一種白酒生產(chǎn)過程中黃水全回收利用的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種白酒生產(chǎn)過程中黃水全回收利用的方法，將原料罐內(nèi)黃水首先通過多孔分離膜系統(tǒng)分離，透過多孔分離膜的黃水清液送入滲透汽化膜系統(tǒng)進(jìn)一步分離，大部分醇、醛、酯類物質(zhì)透過滲透汽化膜并以氣態(tài)的形式在膜的另外一側(cè)進(jìn)行富集，經(jīng)滲透汽化膜膜系統(tǒng)的冷凝器冷凝后回收至產(chǎn)品儲(chǔ)罐，可用于勾兌白酒，增加原酒中的香味成分等，被截留的多孔分離膜滲余液和滲透汽化膜滲余液也可回收作進(jìn)一步利用。本發(fā)明的突出特點(diǎn)在于通過多孔分離膜和滲透汽化膜兩種膜分離集成方法，提高了黃水回收效率，并使得黃水的有效物質(zhì)利用率最大化，徹底解決了黃水的去路問題。此外還具有設(shè)備簡(jiǎn)單、分離能耗低的優(yōu)點(diǎn)，具有很強(qiáng)的實(shí)用性。
【專利說明】-種白酒生產(chǎn)過程中黃水全回收利用的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種白酒生產(chǎn)過程中黃水全回收利用的方法，屬于釀酒【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002] 黃水是傳統(tǒng)濃香型白酒發(fā)酵過程中處于窖池底部的副產(chǎn)物，為黃褐色粘稠液體， 其味酸中帶澀。黃水中含有較多有效成分，具有極高的利用價(jià)值。黃水含有醇類、酸類、醛 類、酯類等物質(zhì)種類特別豐富的呈香呈味物質(zhì)，此外還含有經(jīng)長(zhǎng)期在窖內(nèi)特定環(huán)境中馴化 的有益微生物、糖類物質(zhì)、含氮化合物和少量的單寧、色素及產(chǎn)香的前驅(qū)物質(zhì)等。全國(guó)酒廠 每年生產(chǎn)的黃水量十分巨大，酒廠大都沒有對(duì)其進(jìn)行有效利用而直接將其放棄，由于黃水 具有高酸、高生化需氧量值的特性，超過了國(guó)家允許的廢水排放標(biāo)準(zhǔn)，直接排放丟掉，既污 染環(huán)境又造成極大的浪費(fèi)。因此，積極尋找黃水的利用途徑，使其變廢為寶，減輕其對(duì)環(huán)境 的污染，降低黃水治理的成本，增加經(jīng)濟(jì)效益，顯得極為重要。有部分酒廠很重視其利用價(jià) 值的開發(fā)：如利用其開發(fā)成為酯化液、串蒸液、回窖發(fā)酵液等，但提取利用率低，產(chǎn)品質(zhì)量 不穩(wěn)定；用于養(yǎng)窖、拌糟回窖發(fā)酵、培養(yǎng)人工窖泥等方面；利用黃水釀造食醋；利用黃水發(fā) 酵制備丙酸等，由于只是利用或提取黃水部分有效成分，而在利用的同時(shí)產(chǎn)生了二次廢水， 無法從根本上解決發(fā)酵黃水的最終去路問題。
[0003] 專利CN100415867提出利用超臨界二氧化碳技術(shù)從黃水中提取酒用呈味呈香 物質(zhì)的方法，首先將黃水經(jīng)過發(fā)酵、過濾、濃縮、結(jié)晶等預(yù)處理步驟，分離出晶體和結(jié)晶母 液，晶體用于生產(chǎn)乳酸或乳酸鈣，結(jié)晶母液則采用超臨界二氧化碳萃取分離收集萃取物， 分離后對(duì)二氧化碳進(jìn)行回收利用。雖然在一定程度上利用黃水，但是操作比較復(fù)雜，不容 易控制，成本也比較高。因此研究人員一直在探索一種低投入、簡(jiǎn)單易行的方法。專利 CN102516057提出一種提取黃水中有機(jī)酸的方法，首先對(duì)黃水用活性炭、凸凹棒土等進(jìn)行預(yù) 處理，然后利用堿性離子交換樹脂對(duì)有機(jī)酸進(jìn)行吸附分離，然后將提取的有機(jī)酸用于白酒 勾兌和調(diào)味、增香。這些方法都是對(duì)黃水的部分有效物質(zhì)進(jìn)行提取，總的來說，對(duì)黃水的利 用仍然不高。
