Ⅰ 陶瓷膜的应用
陶瓷膜的研究始于20世纪40年代,其发展可分为3个阶段:用于铀的同位素分离的核工业时期,以无机微滤膜和超滤膜为主的液体分离时期,以及以膜催化反应为核心的全面发展的时期。20世纪80年代初期成功地在法国的奶业和饮料(葡萄酒、啤酒、苹果酒)业推广应用后,陶瓷膜分离技术和产业地位逐步确立,应用也已拓展至食品工业、生物工程、环境工程、化学工程、石油化工、冶金工业等领域,成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术。1998年网上公布的膜和膜设备生产厂家及经营公司达452家,其中金属膜厂50家,陶瓷膜生产厂94家。
因开发时期较晚且成本高昂,无机分离膜领域所占的市场份额还比较小,1997年美国无机膜市场销售额为1亿美元,其中陶瓷膜占80%左右,仅占膜市场的9%。另据估计,2004年世界陶瓷膜的市场销售额约超过100亿美元,无机膜的市场占有率占12%。由于陶瓷膜在精密过滤分离中的成功应用,其市场销售额以30%的年增长率发展。
我国无机膜的研究始于20世纪80年代末,通过国家自然科学基金以及各部委的支持,以南京工业大学为代表的陶瓷膜研究团队已经能在实验室规模制备出无机微滤膜及超滤膜等,反应用膜以及微孔膜也正在开发中。进入90年代,原国家科委(现科学技术部)对无机陶瓷膜的工业化技术组织了科技攻关,推进了陶瓷微滤膜的工业化进程。国家“863”计划也将“无机分离催化膜”项目列入其中。截至20世纪初,我国已初步实现了多通道陶瓷滤膜的工业化生产,并在相关的工业过程中获得了成功的应用。2002年第七届国际无机膜大会在中国召开,标志着我国的无机膜研究与工业化工作已进到国际领先水平。
经过十多年的发展,我国的无机陶瓷膜行业已经具备世界领先的技术,行业内领先企业的技术实力和产品品质已经达到了国际一流的水平。行业内企业从无到有,企业产值也从起初的百万元已经发展到数亿元的规模,2010-2012年国内无机陶瓷膜成套装备安装面积合计约为12万平方米。据测算,2012年全年,我国的无机陶瓷膜及成套装备的市场总量约为5~6亿元人民币规模,其中国内生产企业的市场份额约为70%,已经在生物发酵、食品饮料、化工和水处理领域的应用具备一定的规模。
Ⅱ RO膜可以过滤酱油醋吗
调味品酱油和醋的过滤分离、除菌、除杂,传统工艺大多数采用板框过滤或水平过滤机过滤,也有部分企业使用过中空纤维过滤膜分离过滤。由于酱油粘度高,污染重,这几种过滤方式都不能满足厂家要求,要么过滤效果差,劳动强度大,要么寿命短,达不到调味品厂家过滤分离、除菌、除杂要求,经常出现质量事故,产品质量无法保证。
全自动连续运行除菌、除杂超滤膜分离过滤系统,不但可以除菌、除杂,使过滤的酱油或醋澄清透亮,截留掉悬浮物,同时还不截留小分子蛋白、有机酸、色素、香味等有效成份,各项过滤性能指标达到国际先进水平。
目前有多套这样的连续除菌过滤全自动超滤膜分离过滤系统在某大型调味品公司稳定运行数年,膜寿命长于2年,过滤每吨酱油耗电约1-2度,不产生废水。所有的净水机里的RO膜都是一个作用,物理过滤,脱盐。 RO也就是反渗透,主要材质是聚酰胺复合膜,是一种极致密的半透膜。通过外压,可以把纯水从溶液中分离出来,排掉富含杂质和盐分的废水。一般RO膜的主要作用是脱盐,去除水中盐分,但是因为除水分子的小离子都能去除,所以实际使用时这个膜可以去除水中所有杂质。工业膜一般脱盐率99%以上,家用机至多90%。
Ⅲ 膜技术的膜分离
膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜,其过滤精度较低,选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别,下图简单示意了四种不同的膜分离过程:(箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留): 微滤(MF) 又称微孔过滤,它属于精密过滤,其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类,有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征,微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物,以达到净化、分离、浓缩的目的。
