TW201315707A - 用於酒類淨化的陶及其製造方法以及淨化用陶制容器，陶粒及淨化方法 - Google Patents

Abstract

本發明提供了一種用於酒類淨化的陶，製備該陶的原材料中包括：配製粘土60～80%，沸石10～25%，泥碳土10～20%。本發明還提供了這種陶的製造方法以及製成的用於酒類淨化的陶制容器和陶粒，以及淨化酒的方法。本發明所提供的改性陶及其製品用於酒類淨化，可以明顯降低酒中甲醇、重金屬離子鉛和3價鐵離子的濃度，而對白酒中乙醇濃度不影響，對淨化酒中的毒害成分提高酒類產品品質有良好作用

Description

用於酒類淨化的陶及其製造方法以及淨化用陶制容器，陶粒及淨化方法

本發明是一種酒類的存貯與處理，特別是一種用於酒類淨化的陶及其製造方法以及淨化用陶容器、陶粒及淨化方法。

研究發現，食用的酒類中既有有益成分，也含有較多的有害成分，甲醇就是其中之一。甲醇在人體內分解緩慢，有一定的蓄積作用，主要是對血管有麻痹作用及導致神經變性的作用，尤其是對視神經有嚴重損害。5~10ml/kg甲醇即可致人嚴重中毒，10ml/kg以上有失明危險，30ml/kg可以致死。甲醇中毒輕則頭昏頭痛、嘔吐、腹痛、眼球疼痛、視神經障礙，重則面色蒼白、四肢發紺、休克、失明、酸中毒、血液二氧化碳結合力低於30%，呼吸中樞麻痹而死亡。甲醇經人體氧化代謝產生甲醛和甲酸(俗稱蟻酸)，對人體亦能產生傷害。甲醇的代謝產物甲酸會累積在眼睛部位，破壞視覺神經細胞，腦神經也會受到破壞，從而產生永久性損害。甲酸進入血液後，會使組織及血液的pH值由鹼性逐步變成酸性，從而損害腎臟導致腎衰竭而死亡。這些有害物質，有些是從釀酒的原料中帶來的，另外一些是在釀造過程中產生的，無可避免。儘管現在從原料和工藝方面作了多方面的改進，但是這些有害物質依然或多或少的存在於食用酒類中，所以國家對此做了嚴格的規定。國家標準(GB2757-81《蒸餾酒及配製酒衛生標準》)規定，以穀類為原料的酒類中甲醇含量不得超過0.04g/100ml，以薯乾及代用品為原料的白酒中甲醇含量不得超過0.12g/100ml。除了甲醇之外，食用酒類中還含有部分金屬離子，除了對人體有益的鋅、錳離子外，還有重金屬鉛離子。食用酒類中鉛的來源，主要是由蒸餾器冷凝導管、貯酒容器中的鉛經溶蝕而來。為了降低酒中鉛的含量，現在大部分酒廠生產器具採用不銹鋼材料製作，但是無論如何改進生產工藝，食用酒類中總含有濃度高低不一的鉛離子。

因此，尋求一種淨化材料既可以對食用酒類中的有害物質如甲醇和重金屬鉛進行吸附過濾，而又不會破壞酒中的有益成分，將有益於提高酒類產品品質。

本發明的目的是提供一種可以淨化酒類中有害物質的陶、陶粒或陶制容器，從而為白酒生產、貯存過程中降低毒害物質提供一種新方法。

為達到上述發明目的，本發明提出以下的技術方案：

一種用於酒類淨化的陶粒，製備該陶的原材料中包括：

配製粘土　60～80%

沸石　10～25%

泥碳土　10～20%。

其中，該配製粘土的主要化學成分重量百分含量為：

SiO₂：56.80～60.50%

Al₂O₃：26.50～30.50%

Fe₂O₃：8.00～10.50%

CaO：0.40～0.45%

TiO₂：0.80～0.90%

K₂O：0.80～1.20%

Na₂O：0.12～0.15%。

上述用於酒類淨化的改性陶中，該配製粘土的粒徑為30～50μm，有效成分大於98%，該沸石的粒徑為40～70μm，有效成分大於98%，該泥碳土的粒徑為40～70μm，有效成分大於95%。

