错流过滤技术中的无机膜过滤与硅藻土过滤的探讨
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经验交流
中国酿造
２００７ 年 第 ９ 期
总第 １７４ 期 ·４７·
错流过滤技术中的无机膜过滤与 硅藻土过滤的探讨
李双峰，钱 峰，何立涛
（石家庄珍极酿造集团有限责任公司，河北 石家庄 ０５１５３０）
摘 要：错流过滤技术是利用无机或有机膜多孔结构，通过料液冲刷和膜管内外压力差达到澄清料液的目的。硅藻土过滤技术 技术是利用硅藻土天然的多孔结构，通过滤层两侧产生的压差使原液被过滤。文中通过理论与实验数据分析，对比错流过滤技 术与硅藻土过滤技术的原理、特点及应用效果，为调味品行业过滤设备的选用提供理论基础。 关 键 词：错流过滤；硅藻土；应用；效果 中图分类号：ＴＳ ２６４．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０５４－ ０５７１（２００７）０９－ ００４７－ ０３
从原理及特点、实验数据、操作程序、日常消耗和 料液回收率的比较可以看出，错流过滤设备在调味品 上的应用有其独特的优势，使得本行业部分产品的过 滤水平有了革命性地提高，也必 将 会 促 进 现 代 化 新 技 术在整个行业的引进和推广。
பைடு நூலகம்
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硅藻土过滤机的消耗主要包括人工、耗能、硅藻土。 日常运行成本核算 （以过滤１万 Ｌ 高盐稀态酱油 计）：硅藻土１００ｋｇ×３元／ｋｇ＝３００元；电５．５ｋＷ×３ｈ×０．５２元／ （ｋＷ·ｈ）＝ ８．５８元；人工２人×２０元＝４０元；合计３４８．５８元。 ４．３ 对比分析 从对比数据可以看出，错流 过 滤 设 备 日 常 耗 用 成 本明显低于硅藻土过滤设备。另外，错流过滤设备的清 洗用碱和酸可以循环使用，循环一次便能使日常成本降
硅藻土过滤特点：（１）硅藻土的主要成分为二氧化 硅，有较高的惰性和不溶解性，化学性能非常稳定。（２） 多孔、密度低、比表面积大是其被作为助滤剂使用的最 直接的原因。（３）无毒无味。（４）具有一定的吸附性能。 （５）过滤精度在０．１μｍ￣１．０μｍ。 １．３ 对比分析
从错流过滤和硅藻土过滤技术的原理及各自的特 点可以看到，在过滤精度上二者差别不大，而错流过滤 技术选用的膜管的孔径大小均一性要好于硅藻土。硅 藻土作为助滤剂，一次性使用，不易回收，造成污染，同 时对企业造成浪费；而错流过滤技术所用的无机陶瓷 膜管在生产上可使用几年以上，且过滤效果稳定，从长 远考虑，错流过滤技术的成本投入相对要小。硅藻土过 滤机多采用开放式生产，卫生要求不能保证；错流过滤 设备采用封闭式结构，从而避免了外界环境的影响。错 流过滤设备一次性投入比硅藻土过滤机大。错流过滤 设备的操作、清洗过程相对繁琐；而硅藻土过滤设备的 操作、清洗过程相对简单。 ２ 实验数据对比分析 ２．１ 实验数据及柱形图分析
经验交流
中国酿造
２００７ 年 第 ９ 期
总第 １７４ 期 ·４９·
不断将料液大颗粒物质拦截，也会形成先快后慢的过滤 过程。无机陶瓷膜过滤机的清洗过程增加了碱洗和酸 洗过程，使得操作相对复杂。由于无机陶瓷膜过滤机采 用管道式全封闭的设计方式使得操作过程清洁卫生、 操作简便；而硅藻土过滤机采用开放式的设计，清洗操 作繁重。 ４ 日常消耗对比分析 ４．１ 错流过滤设备日常消耗
３ 操作程序对比分析 错流过滤设备的使用操作程序：
设备清洗消毒→料液过滤→水洗→碱洗→酸洗→水洗
硅藻土过滤设备的使用操作程序：
设备灭菌→预涂→料液过滤→拆机清洗
对比分析：错流过 滤 设 备 采 用 循 环 过 滤的方式使 料液不断浓缩，形成先快后慢的过滤过程，而硅藻土过 滤机采用压差过滤的原理，料液一次性通过，由于滤层
硅藻土过滤机对高盐酱油的处理会产生将近一成 左右无法处理的罐底油，累积存放可从中回收少量酱 油，但设备占用费用高；如果直接降级使用，这部分酱 油会造成约５０％的利润损失。 ５．３ 对比分析