对于微滤而言,膜的截留特性是以膜的孔径来表征,通常孔径范围在0.1~1微米,故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤(UF) 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.05μm至1000μm之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术,超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,以超滤膜为过滤介质,在一定的压力下,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。
对于超滤而言,膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征,通常截留分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
既可除去水中病菌、病毒、热源、胶体、COD等有害物质,又可透析对人体有益的无机盐,已广泛应用于牛奶脱脂、果汁浓缩、黄酒纯化、白酒陈化、啤酒除菌、味精提纯 、蔗糠脱色、氨基酸浓缩、酱油除菌等生产中,而且还广泛应用于医疗针剂水、输液水、洗瓶水、外科手术洗洁水的制备。因其克服了蒸馏水中含有细菌尸体的缺点,且具有生物活性,所以更有利于病人恢复健康而备受医学界推崇。
富氧膜以其分离气体的特殊功能,产生富氧空气,目前广泛应用于医院、养鱼场、工业发酵与氧化等场所,尤其在高山缺氧地区特别需要。 膜技术正在把我们的生活带入一个更新的时代。 浓缩提纯技术---纳滤膜技术。纳滤(NF) 是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术, 其截留分子量在80~1000的范围内,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。
对于纳滤而言,膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征,通常截留率范围在60~90%,相应截留分子量范围在100~1000,故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离,实现脱盐与浓缩的同时进行。
浓缩提纯工艺上主要采用截留分子量在100~1000Dal的纳滤膜。纳滤膜对二价离子,功能性糖类,小分子色素,多肽,头孢菌素等物质的截留性高于98%,而对一些单价离子,小分子酸碱,醇等有30-50%的透过性能,常用于溶质的分级,溶液中低分子物质的洗脱和离子组分的调整,溶液体系的浓缩等流体物质的分离、精制、浓缩、脱盐等工艺过程中。比如结晶母液的回收,树脂解析液的浓缩,热敏性物质的浓缩纯化等。
纳滤膜分离技术常被用于取代传统的冷冻干燥、薄膜蒸发、离子交换除盐、树脂工艺浓缩、中和等工艺过程。
浓缩提出技术可采用的膜组件主要有:卷式膜,管式膜,中空纤维膜。
采用纳滤膜分离技术浓缩提纯的优点:
1. 浓缩纯化过程在常温下进行,无相变,无化学反应,不带入其他杂质及造成产品的分解变性,特别适合于热敏性物质。
2. 可脱除产品的盐分,减少产品灰分,提高产品纯度,相对于溶剂脱盐,不仅产品品质更好,且收率还能有所提高。
3. 工艺过程收率高,损失少4. 可回收溶液中的酸,碱,醇等有效物质,实现资源的循环利用
5. 设备结构简介紧凑,占地面积小,能耗低
6. 操作简便,可实现自动化作业,稳定性好,维护方便。 反渗透(RO) 是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而截留离子物质或小分子物质的选择透过性,以膜两侧静压为推动力,而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分,因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ,而成为海水和苦咸水淡化,以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。
反渗透的截留对象是所有的离子,仅让水透过膜,对NaCl的截留率在98%以上,出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质,也即能截留所有的离子,在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。 基本流程
由于膜分离过程是一种纯物理过程,具有无相变化,节能、体积小、可拆分等特点,使膜广泛应用在发酵、制药、植物提取、化工、水处理工艺过程及环保行业中。对不同组成的有机物,根据有机物的分子量,选择不同的膜,选择合适的膜工艺,从而达到最好的膜通量和截留率,进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。
Ⅳ 膜技术的应用