本發明還提供了一種上述用於酒類淨化的陶的製造方法，其步驟包括：將沸石研磨成細粉；再混入同樣研磨為粉狀的配製粘土和泥碳土；加適量的水，得到混合物；將該混合物擠壓成陶胚，然後造模、燒結；以及得到用於酒類淨化的陶。

上述用於酒類淨化的陶的製造方法中，該燒結過程，其步驟包括：將造好的模放入回轉窯中，在230～280℃溫度下焙燒6～8小時；待窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至450～550℃焙燒6～8小時；窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至700～800℃焙燒6～8小時；窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至950～1100℃焙燒6～8小時；及待窯溫自然冷卻至外界環境溫度，即可。

本發明還提供了一種用於酒類淨化的陶制容器，該陶制容器系採用前述的製造方法將陶胚造模成容器狀而制得，製備該陶制容器的原材料中包括：

配製粘土　60～80%

沸石　10～25%

泥碳土　10～20%。

其中，該配製粘土的主要化學成分重量百分含量為：

SiO₂：56.80～60.50%

Al₂O₃：26.50～30.50%

Fe₂O₃：8.00～10.50%

CaO：0.40～0.45%

TiO₂：0.80～0.90%

K₂O：0.80～1.20%

Na₂O：0.12～0.15%。

本發明還提供了一種用於酒類淨化的陶粒，該陶粒同樣系採用前述的製造方法將陶胚造模成粒而制得，製備該陶粒的原材料中包括：

配製粘土　60～80%

沸石　10～25%

泥碳土　10～20%。

其中，該配製粘土的主要化學成分重量百分含量為：

SiO₂：56.80～60.50%

Al₂O₃：26.50～30.50%

Fe₂O₃：8.00～10.50%

CaO：0.40～0.45%

TiO₂：0.80～0.90%

K₂O：0.80～1.20%

Na₂O：0.12～0.15%。

上述用於酒類淨化的陶粒中，該陶粒的密度為：2.6～3.0 g/cm³，吸水率為：4.40～4.80%，粒徑為1～3mm。

本發明更提供了一種酒類淨化的方法，取前述的陶粒製成層析柱，然後將待淨化的酒流經該層析柱，即實現對酒類的淨化。

上述酒類淨化的方法中，該層析柱包括多個，該被淨化的酒類或先後流過該層析柱；該每個層析柱內容納的陶粒粒徑相同；該多個層析柱內容納的陶粒粒徑沿酒類流動方向由大變小。

上述酒類淨化的方法中，該層析柱的直徑為2.5～3.0cm，柱長30～120cm。

從以上技術方案可以看出，本發明所提供的陶粒或陶制容器用於酒類淨化，可以明顯降低酒中甲醇、重金屬離子鉛和3價鐵離子的濃度，而對白酒中乙醇濃度不影響，對淨化酒中的毒害成分提高酒類產品品質有良好作用。

下面通過具體實施例進一步解釋本發明，但是本發明不僅限於實施例中。

1.　各實施例的原料配比：

表1　原材料配比

普通的粘土一般由多種水合矽酸鹽和一定量的氧化鋁、鹼金屬氧化物和鹼土金屬氧化物組成，而本發明各實施例中所用的配製粘土的主要化學成分的重量百分含量為，SiO₂：56.80～60.50%，Al₂O₃：26.50～30.50%，Fe₂O₃：8.00～10.50%，CaO：0.40～0.45%，TiO₂：0.80～0.90%，K₂O：0.80～1.20%，Na₂O：0.12～0.15%(上述成分及含量按粘土經乾燥焚燒後取樣分析得出的結果，並不代表粘土本身所含有的所有成分)，它是在普通的工業用粘土礦如高嶺土、膨潤土、活性白土等的基礎上添加、調整相應的成分改性而成。

實施例中所用的配製粘土的粒徑為30～50μm，有效成分大於98%；沸石的粒徑為40～70μm，有效成分大於98%；泥碳土的粒徑為40～70μm，有效成分大於95%。

