CN103305391B - 一种提高白酒品级的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种提高白酒品级的方法，涉及渗透汽化膜分离技术在酿酒行业中的应用。本发明的工艺是以低档发酵白酒为原料酒，以优先透有机物复合膜为分离介质，酒液维持在恒定较低的温度下，用输送系统将其送入优先透有机物复合膜分离装置，原料侧进行循环流动，渗透侧通过多级冷凝的方式实现渗透物有选择的收集。酒液中的有效香味成份和酒精有选择性的进行渗透汽化透过复合膜，从而实现有效香味成份的富集，提高白酒品级；渗透侧设置多级冷凝器分别接收得到口感和香味成分不同的渗透液，最后将分别接收的渗透液进行合理勾调。该方法可以提高白酒品级，有效去除过量的杂醇油，去除对人体有害的重金属离子、高级脂肪酸等有害成分，使白酒更具老熟感，更平衡、协调。
Description
技术领域
本发明涉及一种提高白酒品级的方法，具体的说是对白酒中的各种有效香味成分进行合理地富集、浓缩之后进行勾调而提高白酒品质的方法。
背景技术
中国白酒是世界六大蒸馏酒之一（其余为：白兰地、威士忌、朗姆酒、伏特加、金酒），是由富含淀粉的原料经过发酵、蒸馏、储存、勾兑而生产的。酒文化在中国已有几千年的历史，逢年过节、婚丧嫁娶、朋友聚会、升官发财等都离不开酒。近年来，随着我国经济的发展，人民生活水平不断改善，白酒产业也得到了迅猛发展，2011年白酒产量达到了1025万千升，产值超过了3600亿元。众所周知，白酒由98%的乙醇和水，1%～2%的微量成分组成，在这1%～2%的微量成分中包含了酸类、醇类、酯类、酚类、醛类及其它芳香族化合物，成分复杂、种类繁多，而这些微量成分对白酒的品质起着决定性的作用，形成了白酒不同的香型和风格。这些复杂的微量成分（香味成分）主要是在发酵、蒸馏等生产过程中产生的（产香靠发酵，提香靠蒸馏），由于各种香味成分的物化性质不同，在蒸馏过程中前后的成分有很大区别，根据各种所含成分物化性质的差异，经过品酒师的品尝，将酒分级接收，就产生了特级酒、优质酒、一般酒、酒稍等几个级别的酒，其中特级酒、优质酒质量较好；一般酒、酒稍酒质量较差，只能作为低档酒销售。目前，国内有很多厂家生产的酒，达不到国家优质酒的标准或是低档酒所占份额非常大，严重影响了酒厂的经济效益，若能将该部分低档酒通过特殊的技术手段进行升级，那么酒厂的营业收入会有很大的提高。另外，低度白酒已成白酒的发展趋势。去浊技术生产低度白酒的关键技术之一，经过多年的发展和总结，已形成了行之有效的除浊工艺，但总无法摆脱高成本的困惑。低度白酒的浑浊原因是酒中的棕榈酸乙酯、油酸乙酯、亚油酸乙酯等高级脂肪酸酯类和部分高级醇类化合物随着酒精度或温度的降低，导致其溶解度减小而析出，使白酒出现浑浊、沉淀现象，如果能采取一种低成本的工艺可以降低白酒中的高级脂肪酸酯类的物质，同样也会为酒厂带来不菲的经济效益。
现有技术公开了一些提高白酒等级的技术方案，如中国申请200710050998.6公开了一种通过渗透蒸发分离并重组新型白酒从而提高其品质的方法,涉及渗透蒸发膜分离技术在白酒行业的应用。其具体工艺是将原料白酒维持在恒定的较低温度,用泵将酒液送入硅橡胶复合膜装置在膜的上游进行循环流动,膜下游通过真空泵维持真空状态,酒中的乙醇和挥发性香味物质被选择性地渗透蒸发分离出来成为渗透蒸汽,代表性的口感和香味成分在蒸汽中得到重组或浓缩;在膜下游设置低温冷凝装置,通过分时段冷凝渗透蒸汽,得到口感和香味物质不同组成的冷凝酒液;再将分时段冷凝酒液重新组合,可勾兑出新的高品质白酒。
但上述技术方案存在得到的渗透侧组分很难通过工艺来调节，也不能获得不同风味组成的渗透液体，无法进行优化勾调。
发明内容