随着膜技术的不断发展,膜技术在很多发面得到广泛的应用: 1. 电力;
2.电子;
3.化工医药;
4.轻工;
5.生物;
6.食品饮料;
7.市政;
8.环保等行业。
它的应用范围广、产业关联度大。 PF超滤膜与微滤膜分离范围比较
在水处理领域中,超滤技术可以除去水中的细菌、病毒、热源和其它胶体物质,因此用于制取电子工业超纯水、医药工业中的注射剂、各种工业用水的净化以及饮用水的净化。在食品工业中,乳制品、果汁、酒、调味品等生产中逐步采用超滤技术,如牛奶或乳清中蛋白和低分子量的乳糖与水的分离,果汁澄清和去菌消毒,酒中有色蛋白、多糖及其它胶体杂质的去除等,酱油、醋中细菌的脱除,较传统方法显示出经济、可靠、保证质量等优点。
在医药和生物化工生产中,常需要对热敏性物质进行分离提纯,超滤技术对此显示其突出的优点。用超滤来分离浓缩生物活性物(如酶、病毒、核酸、特殊蛋白等)是相当合适的从动、植物中提取的药物(如生物碱、荷尔蒙等),其提取液中常有大分子或固体物质,很多情况下可以用超滤来分离,使产品质量得到提高。
在废水处理领域,超滤技术用于电镀过程淋洗水的处理是成功的例子之一。在汽车和家具等金属制品的生产过程中,用电泳法将涂料沉积到金属表面上后,必需用清水将产品上吸着的电镀液洗掉。洗涤得到含涂料1~2%的淋洗废水,用超滤装置分离出清水,涂料得到浓缩后可以重新用于电涂,所得清水也可以直接用于清洗,即可实现水的循环使用。目前国内外大多数汽车工厂使用此法处理电涂淋洗水。
超滤技术也可用于纺织厂废水处理。纺织厂退浆液中含有聚乙烯醇(PVA),用超滤装置回收PVA,清水回收使用,而浓缩后的PVA浓缩液可重新上浆使用。
随着新型膜材料(功能高分子、无机材料)的开发,膜的耐温、耐压、耐溶剂性能得以大幅度提高,超滤技术在石油化工、化学工业以及更多的领域应用将更为广泛。
微滤的应用
微滤主要用于除去溶液中大于0.05μm 左右的超细粒子,其应用十分广泛,在目前膜过程面业销售额中占首位。
在水的精制过程中,微滤技术可以除去细菌和固体杂质,可用于医药、饮料用水的生产。在电子工业超纯水制备中,微滤可用于超滤和反渗透过程的预处理和产品的终端保安过滤。微滤技术亦可用于啤酒、黄酒等各种酒类的过滤,以除去其中的酵母、霉菌和其它微生物,使产品澄清,并延长存放期。微滤技术在药物除菌、生物检测等领域也有广泛的应用。
Ⅳ 超滤膜为什么不能过滤酱油呢
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澄清酱油过程中超滤膜技术的应用
2017-12-15 14:41
酱油主要由大豆,淀粉、小麦、食盐经过制油、发酵等程序酿制而成的。以咸味为主,亦有鲜味、香味等。它能增加和改善菜肴的口味,还能增添或改变菜肴的色泽。我国人民在数千年前就已经掌握酿制工艺了。关于,它的澄清与制成受到各界的广泛关注。那么,用什么技术澄清酱油最好呢?
利用超滤技术进行酱油的澄清除菌,可以获得高澄清度优质酱油。由于超滤膜的选择性,酱油中的氨基酸,盐,有机酸等小分子风味物质透过膜。其他的大分子物质如微生物菌体,大分子蛋白质,杂质颗粒沉淀等则被截留,从而获得澄清透明的酱油。而且,不容易被污染,成本低,资金节约,是非常重要的因素。
Ⅵ 超滤设备的超滤设备用途
rightleder◆莱特.莱德 矿泉水:在矿泉水制造中,应用超滤技术,在工程设计中,将根据矿泉回水的水源水质分析报答告,针对性地选择膜的孔径和膜的类型,设计超滤设计。◆食品:乳制品、果汁、酒、调味品等食品的生产中逐步采用超滤技术,如牛奶或乳清中蛋白和低分子量的乳糖与水的分离,果汁澄清和去菌消毒,酒中有色蛋白、多糖及其它胶体杂质的去除等,酱油、醋中细菌的脱除,较传统方法显示出经济、可靠、保证质量等优点。◆医药:在医药和生物化工生产中,常需要对热敏性物质进行分离提纯,超滤技术对此显示其突出的优点。用超滤来分离浓缩生物活性物(如酶、病毒、核酸、特殊蛋白等)是相当合适的从动、植物中提取的药物(如生物碱、荷尔蒙等),其提取液中常有大分子或固体物质,很多情况下可以用超滤来分离,使产品质量得到提高。◆纯水、超纯水:工业用水的初级纯化,纯水超纯水制备RO预处理,纯水、超纯水终端处理。◆环保:工业废水深度处理,城市中水回用系统,电泳漆、油品的回收。◆发酵:生化发酵液分离与精制、酶的浓缩与精制、糖及木糖醇澄清过滤。
Ⅶ 安装超滤膜能达到什么效果
安装超滤膜达到的效果分为几个方面,这取决您超滤膜安装的哪个领域,所产生的效果也不一样
1、比如安装在饮水中。原水当中的胶体,微生物(大肠杆菌之类)、浊度,铁锈等物质都可以被超滤膜截留住,保证了出水的水质
2、超滤膜安装在一些,酶制剂浓缩,提纯净化,酒、酱油醋的澄清去除浊度,都可以达到这样的效果
你要告诉我你安装哪方面了的,才会有对应的效果!