2.　陶粒的製備：

按上表1的原材料配比備料，製備時先把沸石細磨至200～300目，再混入磨細為同樣目數的配製粘土、泥碳土，將混合物擠壓成胚，然後造模成粒，燒結，製成不同粒徑的顆粒即可。在其他實施例中，也可以形成板狀的胚，燒結後，將得到的陶板粉碎成粒。這兩種不同方法得到的陶粒對酒類的淨化作用大致相同。燒結時，將造好的模放入回轉窯中，在230～280℃左右焙燒6～8小時；待窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至450～550℃左右焙燒6～8小時；窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至700～800℃左右焙燒6～8小時；窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至950～1100℃左右焙燒6～8小時，窯溫自然冷卻至外界環境溫度，完成燒結，即得用於酒類淨化的陶粒。

上述制得的陶粒通常密度在2.6～3.0 g/cm³之間，隨製備批次的不同而可能稍有不同，不過大多數陶粒的密度集中分佈在2.80g/cm³、2.82g/cm³或2.85g/cm³，少數的陶粒密度分佈在2.60～2.80g/cm³附近或2.90～3.00g/cm³附近，吸水率大致為：4.40%、4.60%或4.80%，粒徑為1～3mm。

3.　陶制容器的製備

按上表1的原材料配比備料，製備時先把沸石細磨至200～300目，再混入磨細為同樣目數的配製粘土、泥碳土，將混合物擠壓成胚，然後造模成各種形狀的容器(如瓶、罐、鼎等)，燒結，製成不同形狀的陶制容器即可。燒結時，將造好的模放入回轉窯中，在230～280℃左右焙燒6～8小時；待窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至450～550℃左右焙燒6～8小時；窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至700～800℃左右焙燒6～8小時；窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至950～1100℃左右焙燒6～8小時，窯溫自然冷卻至外界環境溫度，完成燒結，即得用於酒類淨化的陶制容器。

4.　陶粒對白酒的淨化實驗

4.1　陶粒對白酒中甲醇的淨化

取上面實施例一所制得的陶粒(直徑1mm)裝入層析柱中(柱直徑2.5cm，柱長90 cm)，準備層析。記錄系統為Bio-Rad的Biologic LP SYSTEM。

不同體積的白酒流經層析柱後留樣，待測樣品送至中國廣州分析測試中心檢測，依據有機質譜分析方法通則(JY/T 003-1996)採用氣相色譜/質譜的方法檢測白酒樣品中甲醇、乙醇的濃度。甲醇、乙醇的濃度變化見附圖1。

從結果可見，白酒中的乙醇含量在過柱前後變化不大，濃度變化不超過3%。而甲醇含量在過柱前後變化明顯，在過柱3800ml後甲醇含量降低約38%。

4.2　陶粒對含金屬鉛離子和3價金屬鐵離子溶液的淨化

配製含高Fe³⁺、Pb離子的酒樣品溶液流經陶粒層析柱(顆粒直徑：1 mm，柱直徑3.0cm，柱長90 cm)，過柱前及在流過不同體積後取樣檢測Fe³⁺、Pb離子的濃度。結果如表2所示，溶液中鉛離子過柱100mL後濃度下降96%，但在過柱350mL後濃度有所上升，與過柱前相比下降約86%。將柱子洗脫後檢測洗脫液中鉛離子的濃度與過柱350mL後的鉛離子濃度相比高1倍，說明部分的鉛離子被吸附於陶粒中，洗脫時並未完全洗脫下來。Fe³⁺情況與鉛離子相似，但在洗脫液中的濃度高於上柱前的溶液中Fe³⁺的離子濃度，說明Fe³⁺離子與陶粒結合並不緊密，較鉛離子容易洗脫下來。

表2　陶粒對含Fe³⁺、Pb離子溶液的淨化效果

注：鉛離子含量由過柱前230 mg/kg下降到最低8.3 mg/kg，下降接近30倍。3價金屬離子鐵的濃度由190 mg/kg下降至0.7 mg/kg，下降超過270倍。