错流过滤设备的使用造成浪费小，只有一小部分 被浓缩的物料不能处理；而硅藻土过滤机却会产生无法 处理的罐底油。以年产２万ｔ高盐酱油的企业计算，无机 陶瓷膜过滤机的使用可为企业增加约４００万元的收入。 ６ 总结
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｉｓ ａ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｏｒ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｉｌｍ ｔｏ ｃｌａｒｉｆｙ ｌｉｑｕｏｒ ｂｙ ｌｉｑｕｏｒ ｗａｓｈｉｎｇ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｏｕｔｓｉｄｅ ａｎｄ ｉｎｓｉｄｅ ｏｆ ｆｉｌｍ ｐｉｐｅ． Ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｉｓ ａ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｐｏｒｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｔｏ ｆｉｌｔｅｒ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｓｉｄｅｓ ｏｆ ｆｉｌｔｅｒ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｓｕｐｐｌｙ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｎｄｉｍｅｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ； ｄｉａｔｏｍｉｔｅ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ； ｅｆｆｅｃｔ
以高盐稀态酱油为实验料液，经２种过滤方法后质 量指标对比见附表。
附表 高盐稀态酱油经２种过滤方式过滤后质量指标的对比 Ａｔｔａｃｈｅｄ ｔａｂｌｅ． Ｃｏｍｐａｒｉｓ ｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ － ｓ ａｌｔ ａｎｄ
ｓ ｏｌｉｄ － ｓ ｔａｔｅ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｓ ｏｙ ｓ ａｕｃｅ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｃｒｏｓ ｓ － ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｏｒ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
现就错流过滤技术中的无机膜过滤与硅藻土过滤 技术在调味品上的应用从理论和实验数据上进行对比 分析，为调味品行业过滤设备的选择提供理论依据。 １ 工作原理及特点对比分析 １．１ 错流过滤技术的工作原理
错流过滤技术中的无机膜过滤技术是以耐高压、 耐腐蚀的无机材料制成固定形状的膜管，这些膜管以不 同的管状多通道状存在，管壁密布微孔，其大小以纳米
来计算。整套过滤体系成为一个内部循环系统，过滤膜 管的内部流通通道与这一系统直接联通，通过与外部 相连的供料泵及内部循环的循环泵使系统内形成稳 定的压力，使得膜管微孔内外形成压力差，料液在膜 管内错流流动，小于膜孔孔径的物料通过膜孔进入渗透 侧成为滤液，而大于孔径的物质被膜管截留。这些大颗 粒物质通过料液的冲刷作用而重新回到循环料液中， 避免了膜管孔道的堵塞，这便是所谓的错流过滤。在不 断过滤过程中，系统内的料液被不断浓缩，滤液不断流 出收集，从而达到了料液过滤的目的。
错流过滤设备的日常消耗主要包括人工、耗能、清 洗耗用的氢氧化钠、硝酸以及设备维护的投入，其中以 酸碱消耗为主。