希望能帮助到您
Ⅷ 过滤介质类型,常见的过滤介质有哪几种
常见的过滤介质:
①粒状介质:如焦炭,石砾,细砂,锯屑,活性炭,玻璃渣,酸性白土等;常用于过回滤固相含量较少的悬浮液答,如水的过滤和糖的脱色等。
②织物状介质:包括不锈钢丝、铜丝或镍丝等各种金属滤布及非金属织物(天然纤维布和合成纤维布),常用于含固量较大的悬浮液的过滤如淀粉糖浆、酱油、糖液、酒类等的过滤。
③多孔固体介质:多孔陶瓷,多孔玻璃,多孔塑料,不锈钢粉末冶金等;常用于过滤含有少量微粒的悬浮液;如白酒、糖液、水的过滤。
工业上常见介质:刚性多孔烧结金属板;多孔陶瓷;金属丝编织物;多孔塑料薄膜;天然纤维滤布和合成纤维滤布;松散粉粒;超滤膜。
Ⅸ 饮料生产线的饮料设备种类
不同的饮料生产工艺需要不同的饮料机械设备,下面介绍几种在饮料生产过程中通用的和常用的机械设备。 水是饮料生产中用料最大的原料,而且水质的优劣对饮料的品质影响极大。因此,必须对水进行处理以满足工艺要求。通常按其作用把水处理设备分为三类:水的过滤设备、水的软化设备和水的消毒杀菌设备。
(一)水过滤设备
(1)砂石过滤设备(多介质过滤设备) 砂石过滤器(多介质过滤器)是以成层状的无烟煤、砂、细碎的石榴石或其他材料为床层的机械过滤设备,其原理为按深度过滤水中不同颗粒度的颗粒,较大的颗粒在顶层被去除,较小的颗粒在过滤器介质的较深处被去除,从而使水质达到粗过滤后的标准,降低水的SDI(污泥密度指数)值,满足深层净化的水质要求。
(2)活性炭过滤器 活性炭具有吸附作用,还有一定的除浊作用,活性炭过滤器的主要结构和布置形式与砂石过滤器相似。因此,活性炭吸附也称为活性炭过滤。活性炭过滤主要用于水中有机杂质和水中分子状的胶体微小颗粒杂质,也可用于脱氯等。
(3)砂芯棒过滤器 砂芯棒过滤器亦称为砂滤棒过滤器,在水处理设备中已有定型产品。主要适用于处理水量较少、水中只含有有机物、细菌及其他杂质的水处理。
(4)微孔过滤器 微孔过滤是新型的膜分离技术。它可滤除滤液、气体的0.01μm以上微粒和细菌。其特点是高捕捉能力、过滤面积大、使用寿命长、过滤精度高、阻力小、机械强度大、无剥离现象、抗酸碱能力强、使用方便。此滤器能滤除绝大部分微粒,所以广泛应用于精滤和除菌工艺。
(二)水软化设备
(1)离子交换器 离子交换器是水处理中常用的一种装置,它可以通过选择一定的流程,使水软化或除盐。其主要是利用一些离子交换剂把原水中不需要的离子暂时固着,使水中这些离子的含量降低到所要求的程度。被交换剂固着的离子,在再生液中被释放出来,交换剂又可重新使用。也就是说,其实质是不溶性的电解质(树脂)与溶液中的另一种电解质进行的物理化学反应,亦即树脂上的可交换离子与溶液中的其他同性离子的交换反应。
(2)电渗析器 电渗析在工业上作为一种分离、浓缩、提纯和回收工艺的新技术,广泛应用于化工、制药、食品等行业,在食品工业上的应用主要集中在汽水用水、啤酒用水的纯化处理上,在软饮料厂用来对水进行软化(脱盐)。电渗析技术是通过具有选择透过性和良好导电性的离子交换膜,在外加直流电场的作用下,根据异性相吸、同性相斥的原理,使原水中阴、阳离子分别通过阴离子交换膜和阳离子交换膜而达到净化作用的一项技术。
