技术应用

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利用电渗析离子交换膜脱除葡萄酒中酒石酸

一、酒石酸的来源

鲜榨葡萄汁中酒石酸含量平均4–10 g/L,其中60–80 % 以酒石酸氢钾 (KHT) 形式存在,10–20 % 为酒石酸钙,其余为游离酸。酵母菌发酵把糖转化为乙醇的同时,葡萄汁中原有的酒石酸、苹果酸、柠檬酸等几乎全部被保留下来,pH 3.0–3.8、乙醇 11–15 %。在陈酿与低温贮存阶段,KHT因溶解度骤降而不断析出,形成“酒石”,最终使 KHT降至 1.5–2.0 g/L 。


二、传统方法降低酒石酸含量

酒石酸可提供清爽酸味,抑制有害菌生长,保护葡萄酒色泽与香气;但低温或长期瓶储时,KHT 仍呈过饱和析出,出现“玻璃碴”样晶体,影响货架期产品的品质稳定性。为了稳定葡萄酒品质,传统工艺采用以下方法:冷冻降温析晶法、离子交换树脂法、添加抑制剂、加化学试剂沉淀。但这些方法存在各自的弊端。


三、电渗析法降低酒石酸含量

电渗析通过离子交换膜和直流电场共同作用,实现脱酸目的,已在国外葡萄酒生产中有大量应用。葡萄酒流经物料腔室,K⁺穿过阳膜向阴极迁移,HT⁻ 穿过阴膜向阳极迁移,随时间推移,葡萄酒中的酒石酸盐逐渐降低至合格范围。电渗析脱酸原理如下图:


图片1

 

利用离子交换膜实现离子脱除的同时,有机成分损失小,膜无需再生,避免了离子交换树脂的弊端。采用电渗析法脱除酒石酸,需要关注:

  1. 进酒浊度

  2. 温度控制

  3. pH 控制

  4. 电流密度

  5. 终点判定

  6. 分段循环

  7. 污堵控制

  8. 膜清洗


四、电渗析特点及优势

  1. 同步:不仅降低酒石酸盐,还同时降低其他杂质离子

  2. 精准:降酸幅度 0.1 g/L 可调,避免“降过头”

  3. 温和:室温操作,挥发香气损失 <3 %,色度下降 <2 %

  4. 绿色:无酸碱再生,浓缩液可直接回收酒石酸盐副产品

  5. 高效:单批次 30 min,同等产能占地仅为冷冻罐的 1/10

  6. 兼容:各类原酒均可处理

  7. 经济:约1.5 年收回设备投资

 

随着消费升级,电渗析技术在分子层面精准剔除过饱和酒石酸,成为葡萄酒“零冷储”工厂的核心单元。博纳科技专注物料分离纯化,采用电渗析离子交换膜法脱酸除盐已经积累了越来越多的应用案例,如菠萝汁脱酸增甜、柑橘汁脱酸、葡萄酒脱酸、乳清蛋白脱盐等;采用双极膜电渗析对果汁进行原位降pH灭酶、升pH脱酸也有独特应用。