日常运行成本核算（以过滤１万 Ｌ高盐稀态酱油计）：氢 氧化钠１０ ｋｇ×４元／ｋｇ＝４０元；硝酸１０瓶×４．５元／瓶＝４５元； 电２２．６ｋＷ×６ｈ×０．５２元（／ ｋＷ·ｈ）＝７０．５元；人工１人×２０元＝ ２０元；合计１７５． ５元。 ４．２ 硅藻土过滤机的日常消耗
ｇ／１００ｍＬ
项目
全氮
氨基酸 态氮
ＮａＣｌ
总固形物
色号
离心（４０００ ｒ／ｍｉｎ、２０ｍｉｎ）
原样 １．７１ １．０３ １６．２３ ３４．９２ １１＃ 硅藻土过滤 １．６５ １．０３ １６．０９ ３４．９１ １１＃ 错流过滤 １．６８ １．０２ １６．２３ ３４．３６ １３＃
有沉淀 有沉淀 无沉淀
２．２ 数据分析 从实验数据及柱形图分析可以看出，２种过滤技术
２００７ Ｎｏ．９
·４８· Ｓ ｅｒｉａｌ Ｎｏ．１７４
Ｃｈｉｎａ Ｂｒｅ ｗｉｎｇ
Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ Ｅｘｃｈａｎｇｅｓ
身可耐１００℃以上的高温。 １．２ 硅藻土过滤技术的工作原理
硅藻土呈现形态各异的各种藻类形状，单个藻体 大小从几微米到几十微米不等，内外表面分布着众多 纳米级微孔，这是硅藻土区别于其他非金属矿物的基 本物理特征。硅藻土过滤技术是利用系统内部压差作 用使硅藻土形成紧密的滤层，这些滤层利用硅藻土多 孔的结构，在压力的作用下清液通过，大颗粒物质被截 留，使料液得以澄清。
硅藻土过滤技术是利用硅藻土天然的多孔性结构， 硅藻土过滤机利用压差过滤原理在支撑体存在下形成 硅藻土滤层，滤层两侧产生的压差使原液被过滤，大颗 粒物质被截留，从而达到澄清料液的目的。
错流过滤技术是利用无机或有机膜多孔的结构， 通过料液的错流冲刷和膜管内外形成的压力差使清液 过滤出来，从而达到澄清料液的目的。
全氮
氨基酸态氮
图１ 高盐稀态酱油经２种过滤方式过滤后全氮、氨基酸态氮的对比 Ｆｉｇｕｒｅ １． Ｃｏｍｐａｒｉｓ ｏｎ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ａｍｉｎｏ － ａｃｉｄ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎ ｈｉｇｈ－ ｓ ａｌｔ ａｎｄ ｓ ｏｌｉｄ－ ｓ ｔａｔｅ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｓ ｏｙ ｓ ａｕｃｅ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｃｒｏｓ ｓ － ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｏｒ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
食盐 总固形物 色号 图２ 高盐稀态酱油经２种过滤方式过滤后食盐、总固形物、色号的对比 Ｆｉｇｕｒｅ ２． Ｃｏｍｐａｒｉｓ ｏｎ ｏｆ ｓ ａｌｉｎｉｔｙ， ｔｏｔａｌ ｓ ｏｌｉｄｓ ａｎｄ ｃｏｌｏｒ ｉｎ ｈｉｇｈ－
ｓ ａｌｔ ａｎｄ ｓ ｏｌｉｄ－ ｓ ｔａｔｅ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｓ ｏｙ ｓ ａｕｃｅ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｃｒｏｓ ｓ－ ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｏｒ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
错流过滤特点：（１）采用错流过滤技术，过滤通道 不易阻塞。（２）过滤精度高，膜孔径有１０ｎｍ￣１μｍ等不同 规格。（３）不需辅助过滤剂。（４）连续生产，减少各种污 染。（５）提升产品档次，提高产品附加值。（６）设备占地 面积小，运行成本低。（７）耐酸、碱。（８）耐高温，膜管本
收稿日期：２００７－０３－０６ 作者简介：李双峰（１９７７－），男，助理工程师，主要从事调味基础研究和新产品的开发工作。
