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活性炭在制酒中的应用

来源:美源净水 时间:2017-08-29 点击次数:

    活性炭在白酒中的应用

    1.活性炭的结构

    活性炭是一种孔隙结构发达的炭质材料,采用适宜的原材料,可经炭化、活化及漂洗等工艺制成,有食品级和非食品级等级别。 随着科技进步,活性炭的性状、性能及专一性有所改善,汪洋酒炭就是专用于酒类的专用炭。活性炭作为吸附剂或载体等,在科研、卫生及工业上被广泛应用。

    活性炭是疏水性吸附剂,在极性溶液中吸附非极性物质,总比表面积达500-1000m2/g,真比重(密度)为1.9-2.1,表观比重为0.08-0.45,沸点4200℃左右,不溶于任何有机溶削。活性炭在生产过程中,去除了碳晶间的多种碳化物及无序碳等,从而形成众多孔隙即多孔结构。活性炭的多孔结构可分为微孔、过渡孔和大孔若干类型,有效半径20埃以内的为微孔,其比表面积占总比表面积的90%以上,可以说,活性炭的吸附效能相当程度上取决于微孔。有效半径20-500埃范围内的为过渡孔,有使吸附物质进入微孔通道的作用。而500埃以上的属大孔,能使吸附物质快速进入微孔。活性炭成孔优劣或不同的孔隙结构及表面化学成分,使它在实际应用中的效能或专一性存在差异。

    2.活性炭的作用

    活性炭用于液相吸附中,尤其有着良好的效果。

    2.1脱色;

    2.2除去呈臭味物质;

    2.3除去臭味物质的前体物质;

    2.4除去混浊及可能生成混浊的物质;

    2.5除去胶体物质;

    2.6催陈、调香;

    2.7除去生理性有害物质等。

    同时,活性炭在毒理学上是绝对安全的,只要采用食品级以上产品,对人体不会造成任何危害。

    活性炭早已应用在食品工业上,汪洋酒类专用炭在饮料酒生产中应用最为广泛。对于白酒,利用活性炭既可以解决混浊,又可以减少酒中的邪杂味。在适合剂量时,它首先吸附引起混浊的3种高级脂肪酸酯即油酸乙酯、亚油酸乙酯和棕桐酸乙酯,其次是己酸乙酯等。酒和酒精经过活性炭的处理,能促进醇和酸的酯化反应,乙醇和水的缔合作用,醛类物质部分被吸附、催化,所以辣味被减弱。具有老熟感。它对多种酒类的增绵、增(调)香,正是其催熟作用产生的。经过活性炭的处理,白酒的口味会有较明显改善,一次处理相当于3个月左右的自然老熟期,能使腥、涩、苦、麻、辣、暴的酒迅速变成比较纯绵适口的酒。

    3.活性炭的使用方法

    3.1直接加入法

    活性炭用于白酒处理中,直接加入方法(或称反应器法)依然被厂家所采用。现用此法,应尽可能选择相对专一性的粉末活性炭,如汪洋酒类专用炭,掌握好使用剂量和吸附时间等因素,包括间歇或连续性搅拌。搅拌的作用是让活性炭与引起混浊的3种高级脂肪酸酯充分接触,加快吸附进程。要达到吸附充分,必须要用较长时间,初加入时,体系内各点不一定均匀,因此在活性炭表面上会吸附少量己酸乙酯等有益成分。但延长时间或搅拌,因3种高级酯比己酸乙酯的亲和力强,前者将会或较快地置换后者。如处理得当,该法也可取得较满意效果。

    从报道和实验可知,酒度为60-65度时,活性炭对己酸乙酯等部分有益成分的吸附能力比较弱,而在此酒度时.对上述3种高级脂肪酸酯的吸附能力仍相当强,故可除去其中的大部分高级脂,使流出的酒液加水降度不会混浊,

    3.2 装柱使用

    实验说明,应用适合剂型的活性炭和加工设备装柱对高度原酒吸附处理,然后降度和勾调生产,简便快速和效果颇佳。虽然最终会吸附部分有益酯,但处理后的活性炭还可再利用,故不失为一种好方法。目前市售活性炭类型尚多,厂家有较大选择余地,实验认为,装柱用活性炭应选择细小颗粒型产品,并根据本厂酒基、香型,通过小试确定合适的剂型品种。可根据生产规模设计柱子的尺寸大小,因调控吸附流速柱子需承受一定压力,要选择一定厚度的不锈钢或铝质材加工、装配。柱长度与柱直径之比(L/D)为5左右较适宜,柱进出液管口径为柱直径的十分之一左右。在吸附处理中,整个吸附流程是一个复杂的动态过程,介质界面上会不断发生着吸附、交换的动态变化。酒液吸附流向宜自下而上;流速及混浊穿透点,应根据酒基质量和生产需要,参照处理后酒液耐低溫、低度程度确定之。装柱吸附的初始流速拟可快些,而随着吸附逬程适当放慢,总之应试选定理想吸附效果中的适宜流速与处理量。当到达吸附穿透点时,对柱中活性炭及时逬行再生。再生处理流向则自上而下即反向解吸再生,一次再生需所装活性炭3-5倍量的高度酒精。用于活性炭再生后的酒精液,可与配制酒生产结合起来处理和回收利用。如处理65度左右的发酵原酒,一次裝柱可以重复再生使用3-5次,处理数量为所装介质量的500-1000倍。

    4装柱活性炭的再生

    4.1萃取再生

    用95%(v/v)的酒精洗脱或反冲解吸再生。为提高生产效率和降低再生成本,萃取再生应允许被解吸物质有一定残留量,即用高度酒精反冲再生到一定程度时,已可继续进行白酒吸附处理。自然如此反复,介质所处理白酒的数量会依次递減(即“穿透点”随之变化当介质到无再次处理使用价值时,取出加热再生。但若从经济核算角度考虑认为无太大价值时,也可至此将柱内活性炭洗脱所吸附酯类后舍弃之。

    4.2加热再生

    如活性炭表面吸附中心填满了难以解吸出的物质,其活度丧失或大大降低,可加热再生,使它重新恢复活性。

    4.2.1水洗:对处理白酒后的活性炭,可用酒精洗脱所吸附酯类后进行水洗。

    4.2.2干燥:风干或晒干。

    4.2.3加热活化:有条件可用再生炉热蒸汽加热活化。温度升至200℃维持一段时间,高级脂肪酸酯会从其表面挥发掉;500℃维持10h左右将可达到完全再生效果。也有人用陶(搪)容器翻炒方法简易加热再生。

    4.2.4筛选:选择适合目数的振动筛,筛去碎粉末状活性炭,以维持其正常通透性。

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