4.3　不同柱長的陶粒層析柱對白酒中甲醇濃度的影響

白酒在流經不同長度的陶粒層析柱(顆粒直徑：1 mm)後檢測流出液的甲醇濃度，計算甲醇濃度下降的百分比。結果如附圖2所示，可以發現，隨柱長的增加，甲醇下降的百分比也相應的增加，由流經30cm層析柱可降低1.9%甲醇，柱長120 cm可降低12.4%的甲醇，增加6倍，說明柱長與降低甲醇的濃度呈正相關。

4.4　不同顆粒直徑的陶粒對白酒中甲醇濃度的影響

白酒在層析柱(柱直徑：3.5cm，柱長：90 cm)中流經不同顆粒直徑的陶粒(1mm、2mm、3mm)後檢測流出液的甲醇濃度，計算甲醇濃度下降的百分比。結果如附圖3所示，陶粒顆粒直徑1mm時，能將液體中甲醇濃度下降36.67%，當直徑增加至2mm時，甲醇濃度下降百分比為28%，當直徑增加至3mm時，甲醇濃度下降百分比為22%，說明隨陶粒顆粒直徑的增加，降低甲醇濃度的能力越小；反之，陶粒顆粒越小，甲醇濃度的降低能力越大。

5.　陶制容器對酒類的淨化實驗

取前述制得的陶制容器(在本實施例中，上述陶制容器為酒瓶)，盛入500ml的白酒，密封，靜置10天，分別測定白酒放置前後酒中的甲醇、乙醇濃度以及金屬鉛和3價鐵離子的含量，其結果如下表3所述：

表3　陶制容器對白酒中淨化效果

綜上所述，採用本發明所提供的陶粒、陶制容器對白酒進行淨化，可有效降低酒類中的甲醇、重金屬鉛和3價鐵離子含量，但是對乙醇的濃度基本不影響。值得一提的是，雖然原材料中的沸石本身具有對離子的吸附特性，但是其吸附是無差別無選擇性的。而在本發明中，為實現對酒類的淨化，並不需要對所有離子都加以吸附，具體而言，需要吸附的僅僅只是存在酒類中的重金屬離子等。本發明所制得的陶粒或陶制容器，對酒類中的甲醇、重金屬鉛和3價鐵離子有相當好的選擇吸附作用，而對其他離子的吸附作用則不是那麼明顯，因而特別適用於對酒類尤其是白酒的淨化。

如附圖4，本發明還提供了一種上述用於酒類淨化的陶的製造方法，其步驟包括：

步驟301　將沸石研磨成細粉；

步驟302　再混入同樣研磨為粉狀的配製粘土和泥碳土；

步驟303　加適量的水，得到混合物；

步驟304　將該混合物擠壓成陶胚，然後造模、燒結；及

步驟305　得到用於酒類淨化的陶。

如附圖5，上述用於酒類淨化的陶的製造方法中，該燒結過程，其步驟包括：

步驟401　將造好的模放入回轉窯中，在230～280℃溫度下焙燒6～8小時；

步驟402　待窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至450～550℃焙燒6～8小時；

步驟403　窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至700～800℃焙燒6～8小時；

步驟404　窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至950～1100℃焙燒6～8小時；及

步驟405　待窯溫自然冷卻至外界環境溫度，即可。

以上所述實施例僅表達了本發明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但並不能因此而理解為對本發明專利範圍的限制。應當指出的是，對於本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬於本發明的保護範圍。因此，本發明專利的保護範圍應以所附權利要求為准。

步驟301~步驟305

步驟401~步驟405

圖1所示為不同體積的白酒經過本發明提供的陶粒層析柱後，檢測的甲醇、乙醇濃度變化曲線圖。

圖2所示為白酒經過本發明提供的相同粒徑而不同長度的層析柱後，甲醇的濃度變化示意圖。

圖3所示為白酒經過本發明提供的不同粒徑的陶粒的層析柱後，甲醇的濃度變化示意圖。

圖4所示為陶的製造方法得步驟。

圖5所示為陶的製造方法中燒結過程步驟。

步驟301~步驟305

Claims (10)