本发明的目的是提供一种能够显著提高低档白酒质量，对其香味成分进行合理地富集、浓缩，消除或降低有害成分的方法，使白酒质量有明显改善，并具有效率高、流程可靠、适用于工业生产等特点。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种提高白酒品级的方法，以低档发酵白酒为原料酒，采用优先透有机物复合膜为分离介质，将原料酒升温后由原料输送装置送入优先透有机物复合膜分离装置进行循环流动，原料酒中的酒精及其它有效香味物质有选择性的渗透汽化透过优先透有机物分离膜成为渗透蒸汽，渗透侧抽真空，渗透蒸汽经过多级冷凝器分别接收得到口感和香味成分不同的渗透液，最后将接收的各渗透液进行勾调，获得优质白酒。
其中，将原料酒升温至30-80℃后由原料输送泵送入优先透有机物复合膜分离装置，以获得更好的分离效果。
其中，所述的优先透有机物复合膜是能够将有机物优先在渗透侧富集的膜，具体为本领域技术人员所理解。该优先透有机物复合膜由基膜与膜皮层材料构成，其中采用的基膜为有机超滤膜或无机超滤膜，优选Al2O3陶瓷滤膜、聚偏氟乙烯滤膜等；所述基膜孔径范围为5nm～500nm，优选50-150nm。
其中，所述膜皮层材料为亲有机物膜材料或改性的亲有机物膜材料。所述的亲有机物膜材料选自PDMS，PTMSP，MFI或ZSM-5，所述的改性亲有机膜材料为低表面能材料，改性的物质为无机引入物或有机功能基团。如改性的聚二甲基硅氧烷，改性的物质为无机晶体或有机聚合物。
本发明所述的方法，渗透蒸汽经过三级冷凝器分级冷凝，第一级冷凝介质为自来水，第二级冷凝介质为-5-5℃的冷冻液，第三级冷凝介质为冷冻至-20--50℃的冷冻液。优选第一级冷凝介质为常温自来水，第二级冷凝介质为5℃的冷冻水，第三级冷凝介质为冷冻至-30℃的盐水或乙二醇。
本发明所述的原料酒为低档发酵白酒，该概念为本领域技术人员所理解。其中优选原料酒为乙醇含量为15%～75%（v%）的低档发酵白酒。
所述优先透有机物复合膜的原料侧操作温度为10℃～50℃，液体的膜面流速为0.05～10m/s，渗透侧的绝对压力为2000～20000Pa。优选优先透有机物复合膜的原料侧操作温度为20℃～30℃，液体的膜面流速为1～5m/s，渗透侧的绝对压力为5000～15000Pa。
更具体地，本发明采用优先透有机物复合膜通过渗透汽化工艺富集香味物质成分提高白酒品级的工艺主要包括以下步骤：
连接原料罐、原料输送装置、换热器使原料侧构成闭合回路，渗透侧将三级冷凝器、三级接受罐、真空输送以串联的形式连接完毕。使用时将待处理的原料酒（低档白酒）装入原料罐内，用原料输送装置将原料酒送入优先透有机物复合膜分离装置的原料侧进行循环流动，渗透侧通过真空输送维持真空状态。
原料酒中的乙醇和有效香味成分有选择性的进行渗透汽化透过分离膜成为渗透蒸汽；渗透侧设置三级冷凝器，第一级冷凝介质为自来水，第二级冷凝介质为-5-5℃的冷冻液，第三级冷凝介质为冷冻至-20--50℃的冷冻液。优选第一级冷凝介质为常温自来水，第二级冷凝介质为5℃的冷冻水，第三级冷凝介质为冷冻至-30℃的盐水或乙二醇，渗透气体经过三级冷凝，分别接收，得到口感和香味成分不同的渗透液，最后将接收的各渗透液进行合理勾调而获得品质较好的白酒。其中，具体的勾调为本领域技术人员所掌握，如品酒师等。通过对各渗透液进行合理的常规勾调即可得到高品质白酒，本发明对勾调的比例不作特别限定。
本发明所采用优先透有机物复合膜采用的基膜为有机超滤膜或无机超滤膜，基膜孔径范围为5nm～500nm，膜皮层材料为改性的聚二甲基硅氧烷，改性的物质为无机晶体或有机聚合物。
本发明所采用的原料酒优选为乙醇含量为15%～75%（v%）低档发酵白酒。
本发明操作条件为：料液温度10℃～50℃，液体的膜面流速0.05～10m/s，渗透侧的绝对压力300～20000Pa，优选600～1200Pa，更优选1000～8000Pa。在该操作条件下，能够将低档白酒显著提高其品级
本发明采用多级冷凝的方式实现渗透物有选择的收集。酒液中的有效香味成份和酒精有选择性的进行渗透汽化透过复合膜，从而实现有效香味成份的富集，提高白酒品级；渗透侧设置多级不同真空度下的冷凝器、分别接收得到口感和香味成分不同的渗透液，最后将分别接收的渗透液进行合理勾调。