对氨基酸态氮的影响不明显；而对全氮和食盐含量来 说 ，错流 过 滤 技 术 要 好 于 硅 藻 土 过 滤 技术；在总固形 物、色号指标上错流过滤技术对原料液影响较大，这一 点从离心结果可以得到证明。从整体看，错流过滤技术 使用后对料液的几个主要指标改变不大，只是从总固 形物和色号上较为明显，但从过滤后料液的感官指标上 看，使用错流过滤能使料液透明度增加，去除了沉淀，应 该是对料液的一种改善。
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｍｉｃｒｏ－ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ａｎｄ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
ＬＩ Ｓｈｕａｎｇ－ｆｅｎｇ， ＱＩＡＮ Ｆｅｎｇ， ＨＥ Ｌｉ－ｔａｏ
（Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ Ｚｈｅｎｊｉ Ｂｒｅｗ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５１５３０， Ｃｈｉｎａ）
低一半，其经济性体现地较为明显。 ５ 料液回收率的对比分析 ５．１ 错流过滤设备对料液的回收率
错流过滤设备对高盐稀态酱油等固形物含量高的 物料一次性处理回收率超过９５％，二次处理回收率超过 ９８％，剩余渣液可直接降级使用，浪费极少；而对于如液 态醋、料酒等固形物含量低的物料来讲，回收率会更高。 ５．２ 硅藻土过滤机的料液回收率
中国酿造
２００７ 年 第 ９ 期
总第 １７４ 期 ·４７·
错流过滤技术中的无机膜过滤与 硅藻土过滤的探讨
李双峰，钱 峰，何立涛
（石家庄珍极酿造集团有限责任公司，河北 石家庄 ０５１５３０）
摘 要：错流过滤技术是利用无机或有机膜多孔结构，通过料液冲刷和膜管内外压力差达到澄清料液的目的。硅藻土过滤技术 技术是利用硅藻土天然的多孔结构，通过滤层两侧产生的压差使原液被过滤。文中通过理论与实验数据分析，对比错流过滤技 术与硅藻土过滤技术的原理、特点及应用效果，为调味品行业过滤设备的选用提供理论基础。 关 键 词：错流过滤；硅藻土；应用；效果 中图分类号：ＴＳ ２６４．２ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０５４－ ０５７１（２００７）０９－ ００４７－ ０３
从原理及特点、实验数据、操作程序、日常消耗和 料液回收率的比较可以看出，错流过滤设备在调味品 上的应用有其独特的优势，使得本行业部分产品的过 滤水平有了革命性地提高，也必 将 会 促 进 现 代 化 新 技 术在整个行业的引进和推广。
பைடு நூலகம்
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硅藻土过滤机的消耗主要包括人工、耗能、硅藻土。 日常运行成本核算 （以过滤１万 Ｌ 高盐稀态酱油 计）：硅藻土１００ｋｇ×３元／ｋｇ＝３００元；电５．５ｋＷ×３ｈ×０．５２元／ （ｋＷ·ｈ）＝ ８．５８元；人工２人×２０元＝４０元；合计３４８．５８元。 ４．３ 对比分析 从对比数据可以看出，错流 过 滤 设 备 日 常 耗 用 成 本明显低于硅藻土过滤设备。另外，错流过滤设备的清 洗用碱和酸可以循环使用，循环一次便能使日常成本降
硅藻土过滤特点：（１）硅藻土的主要成分为二氧化 硅，有较高的惰性和不溶解性，化学性能非常稳定。（２） 多孔、密度低、比表面积大是其被作为助滤剂使用的最 直接的原因。（３）无毒无味。（４）具有一定的吸附性能。 （５）过滤精度在０．１μｍ￣１．０μｍ。 １．３ 对比分析
从错流过滤和硅藻土过滤技术的原理及各自的特 点可以看到，在过滤精度上二者差别不大，而错流过滤 技术选用的膜管的孔径大小均一性要好于硅藻土。硅 藻土作为助滤剂，一次性使用，不易回收，造成污染，同 时对企业造成浪费；而错流过滤技术所用的无机陶瓷 膜管在生产上可使用几年以上，且过滤效果稳定，从长 远考虑，错流过滤技术的成本投入相对要小。硅藻土过 滤机多采用开放式生产，卫生要求不能保证；错流过滤 设备采用封闭式结构，从而避免了外界环境的影响。错 流过滤设备一次性投入比硅藻土过滤机大。错流过滤 设备的操作、清洗过程相对繁琐；而硅藻土过滤设备的 操作、清洗过程相对简单。 ２ 实验数据对比分析 ２．１ 实验数据及柱形图分析