(3)反渗透设备 反渗透是应用规模最大、技术相对最成熟的膜技术,其应用在整个膜分离领域中约占一半,是膜技术发展的一个最大的突破。反渗透是通过反渗透膜把溶液中的溶剂分离出来。反渗透的应用从海水淡化、硬水软化等发展到维生素、抗菌素、激素等的浓缩,细菌、病毒的分离以及果汁、牛乳、咖啡的浓缩等许多方面,应用极广。反渗透设备优点是连续运行,产品水质稳定;无须用酸碱再生;不会因再生而停机;节省了反冲和清洗用水;以高产率产生超纯水(产率可以高达95%);再生污水不需水处理设施;运行及维修成本低;安装简单、费用低廉。
反渗透设施生产纯水的关键有两个:一是一个有选择性的膜,我们称之为半透膜,二是一定的压力。简单的说,反渗透半透膜上有众多的孔,这些孔的大小与水分子的大小相当,由于细菌、病毒、大部分有机污染物和水合离子均比水分子大得多,因此不能透过反渗透半透膜而与反渗透膜的水相分离。在水中众多杂质中,溶解性盐类是最难清除的。因此,经常根据除盐率的高低来确定反渗透的净水效果,反渗透除盐率的高低主要决定于反渗透半透膜的选择性。较高选择性的反渗透膜元件除盐率可以高达99.7%。
反渗透分离的进行,必须先在膜-溶液界面形成优先吸附层,优先吸附的程度取决于溶液的化学性质和膜表面的化学性质,只要选择合适的膜材料,并简单地改变膜表面的微孔结构和操作条件,反渗透技术就可适用于任何分离度的溶质分离。
(4)超滤器
超滤技术虽在我国起步较晚,但发展非常迅速,随着这项技术的不断推广和人们对它认识的不断提高,饮料生产行业必将从中获得更多的益处。
超滤膜设备在工业应用上有平板状、管状、螺旋板状和空心纤维状等几种不同的形式。国内应用的大多数为板状和管状,特别是空心纤维膜(中空纤维膜)也已在水处理方面得到广泛应用。
中空纤维超滤膜是超滤技术中最为成熟与先进的一种形式。这种膜是在平板膜的基础上开发出的具有空间立体几何形状的薄膜,使单位体积的膜设备不依靠极薄的半透膜而有很大的膜渗能力。中空纤维管壁上有布满微孔,孔径以能截留物质的相对分子质量表达,截留相对分子质量可达几千至几十万。由于采用了空心圆柱构形,就大大地提高了单位体积膜渗设备的生产能力。原水在中空纤维外侧或内腔加压流动,分别构成外压式和内压式。超滤是动态过滤过程,被截留物质可随浓度而排除,不致堵塞膜表面,可长期连续运行。可以证明,在超滤应用上,采用一个大小合理的小直径空心纤维膜的圆柱束,则所发生的透过液量将相当于十几平方米超薄平板膜上所得者。
空心纤维为细长的膜管,内壁为膜层,膜层结合于海绵式的外壁上,外壁有粗孔,内层起超滤分离作用。内膜孔的大小,决定管内被阻物质的大小。空心纤维内经约200μm,由惰性的非离子聚合物制成,具有独特的各向异性的(表皮)结构,有明显高的流率。其特点是:①装置内单位体积的膜面积很大;②膜壁薄,液体透过速度快;③因空心纤维的几何构形具有一定的耐压性能,故强度高。
(三)水杀菌消毒设备
(1)臭氧杀菌器 所谓臭氧杀菌器是利用臭氧的强氧化性而达到杀菌的目的。臭氧是强烈的氧剂,其杀菌作用比氯高15∽30倍,在一定浓度下作用5∽10min,臭氧对各种菌类都可以达到灭菌的程度。国外已将其广泛用于水的消毒处理以除臭、除色等,国内在矿泉水、纯净水生产中应用于灭菌也很普遍。
