(wú) |
陶瓷納濾膜技術(shù)生產(chǎn)成本與傳統技術(shù)基本一致，品質(zhì)達到原生態(tài)，安全又健康。 | ||
目前，國內生產(chǎn)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(xué)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(zhì)，且存在安全隱患。
陶瓷納濾膜工藝優(yōu)點(diǎn)：
1.無(wú)絮凝劑工藝，無(wú)化學(xué)殘留。
2.減少90%石灰乳加入量（碳飽充工藝段）。
3.自動(dòng)化程度提高，人力成本降低。
4.原生態(tài)糖，安全健康。
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甘蔗混合汁原液(左)和經(jīng)陶瓷納 濾膜過(guò)濾后的滲透液(右)照片 | 陶瓷納濾膜過(guò)濾甘蔗混合汁的通量穩定性 |
部分過(guò)程參數指標
pH | 錘度（oBX） | 簡(jiǎn)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(guò)濾溫度60~80℃，過(guò)濾壓力8 bar，濃縮7倍以上，陶瓷膜的過(guò)程平均通量可達100 L·m-2·h-1。 陶瓷膜過(guò)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(chǎn)成本(元/噸) | 化學(xué)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(wú) |
陶瓷納濾膜技術(shù)節省生產(chǎn)成本約30 %，品質(zhì)達到原生態(tài)，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(diǎn)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(lèi)的人群食用。目前，國內甜菊糖純化技術(shù)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(wú)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(wèn)題。
陶瓷納濾膜工藝優(yōu)點(diǎn)：
絮凝劑用量減少75%。
自動(dòng)化程度提高，人力成本降低。
產(chǎn)品品質(zhì)提升。
固廢處理成本大幅降低。
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甜葉菊水提液(上)和經(jīng)陶瓷納 濾膜過(guò)濾后的滲透液(下)照片 | 陶瓷納濾膜過(guò)濾甜葉菊水提液的通量穩定性 |
部分過(guò)程參數指標
參數 | 操作壓力（MPa） | 過(guò)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(guò)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(zhì)和部分色素，提高料液的質(zhì)量。糖苷的純度和吸光度滿(mǎn)足企業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)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(jìn)礦物質(zhì)吸收、護肝等功效。目前傳統工業(yè)提取過(guò)程一般為：在洋姜浸提液中加入石灰，蛋白析出，經(jīng)過(guò)50nm陶瓷膜濃縮并除去析出的蛋白后，再經(jīng)有機膜脫鹽。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中，存在以下問(wèn)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(jìn)入有機膜時(shí)會(huì )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(jīng)陶瓷納濾膜過(guò)濾后的滲透液(左2) 、濃縮液(左3)及加入石灰工藝經(jīng)50nm陶瓷膜過(guò)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(guò)程通量隨時(shí)間的變化
部分過(guò)程參數指標
參數 | 進(jìn)口壓力(MPa) | 操作溫度(℃) | 膜面流速 | 過(guò)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(guò)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(mǎn)足后續生產(chǎn)需求。同時(shí)，料液中無(wú)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(lèi)、氨基酸、黃酮類(lèi)、蛋白質(zhì)、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(yè)提取過(guò)程一般為：苦蕎黃酮提取液經(jīng)固液分離和濃縮后，采用大孔樹(shù)脂吸附法 對提取液進(jìn)行純化。在樹(shù)脂吸附過(guò)程中，存在生產(chǎn)周期長(cháng)和分離精度相對較低等問(wèn)題，導致產(chǎn)品質(zhì)量較低，生產(chǎn)成本較高。
陶瓷納濾膜工藝優(yōu)點(diǎn)
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