经验交流
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２００７ 年 第 ９ 期
总第 １７４ 期 ·４９·
不断将料液大颗粒物质拦截，也会形成先快后慢的过滤 过程。无机陶瓷膜过滤机的清洗过程增加了碱洗和酸 洗过程，使得操作相对复杂。由于无机陶瓷膜过滤机采 用管道式全封闭的设计方式使得操作过程清洁卫生、 操作简便；而硅藻土过滤机采用开放式的设计，清洗操 作繁重。 ４ 日常消耗对比分析 ４．１ 错流过滤设备日常消耗
３ 操作程序对比分析 错流过滤设备的使用操作程序：
设备清洗消毒→料液过滤→水洗→碱洗→酸洗→水洗
硅藻土过滤设备的使用操作程序：
设备灭菌→预涂→料液过滤→拆机清洗
对比分析：错流过 滤 设 备 采 用 循 环 过 滤的方式使 料液不断浓缩，形成先快后慢的过滤过程，而硅藻土过 滤机采用压差过滤的原理，料液一次性通过，由于滤层
硅藻土过滤机对高盐酱油的处理会产生将近一成 左右无法处理的罐底油，累积存放可从中回收少量酱 油，但设备占用费用高；如果直接降级使用，这部分酱 油会造成约５０％的利润损失。 ５．３ 对比分析
错流过滤设备的使用造成浪费小，只有一小部分 被浓缩的物料不能处理；而硅藻土过滤机却会产生无法 处理的罐底油。以年产２万ｔ高盐酱油的企业计算，无机 陶瓷膜过滤机的使用可为企业增加约４００万元的收入。 ６ 总结
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｉｓ ａ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｐｏｒｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｏｒ ｏｒｇａｎｉｃ ｆｉｌｍ ｔｏ ｃｌａｒｉｆｙ ｌｉｑｕｏｒ ｂｙ ｌｉｑｕｏｒ ｗａｓｈｉｎｇ ａｎｄ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｏｕｔｓｉｄｅ ａｎｄ ｉｎｓｉｄｅ ｏｆ ｆｉｌｍ ｐｉｐｅ． Ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｉｓ ａ ｔｅｃｈｎｉｑｕｅ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｎａｔｕｒａｌ ｐｏｒｏｕｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｔｏ ｆｉｌｔｅｒ ｏｒｉｇｉｎａｌ ｓｏｌｕｔｉｏｎ ｂｙ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｂｅｔｗｅｅｎ ｔｗｏ ｓｉｄｅｓ ｏｆ ｆｉｌｔｅｒ． Ｗｉｔｈ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃ ａｎｄ ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎａｌｙｓｉｓ， ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ， ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｅｆｆｅｃｔｓ ｏｆ ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ａｎｄ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｗｅｒｅ ｃｏｍｐａｒｅｄ， ｗｈｉｃｈ ｗｏｕｌｄ ｓｕｐｐｌｙ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｉｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｎｄｉｍｅｎｔ ｉｎｄｕｓｔｒｙ ｔｏ ｃｈｏｏｓｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ： ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ； ｄｉａｔｏｍｉｔｅ； ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ； ｅｆｆｅｃｔ