(2)紫外线杀菌器 当微生物受紫外光照射后,微生物的蛋白质和核酸吸收紫外光谱能量,导致蛋白质变性,引起微生物死亡。紫外线对清洁透明的水具有一定的穿透能力,所以能使水消毒。紫外线杀菌不能改变水的物理化学性质,杀菌速度快、效率高、无异味,因此得到广泛应用。 杀菌,是饮料加工的一个重要环节。饮料杀菌与医学上和生物学上的杀菌有一定区别。饮料杀菌有两种含义:一是要求杀死饮料中所污染的致病菌、腐败菌,破坏食品中的酶而使饮料在特定环境中,如密闭的瓶内、罐内或其他包装容器内,有一定的保存期;二是要求在杀菌过程中尽可能地保护饮料中营养成分和风味。所以,经杀菌后的饮料属于商业无菌。
饮料杀菌的方法有物理杀菌和化学杀菌两大类。化学杀菌法是使用过氧化氢、环氧乙烷、次氯酸钠等杀菌剂。由于化学杀菌存在化学残留物等影响,当代食品杀菌法趋向于物理杀菌法。物理杀菌法分为热杀菌法和冷杀菌法。热杀菌法又分为是热杀菌法、干热杀菌法、微波杀菌法和远红外线加热杀菌法。冷杀菌法分为紫外线辐射杀菌法、电离辐射杀菌法和冷冻杀菌法。在湿热杀菌方法中,有巴氏杀菌法、高温短时杀菌法和超高温瞬时灭菌法之分。所谓巴氏杀菌(pasteurization)是低温长时间杀菌法,杀菌温度低于100℃,保温时间是30min。高温短时杀菌法(HTST),杀菌温度一般在100℃一下,如牛奶的HTST杀菌温度为85℃,保持15s以上。超高温瞬时灭菌法(UHT),杀菌温度在120℃以上,仅保持几秒钟。HTST和UHT杀菌法,不但效率高,而且食品的结构和外观及营养和风味的保存都较其他杀菌方法好。根据上述的杀菌方法而相应发展起来的饮料杀菌设备种类较多,以被处理物料的形态分类分别有以下三种:
(1)流体饮料的杀菌设备 流体饮料指未经包装的乳品、果汁等物料。处理这类物料的杀菌设备又有直接式和间接式之分。直接式是以蒸汽直接喷入物料中进行杀菌。间接式是用板、管热换器对饮料进行热交换进行杀菌。
(2)罐装饮料的杀菌设备 罐装饮料及瓶装饮料等有包装容器的饮料,处理这类物料的杀菌设备根据杀菌温度不同可分为常压杀菌设备和加压杀菌设备。常压杀菌设备的杀菌温度为100℃以下,用于pH值小于4.5的饮料产品杀菌。用巴氏杀菌原理设计的罐头杀菌设备属于此类。加压杀菌设备一般在密闭的设备内进行,压力大于0.1MPa,温度常用120℃左右。常压和加压杀菌设备在操作上亦可分为间歇式和连续式。根据杀菌设备所用热源不同又可分为直接蒸汽加热杀菌设备、加水加热杀菌设备、火焰连续杀菌机等。
(3)使用电磁波的物理杀菌设备 该类杀菌设备是使用微波、远红外线、紫外线等物理辐射进行加热杀菌的,是一种有开发前途的杀菌设备。 CP-12 型冲瓶机是引进、消化、吸收国内外先进技术为基础,自行创新设计而成的一种具有国内先进水平的回转式冲瓶机。本机适用于瓶装饮料、矿泉水、可乐等料液的灌装生产,对塑料瓶进行清洗,可提供给大中型生产厂使用,也可以单机使用。该机主要有如下特点:
(1)本机是清洗各种规格塑料瓶的专用设备;
