陶瓷膜在卤制品加工废弃液微滤中的应用

陶瓷膜在卤制品加工废弃液微滤中的应用李燕，郑晓杰，黄雪飞，徐静(温州科技职业学院，浙江温州，325006)摘要探讨了陶瓷膜用于卤制加工废弃液微滤的工艺条件。研究不同预处理方法、膜孔径、操作温度、操作压力等因素对膜通量的影响，并通过正交实验确定微滤的最佳工艺参数为：预处理网筛300目、陶瓷膜孔径0．22m、操作温度50~C、操作压力0．075MPa，通过质量分数0．75％NaOH和0．5％柠檬酸复合清洗后，陶瓷膜的通量恢复率可达到94．1％。关键词卤制废弃液，陶瓷膜，微滤，膜通量卤制品在加工过程中都需经过加水蒸煮，煮过的汁液作为加工废弃液，大部分未经处理直接排出。由于废弃液营养物质十分丰富，故所经之处水的pH值降低，含氧量下降，导致藻类不长，鱼虾不见，对环境的污染极为严重。目前，很多企业通过生化方法处理，达到环保要求后排放废弃液。但是，废弃液中含有大量的可溶性蛋白质、氨基酸等营养物质和功能性成分，未经综合利用而直接排放，造成资源的浪费。还有一些企业通过减压浓缩法，回收利用废弃液，再经分离、浓缩制成膏状或粉状调味料成品或半成品，实现了废弃液的回收利用，但需要把大量的水分蒸发，能耗较大，成本较高。膜分离浓缩技术，设备简单，常温操作，无化学变化，能耗低，清洁无污染。本文旨在通过研究陶瓷膜微滤卤制加工废弃液，去除蒸煮液中的杂质和大分子物质，减少对纳滤膜浓缩实验的膜污染和对纳滤膜通量的影响，使纳滤膜保持良好的分离特性。l材料与设备1．1原料与试剂原料：鸡肉预煮液，来自东瓯食品有限公司。试剂：考马斯亮蓝试剂盒(南京建成生物工程研究所)，NaOH(分析纯，浙江中星化工)，柠檬酸(分析纯，湖州华生化工)。1．2仪器与设备LNG—CM101实验室小型陶瓷膜(上海朗极化工)，752S紫外可见分光光度计(上海凌光技术有限第一作者：博f：研究生(徐静副教授为通讯作者)。温州市科技计划项目资助($20080038)收稿口期：2011～07—0l，改闰日期：2011—11—212012Vo1．38No．1fTotal289公司)，8HW一1磁力搅拌器(江苏荣华仪器)，DEL—TA320酸度计(梅特勒一托利多)。2检测分析方法2．1蛋白质含量的测定方法采用考马斯亮蓝法测定蛋白含量。2．2膜通量的计算方法陶瓷膜膜通量的计算公式如下：F=～fAT式中：F，膜通量，L／(rn。·h)；V，渗透压体积，L；A，膜有效过滤面积，m；T，获得一定体积渗透液所需的时间，h。2．3实验设计2．3．1不同预处理方法对陶瓷膜微滤通量的影响将卤制预煮液通过100、200、300目网筛进行预处理，测定卤制预煮液在微滤过程中膜通量平均值，研究不同预处理对微滤的影响。实验条件为膜孔径0．22txm，操作压力0．2MPa、温度40℃。2．3．2不同膜孔径对陶瓷膜微滤通量的影响在操作压力为0．2MPa，温度30~C条件下，用膜孔径分别为0．22、0．14Ixm，150ku的陶瓷膜微滤经300目网筛过滤处理后的卤制预煮液。测定60min内膜通量变化情况，得到3种膜的通量变化关系曲线。2．3．3不同操作温度对陶瓷膜微滤通量的影响选用0．22m陶瓷膜，0．2MPa操作压力，在20、30、40、50~C条件下，进行卤制预煮液陶瓷膜微滤实验，测定60min内膜通量的变化情况，得到温度与膜通量关系曲线。2．3．4不同操作压力对陶瓷膜微滤通量的影响选用0．22m陶瓷膜，40~C操作温度，在0．05、0．075、0．1、0．125、0．15、0．175MPa的操作压力下进行卤制预煮液微滤实验，测60rain内膜通量的变化，计算各压力条件下膜通量平均值，得到膜通量与操作压力的关系曲线。2．3．5正交实验设计陶瓷膜微滤通量受膜孑L径、温度、操作压力3个因素的影响，因此在单因素的基础上，每个因素选取3个水平，设计三因素三水平的正交实验，结果如表1所示。表1陶瓷膜微滤的正交实验设计2．3．6膜清洗实验实验所用陶瓷膜为实验室小型卷式膜，膜过滤后，有蛋白质和一些大分子物质被残留在膜间，严重影响膜的再生性和寿命。实验选用0．22m孔径陶瓷膜、操作温度50℃、操作压力0．1MPa，对膜进行清洗，以恢复膜的通量。3结果与分析3．1不同预处理方法对微滤通量的影响300目200目100目不处理图1不同预处理方法对陶瓷膜通量的影响由图1可以看出，不同预处理对膜通量的影响很大，未经任何处理的原液、100目预处理、200目预处理、300目预处理液用于微滤其平均膜通量分别为19．4、20．08、21．43、21．95L／(m·h)。经过300目筛网预处理比不经任何处理的预煮液的通量高了2．55L／(m·h)。这主要是因为预煮液中含有较为大粒的肉末、胶质或者其他的杂质。原液进入微滤系统后会被膜截留，并沉积于膜孔中。这种沉积物不同于浓度极