以高盐稀态酱油为实验料液，经２种过滤方法后质 量指标对比见附表。
附表 高盐稀态酱油经２种过滤方式过滤后质量指标的对比 Ａｔｔａｃｈｅｄ ｔａｂｌｅ． Ｃｏｍｐａｒｉｓ ｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｄｅｘｅｓ ｏｆ ｈｉｇｈ － ｓ ａｌｔ ａｎｄ
ｓ ｏｌｉｄ － ｓ ｔａｔｅ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｓ ｏｙ ｓ ａｕｃｅ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｃｒｏｓ ｓ － ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｏｒ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
现就错流过滤技术中的无机膜过滤与硅藻土过滤 技术在调味品上的应用从理论和实验数据上进行对比 分析，为调味品行业过滤设备的选择提供理论依据。 １ 工作原理及特点对比分析 １．１ 错流过滤技术的工作原理
错流过滤技术中的无机膜过滤技术是以耐高压、 耐腐蚀的无机材料制成固定形状的膜管，这些膜管以不 同的管状多通道状存在，管壁密布微孔，其大小以纳米
来计算。整套过滤体系成为一个内部循环系统，过滤膜 管的内部流通通道与这一系统直接联通，通过与外部 相连的供料泵及内部循环的循环泵使系统内形成稳 定的压力，使得膜管微孔内外形成压力差，料液在膜 管内错流流动，小于膜孔孔径的物料通过膜孔进入渗透 侧成为滤液，而大于孔径的物质被膜管截留。这些大颗 粒物质通过料液的冲刷作用而重新回到循环料液中， 避免了膜管孔道的堵塞，这便是所谓的错流过滤。在不 断过滤过程中，系统内的料液被不断浓缩，滤液不断流 出收集，从而达到了料液过滤的目的。
错流过滤设备的日常消耗主要包括人工、耗能、清 洗耗用的氢氧化钠、硝酸以及设备维护的投入，其中以 酸碱消耗为主。
日常运行成本核算（以过滤１万 Ｌ高盐稀态酱油计）：氢 氧化钠１０ ｋｇ×４元／ｋｇ＝４０元；硝酸１０瓶×４．５元／瓶＝４５元； 电２２．６ｋＷ×６ｈ×０．５２元（／ ｋＷ·ｈ）＝７０．５元；人工１人×２０元＝ ２０元；合计１７５． ５元。 ４．２ 硅藻土过滤机的日常消耗
ｇ／１００ｍＬ
项目
全氮
氨基酸 态氮
ＮａＣｌ
总固形物
色号
离心（４０００ ｒ／ｍｉｎ、２０ｍｉｎ）
原样 １．７１ １．０３ １６．２３ ３４．９２ １１＃ 硅藻土过滤 １．６５ １．０３ １６．０９ ３４．９１ １１＃ 错流过滤 １．６８ １．０２ １６．２３ ３４．３６ １３＃
有沉淀 有沉淀 无沉淀
２．２ 数据分析 从实验数据及柱形图分析可以看出，２种过滤技术
２００７ Ｎｏ．９
·４８· Ｓ ｅｒｉａｌ Ｎｏ．１７４
Ｃｈｉｎａ Ｂｒｅ ｗｉｎｇ
Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅ Ｅｘｃｈａｎｇｅｓ
身可耐１００℃以上的高温。 １．２ 硅藻土过滤技术的工作原理
硅藻土呈现形态各异的各种藻类形状，单个藻体 大小从几微米到几十微米不等，内外表面分布着众多 纳米级微孔，这是硅藻土区别于其他非金属矿物的基 本物理特征。硅藻土过滤技术是利用系统内部压差作 用使硅藻土形成紧密的滤层，这些滤层利用硅藻土多 孔的结构，在压力的作用下清液通过，大颗粒物质被截 留，使料液得以澄清。