(2)设备结构紧凑,控制系统完善,操作和维修简便;
(3)清洗工艺合理,采用喷淋式原理冲洗瓶内外,并自动滤干瓶内残留水,清洗后空瓶符合卫生要求;
(4)变换瓶形,只需更换星轮及导板就可实现,操作简单方便。
CP-32型冲瓶机为半自动外淋式冲瓶机械,适用于各种瓶形和材质的新旧瓶冲洗。该机的主要特点是:对瓶子外壁喷淋,内壁两次连续冲洗,以保证冲洗效果;主要另部件采用不锈钢或耐磨铜合金制造,以防锈蚀;采用自来水常压工作,适应性强。该机结构合理,操作简单,维修方便,广泛应用于酒、饮料、酱油、醋、药液等生产厂家。 全自动洗瓶机根据不同情况分为不同的类型:从进出瓶方式可分为双端式和单端式;从瓶套的传送方式可分为连续式和间歇式;从机器处理瓶子的方式可分为喷射、刷洗和浸泡式。下面主要按洗瓶方式介绍一下。
(1)喷射式洗瓶机 包括对瓶子的内外冲洗。喷头的中心必须对准瓶子的中心。这种型式特别适用于皇冠盖的冲洗,因为该瓶颈较小,一般只有5mm左右,用其他型式的洗瓶机很难清洗瓶内脏物。洗涤剂的喷头应采用高压式。但这种洗瓶方式极易生成泡沫,除去商标也较困难。另外,由于洗液和空气中的二氧化碳作用,浓度会很快降低,能量消耗也较大。
(2)浸泡式洗瓶机 先进行一次或数次热水喷射冲洗,然后在不同温度的洗涤槽中连续将瓶子淹没(充填后倒空)进行洗涤或消毒。在最后一次淹没后,再用热水和冷水喷射冲洗几次以冲去洗液。合乎要求的浸泡式洗瓶机还用得很少。
(3)浸泡与刷洗式洗瓶机 它是通过浸泡于刷洗结合进行清洗瓶子的。这是一种刷洗瓶壁有效地清洗方法。过去多年来用的是毛刷,由于易掉毛,寿命较短,同时因刷子里易藏污垢而影响刷洗质量。有些国家采用合成材料作刷子,使用效果较好。这种洗瓶机洗刷部分的结构比较复杂,因为刷子和瓶口必须对准才能进入瓶子,所以使用这种型式也并不多。
(4)浸泡与喷射式洗瓶机 它综合了浸泡与喷射的优点,有一个或多个浸泡槽和较多的喷射部分,喷头多为高压式。有的认为,当喷射部分多到一定程度时可代替两个喷射槽,高压喷射的清洗效果则可以相当于用刷子刷洗。 从对物料的包装角度可分为液体灌装机、膏体灌装机、粉剂灌装机、颗粒灌装机等;从生产的自动化程度来讲分为半自动灌装机和全自动灌装生产线;从灌装物料含气与否可分为等压灌装机、常压灌装机和负压灌装机。
(一)等压灌装机
等压灌装机一般是在贮料箱中保持一定的灌装压力,当待灌容器进入灌装机后,先对容器充气,气体可以是压缩空气,也可以用二氧化碳气,以二氧化碳气为好。当容器内压力和贮料箱压力一致时,即随料液的自重通过开启的灌装阀灌装。在灌装过程中,容器内的气体要顺利地导出,回到贮料箱内或气室内。在汽水、小香槟及啤酒的灌装中,大多是采用等压灌装,其过程如下:
(1)初始位置 瓶子还未接触灌装阀,所有的气体和液体通道都处于关闭状态。
(2)充气压力 瓶子和灌装阀罩一起上升到预定位置,这时回转拨叉将充气阀打开,压力气体从环形贮料缸通过充气通道进入瓶子。
(3)注液回气 当瓶内压力达到贮料缸的压力时,液阀自动打开,料液须由分流伞沿瓶壁流下,同时,在瓶内被置换的压力气体通过回气管返回注液缸,当瓶内液面达到回气管的下端口时,注液结束。