本发明是目前被认为最具发展前景的膜分离技术之一，具有分离效果好、能耗低、操作简单、无污染等优点。
采用上述技术方案，本发明具有如下有益效果
使用该工艺提纯白酒的优势：
1、可以有效去除高级脂肪酸。该方法可以有效去除高级脂肪酸而且不改变原酒的品味和功能，不会在低温下产生浑浊。
2、可以有效降低白酒中的上头物质。白酒中的易上头的物质主要是过量的高级醇和一些醛类。该方法可以有效降低易上头且有辛辣感的甲醛、乙醛等物质，增加使白酒有老熟感的乙缩醛含量；透过的杂醇油含量也在理想的控制范围。
3、有效去除白酒中的Pb2+、Mn2+等金属离子。由于该方法的分离机理是相似相容的原理，而这些金属离子与膜材料不能相互溶解，所以不能透过膜，得到了有效的截留。
4、分离后的产品实现了“增己降乳”。由于白酒中一般乳酸乙酯含量偏高，使白酒产生酸涩的感觉而影响白酒的品质。己酸乙酯作为部分白酒中的主体香成分，含量往往不太理想，所以增加己酸乙酯正是该发明的优势所在。
5、该发明是物理过程不会对白酒产生负面的有害的成分。
6、该发明有效富集白酒中各种有效成分，提高酒的品级，使其变得更协调、平衡、老熟感。
综上所述，采用优先透有机物复合膜分离技术，处理低档白酒，可以提高白酒品级，去除易上头物质，有效去除对人体有害的重金属离子、高级脂肪酸等有害成分，使白酒更具老熟感，更平衡、协调。最终会为白酒生产企业带来丰厚的利润。
附图说明
图1是渗透汽化富集香味物质成分提高白酒品级的装置结构示意图；
其中1-原料罐；2-原料输送装置；3-换热器；4-优先透有机物复合膜装置；5-一级冷凝器；6-一级接收罐；7-二级冷凝器；8-二级接收罐；9-三级冷凝器；10-三级接收罐；11-安保冷凝器；12-缓冲罐；13-真空泵。
具体实施方式
如图1所示的渗透汽化富集香味物质成分提高白酒品级的装置，原料罐1、原料输送装置2、换热器3使原料侧构成闭合回路，渗透侧将三级冷凝器（一级冷凝器5、二级冷凝器7、三级冷凝器9）、三级接受罐（一级接收罐6、二级接收罐8、三级接收罐10）、真空输送以串联的形式连接完毕。三级接收罐上还连有安保冷凝器11，该安保冷凝器11与缓冲罐12相连，缓冲罐12上连有真空泵13。
使用时，将待处理的原料酒（低档白酒）装入原料罐1内，用原料输送装置2将原料酒送入优先透有机物复合膜分离装置4的原料侧进行循环流动，渗透侧通过真空输送维持真空状态。具体方法参加实施例1-5。
实施例1
以孔径范围为50nmAl2O3陶瓷滤膜为基膜，由通过无机晶体改性的聚二甲基硅氧烷为皮层材料制备而成的优先透有机物复合膜为分离膜，将某酒厂62度的3L低档发酵白酒加入原料罐，打开原料输送装置进行循环，升温至40℃，料液膜面流速为0.3m/s，运行稳定后，打开真空泵进行渗透汽化分离提纯，渗透侧绝对压力为2000pa，渗透气体经过三级冷凝，第一级冷凝介质为自来水，第二级冷凝介质为5℃的冷冻水，第三级冷凝介质为冷冻至-30℃乙二醇，得到不同组成的渗透液，经过合理的勾调共获得优质白酒2.1L，经过理化分析和品酒师的品评，具体实验检测结果见表1。
表1
实施例2
以孔径范围为100nm聚偏氟乙烯滤膜为基膜，由经有机聚合物改性的聚二甲基硅氧烷为皮层材料制备而成的优先透有机物复合膜为分离膜，将某酒厂62度的3L低档发酵白酒加入原料罐，打开原料泵进行循环，升温至30℃，料液膜面流速为0.3m/s，运行稳定后，打开真空泵进行渗透汽化分离提纯，渗透侧绝对压力为2000pa，渗透气体经过三级冷凝，第一级冷凝介质为自来水，第二级冷凝介质为5℃的冷冻水，第三级冷凝介质为冷冻至-30℃乙二醇，得到不同组成的渗透液，经过合理的勾调共获得优质白酒2.1L，经过理化分析和品酒师的品评，具体实验检测结果见表2。
表2
实施例3