硅藻土过滤技术是利用硅藻土天然的多孔性结构， 硅藻土过滤机利用压差过滤原理在支撑体存在下形成 硅藻土滤层，滤层两侧产生的压差使原液被过滤，大颗 粒物质被截留，从而达到澄清料液的目的。
错流过滤技术是利用无机或有机膜多孔的结构， 通过料液的错流冲刷和膜管内外形成的压力差使清液 过滤出来，从而达到澄清料液的目的。
全氮
氨基酸态氮
图１ 高盐稀态酱油经２种过滤方式过滤后全氮、氨基酸态氮的对比 Ｆｉｇｕｒｅ １． Ｃｏｍｐａｒｉｓ ｏｎ ｏｆ ｔｏｔａｌ ｎｉｔｒｏｇｅｎ ａｎｄ ａｍｉｎｏ － ａｃｉｄ
ｎｉｔｒｏｇｅｎ ｉｎ ｈｉｇｈ－ ｓ ａｌｔ ａｎｄ ｓ ｏｌｉｄ－ ｓ ｔａｔｅ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｓ ｏｙ ｓ ａｕｃｅ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｃｒｏｓ ｓ － ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｏｒ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
食盐 总固形物 色号 图２ 高盐稀态酱油经２种过滤方式过滤后食盐、总固形物、色号的对比 Ｆｉｇｕｒｅ ２． Ｃｏｍｐａｒｉｓ ｏｎ ｏｆ ｓ ａｌｉｎｉｔｙ， ｔｏｔａｌ ｓ ｏｌｉｄｓ ａｎｄ ｃｏｌｏｒ ｉｎ ｈｉｇｈ－
ｓ ａｌｔ ａｎｄ ｓ ｏｌｉｄ－ ｓ ｔａｔｅ ｆｅｒｍｅｎｔｅｄ ｓ ｏｙ ｓ ａｕｃｅ ｂｅｆｏｒｅ ａｎｄ ａｆｔｅｒ ｃｒｏｓ ｓ－ ｆｌｏｗ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｏｒ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
错流过滤特点：（１）采用错流过滤技术，过滤通道 不易阻塞。（２）过滤精度高，膜孔径有１０ｎｍ￣１μｍ等不同 规格。（３）不需辅助过滤剂。（４）连续生产，减少各种污 染。（５）提升产品档次，提高产品附加值。（６）设备占地 面积小，运行成本低。（７）耐酸、碱。（８）耐高温，膜管本
收稿日期：２００７－０３－０６ 作者简介：李双峰（１９７７－），男，助理工程师，主要从事调味基础研究和新产品的开发工作。
对氨基酸态氮的影响不明显；而对全氮和食盐含量来 说 ，错流 过 滤 技 术 要 好 于 硅 藻 土 过 滤 技术；在总固形 物、色号指标上错流过滤技术对原料液影响较大，这一 点从离心结果可以得到证明。从整体看，错流过滤技术 使用后对料液的几个主要指标改变不大，只是从总固 形物和色号上较为明显，但从过滤后料液的感官指标上 看，使用错流过滤能使料液透明度增加，去除了沉淀，应 该是对料液的一种改善。
Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｂｅｔｗｅｅｎ ｃｒｏｓｓ－ｆｌｏｗ ｍｉｃｒｏ－ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ ｗｉｔｈ ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ｍｅｍｂｒａｎｅｓ ａｎｄ ｄｉａｔｏｍｉｔｅ ｆｉｌｔｒａｔｉｏｎ
ＬＩ Ｓｈｕａｎｇ－ｆｅｎｇ， ＱＩＡＮ Ｆｅｎｇ， ＨＥ Ｌｉ－ｔａｏ
（Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ Ｚｈｅｎｊｉ Ｂｒｅｗ Ｇｒｏｕｐ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｓｈｉｊｉａｚｈｕａｎｇ ０５１５３０， Ｃｈｉｎａ）
低一半，其经济性体现地较为明显。 ５ 料液回收率的对比分析 ５．１ 错流过滤设备对料液的回收率
错流过滤设备对高盐稀态酱油等固形物含量高的 物料一次性处理回收率超过９５％，二次处理回收率超过 ９８％，剩余渣液可直接降级使用，浪费极少；而对于如液 态醋、料酒等固形物含量低的物料来讲，回收率会更高。 ５．２ 硅藻土过滤机的料液回收率