1. 一種用於酒類淨化的陶，其中，製造該陶的原材料中包括：一配製粘土　60～80%一沸石　10～25%一泥碳土　10～20%其中，該配製粘土的主要化學成分重量百分含量為：二氧化矽SiO₂：56.80～60.50%氧化鋁Al₂O₃：26.50～30.50%氧化鐵Fe₂O₃：8.00～10.50%氧化鈣CaO：0.40～0.45%氧化鈦TiO₂：0.80～0.90%氧化鉀K₂O：0.80～1.20%氧化納Na₂O：0.12～0.15%。
2. 如申請專利範圍第1項所述之用於酒類淨化的陶，其中，該配製粘土的粒徑為30～50μm，有效成分大於98%；該沸石的粒徑為40～70μm，有效成分大於98%；以及該泥碳土的粒徑為40～70μm，有效成分大於95%。
3. 一種配合申請專利範圍第1項或第2項所述之用於酒類淨化的陶的製造方法，其步驟包括：將沸石研磨成細粉；再混入同樣研磨為粉狀的配製粘土和泥碳土；加適量的水，得到混合物；將該混合物擠壓成陶胚，然後造模、燒結；以及得到用於酒類淨化的陶。
4. 如申請專利範圍第3項所述之用於酒類淨化的陶的製造方法，該燒結過程步驟包括：將造好的模放入回轉窯中，在230～280℃溫度下焙燒6～8小時；待窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至450～550℃焙燒6～8小時；窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至700～800℃焙燒6～8小時；窯溫自然冷卻至外界環境溫度之後，再將窯溫升溫至950～1100℃焙燒6～8小時；以及待窯溫自然冷卻至外界環境溫度。
5. 一種用於酒類淨化的陶製容器，該陶製容器系採用申請專利範圍第4項所述之用於酒類淨化的陶的製造方法，將陶胚造模成容器狀而製得，製備該陶製容器的原材料中包括：一配製粘土　60～80%一沸石　10～25%一泥碳土　10～20%其中，該配製粘土的主要化學成分重量百分含量為：二氧化矽SiO₂：56.80～60.50%氧化鋁Al₂O₃：26.50～30.50%氧化鐵Fe₂O₃：8.00～10.50%氧化鈣CaO：0.40～0.45%氧化鈦TiO₂：0.80～0.90%氧化鉀K₂O：0.80～1.20%氧化納Na₂O：0.12～0.15%。
6. 一種用於酒類淨化的陶粒，該陶粒係採用申請專利範圍第4項所述之用於酒類淨化的陶的製造方法，將陶胚造模成粒而製得，製備該陶粒的原材料中包括：一配製粘土　60～80%一沸石　10～25%一泥碳土　10～20%其中，該配製粘土的主要化學成分重量百分含量為：二氧化矽SiO₂：56.80～60.50%氧化鋁Al₂O₃：26.50～30.50%氧化鐵Fe₂O₃：8.00～10.50%氧化鈣CaO：0.40～0.45%氧化鈦TiO₂：0.80～0.90%氧化鉀K₂O：0.80～1.20%氧化納Na₂O：0.12～0.15%。
7. 如申請專利範圍第6項所述之用於酒類淨化的陶粒，其中：該陶粒的密度為：2.6～3.0 g/cm³；吸水率為：4.40～4.80%；以及粒徑為1～3mm。
8. 一種用於酒類淨化的方法，其係採用如申請專利範圍第7項所述之陶粒製成層析柱，然後將待淨化的酒流經該層析柱，即實現對酒類的淨化。
9. 如申請專利範圍第8項所述之用於酒類淨化的方法，其中包括至少一個該層析柱，該被淨化的酒類先後流過該層析柱；該每個層析柱內容納的該陶粒粒徑相同；該多個層析柱內容納的該陶粒粒徑沿酒類流動方向由大變小。
10. 如申請專利範圍第8項所述之用於酒類淨化的方法，其中，該層析柱的直徑為2.5～3.5cm；及柱長30～120cm。