以孔径范围为500nmAl2O3陶瓷滤膜为基膜，由通过无机晶体改性的聚二甲基硅氧烷为皮层材料制备而成的优先透有机物复合膜为分离膜，将某酒厂乙醇浓度为25%（v）的3L酒加入原料罐，打开原料泵进行循环，升温至40℃，料液膜面流速为0.3m/s，运行稳定后，打开真空泵进行渗透汽化分离提纯，优先透有机物复合膜的原料侧操作温度为30℃。渗透侧绝对压力为2000pa，渗透气体经过三级冷凝，第一级冷凝介质为自来水，第二级冷凝介质为5℃的冷冻水，第三级冷凝介质为冷冻至-30℃乙二醇，得到不同组成的渗透液，经过合理的勾调共获得白酒1.3L，经过理化分析和品酒师的品评，具体实验检测结果见表3。
表3
实施例4
以孔径范围为50nmAl2O3陶瓷滤膜为基膜，由PDMS为皮层材料制备而成的优先透有机物复合膜为分离膜，将乙醇体积含量为15%的的3L低档发酵白酒加入原料罐，打开原料输送装置进行循环，升温至30℃，料液膜面流速为1m/s，运行稳定后，打开真空泵进行渗透汽化分离提纯，优先透有机物复合膜的原料侧操作温度为50℃，渗透侧绝对压力为20000pa，渗透气体经过三级冷凝，第一级冷凝介质为自来水，第二级冷凝介质为5℃的冷冻水，第三级冷凝介质为冷冻至-20℃乙二醇，得到不同组成的渗透液，经过合理的勾调即得高品质白酒。
实施例5
以孔径范围为150nmAl2O3陶瓷滤膜为基膜，由PTMSP为皮层材料制备而成的优先透有机物复合膜为分离膜，将乙醇体积含量为75%的3L低档发酵白酒加入原料罐，打开原料输送装置进行循环，升温至80℃，料液膜面流速为5m/s，运行稳定后，打开真空泵进行渗透汽化分离提纯，优先透有机物复合膜的原料侧操作温度为10℃，渗透侧绝对压力为2000pa，渗透气体经过三级冷凝，第一级冷凝介质为自来水，第二级冷凝介质为-5℃的冷冻水，第三级冷凝介质为冷冻至-50℃乙二醇，得到不同组成的渗透液，经过合理的勾调即得高品质白酒。
上述实施例中的实施方案可以进一步组合或者替换，且实施例仅仅是对本发明的优选实施例进行描述，并非对本发明的构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中专业技术人员对本发明的技术方案作出的各种变化和改进，均属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种提高白酒品级的方法，其特征在于：以低档发酵白酒为原料酒，采用优先透有机物复合膜为分离介质，将原料酒升温后由原料输送装置送入优先透有机物复合膜分离装置进行循环流动，原料酒中的酒精及其它有效香味物质有选择性的渗透汽化透过优先透有机物分离膜成为渗透蒸汽，渗透侧抽真空，渗透蒸汽经过三级冷凝器分别接收得到口感和香味成分不同的渗透液，最后将接收的各渗透液进行勾调，获得优质白酒；其中，第一级冷凝介质为自来水，第二级冷凝介质为-5-5℃的冷冻液，第三级冷凝介质为冷冻至-20--50℃的冷冻液；所述的原料酒为乙醇体积含量为15%～75%的低档发酵白酒；所述优先透有机物复合膜的原料侧操作温度为10℃～50℃，液体的膜面流速为0.05～10m/s，渗透侧的绝对压力为2000～20000Pa；所述的优先透有机物复合膜是能够将有机物优先在渗透侧富集的膜，包括基膜和膜皮层材料；所述基膜为有机超滤膜或无机超滤膜，膜皮层材料为改性的聚二甲基硅氧烷，改性的物质为无机晶体或有机聚合物；所述基膜孔径范围为50-150nm。
2.根据权利要求1所述的提高白酒品级的方法，其特征在于：将原料酒升温至30-80℃后由原料输送泵送入优先透有机物复合膜分离装置。
3.根据权利要求1所述的一种渗透汽化富集香味物质成分提高白酒品级的方法，其特征在于：所述优先透有机物复合膜的原料侧操作温度为20℃～30℃，液体的膜面流速为1～5m/s，渗透侧的绝对压力为5000～15000Pa。
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