(4)阀门关闭 回转拨叉将压力气体阀和液阀关闭。
(5)充气 顶部充二氧化碳阀打开,二氧化碳或其它惰性气体从环形槽充入瓶中,将瓶颈处空气赶走。
(6)压力释放 压力释放阀打开,瓶中的压力经过在压力释放通道中的针阀,逸出至环形槽。
(二)常压灌装机
很多饮料,如果汁、乳性饮料,以及汽水二次灌装中的糖浆,它们本身不含二氧化碳,一般采用常压灌装机。
常压灌装机主要由灌装系统、进出瓶机构、升降瓶罐机构、工作台、传动系统等组成,用于灌装不含气的液体,这类灌装机一般为回转式。
在传动系统作用下,转轴带动转盘和定量杯一同回转,液料从贮料筒经管道靠自重流入定量杯内。在凸轮作用下瓶托带动瓶子上升。当瓶口顶着压盖盘上升时弹簧压缩,此时滑阀就在活动量杯的内孔向上滑动。随着转轴回转,已定良好的量杯已转离进料管下方,进入灌装位置。当滑阀上升使进液孔打开时液料便流入瓶内,瓶内气体从压盖盘下表面的四条小槽排出,完成一个瓶子的灌装任务。随着转盘转动,定量杯逐次进入正下方完成定量工作,当转离定量位置,进入灌装位置时又开始灌瓶,如此反复连续不断地工作。
(三)负压灌装机
它常称为真空式灌装机。这种灌装方法是使贮料箱内处于常压,在灌装时,只对瓶内抽气使之形成真空,到一定真空度时,液体靠注液箱与容器间的压差作用流入瓶中,完成灌装。它主要用于不含气的液体灌装,如果汁类。由于在真空下灌装,所以当瓶罐破漏时就停止灌装,可减少损失。但在真空下,对某些带有芳香的液体,要损失一些香味
负压灌装法对于瓶子规格要求较严,因为它的定量由灌装嘴深入瓶子的深度来确定,瓶的容积直接影响定量准确度。但因调整容易,仍被广泛应用。 CIP为 clean in place(洗涤定位)或in-place cleaning(定位洗涤)的简称。其定义为:不用拆开或移动装置,即可用高温、高浓度的洗净液,对装置加以强力的作用,把与食品的接触面洗净的方法。
因此,CIP即为完全不用拆开机械装置和管道,即可进行刷洗、清洗和杀菌。在清洁过程中并能合理地处理洗涤、清洗、杀菌与经济性,能源的节约等关系,是一种优化清洗管理技术。CIP装置适用于流体物料直接接触的多管道杀菌机械装置,如果汁饮料、乳品、浓缩果汁、豆浆采用就地清洗(即CIP清洗)是饮料生产厂普遍使用的方法,是产品质量的保证。清洗的目的是清除设备及管壁上的残留物,保证达到卫生指标。在一般情况下,连续使用6∽8h必须进行一次清洗。在特殊情况下,当发现生产能力显著降低时,应立即进行清洗。
清洗的目的是去除粘附于机械上的污垢,以防止微生物在其间滋长。要把污垢去掉,就必须使清洗系统能够供给克服污染物质所需的洗净能力。洗净能力的来源有三个方面,即从清洗液流动中产生的运动能,从洗涤剂产生的化学能,清洗液中的热能。这三种能力具有互补作用。同时,能力的因素与时间的因素有关。在同一状态下,洗涤时间越长则洗涤效果越好。
CIP有如下优点:
(1)能维持一定的清洗效果,以提高产品的安全性;
(2)节约操作时间和提高效率,节省劳动力和保证操作安全,节约清洗用水和蒸汽;
(3)卫生水平稳定,节约清洗剂的用量;
(4)生产设备可大型化,自动化水平高;
(5)增加生产设备的耐用年限。