[0004] 滲透汽化是一種新型的膜分離方法，利用各組分在膜中的溶解度和擴(kuò)散速度的差 異所導(dǎo)致的擴(kuò)散通過膜的速度不同實(shí)現(xiàn)分離的過程，具有能耗低、分離效率高、環(huán)境友好的 優(yōu)點(diǎn)。超濾膜可截留去除固體顆粒懸浮體、大分子有機(jī)物等，實(shí)現(xiàn)凈化過程，本發(fā)明將滲透 汽化膜分離和超濾膜分離集成，首次應(yīng)用于黃水的分離，為酒廠黃水的合理利用、節(jié)能減排 提供依據(jù)，以提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明涉及一種白酒生產(chǎn)過程中黃水全回收利用的方法，具體地說是通過多孔分 離膜系統(tǒng)與滲透汽化膜系統(tǒng)的集成，實(shí)現(xiàn)白酒生產(chǎn)過程中黃水的全回收利用。
[0006] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案： 一種白酒生產(chǎn)過程中黃水回收利用的方法，包括以下步驟： 黃水注入原料罐中，在一定溫度下開啟出料閥門，利用高壓進(jìn)料泵將原料罐內(nèi)黃水以一 定速度輸送至多孔分離膜組件，并以一定壓力差為推動(dòng)力進(jìn)行膜分離，透過多孔分離膜的黃 水清液進(jìn)入緩沖罐，主要為有機(jī)酸、醇、醛、酯類等物質(zhì)；而被截留的滲余液A，主要為糖類、氨 基酸、殘淀、腐殖質(zhì)、酵母菌自溶物、微生物菌體及活細(xì)胞等，可加工生產(chǎn)成液體蛋白飼料。待 緩沖罐內(nèi)的黃水清液達(dá)到一定體積，打開出料閥門和常壓進(jìn)料泵，將黃水清液以一定的進(jìn)料 速度送入滲透汽化膜系統(tǒng)，用真空泵抽真空的方式提供推動(dòng)力，經(jīng)滲透汽化膜處理后，黃水清 液中的大部分醇、醛、酯類物質(zhì)透過滲透汽化膜并以氣態(tài)的形式在膜的另外一側(cè)進(jìn)行富集，經(jīng) 滲透汽化膜膜系統(tǒng)的冷凝器冷凝后回收至產(chǎn)品儲(chǔ)罐，可用于勾兌白酒，增加原酒中的香味成 分等；而被截留的滲余液B，主要為水、有機(jī)酸類物質(zhì)，可回收加工成具有很好風(fēng)味的食醋，可 制備成乳酸鈣或復(fù)合有機(jī)酸鈣，也可進(jìn)一步制備產(chǎn)品附加值較高的丙酸等。
[0007] 本發(fā)明所述的方法，其特征是所述的原料罐溫度范圍為25~40°C，高壓進(jìn)料泵絕壓 范圍為200?500kPa，輸送速度范圍為0.8~2 m/s。所述的多孔分離膜組件以有機(jī)聚合物 或無機(jī)陶瓷或不銹鋼為支撐體，具有一層或多層具有分離功能的活性膜層。
[0008] 本發(fā)明所述的方法，其特征是所述的多孔分離膜的截留分子量為500(Γ50000道 爾頓或孔徑在Inm ~ 5μπι，主要要求具有截留酵母菌體的自溶物質(zhì)、微生物菌體及活細(xì)胞 等的功能。活性膜的材質(zhì)是纖維素及其衍生物、聚砜、聚醚砜、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯 腈、聚偏氟乙烯、聚酰胺或無機(jī)陶瓷中的一種或幾種。本發(fā)明優(yōu)先推薦抗污染、易清洗、易組 裝的陶瓷材質(zhì)外壓膜。
[0009] 本發(fā)明所述的方法，其特征是所述的滲透汽化膜系統(tǒng)包括滲透汽化膜組件、冷凝 器和真空泵，膜下游側(cè)用真空泵抽真空的方式維持真空度100 Pa ~10000 Pa。所述滲透汽 化膜組件由單個(gè)或多個(gè)單元滲透汽化膜串聯(lián)或并聯(lián)組成，各單元滲透汽化膜的透過側(cè)通過 管路并聯(lián)于真空泵總管。通過膜單元的增減和膜單元的串聯(lián)的級(jí)數(shù)調(diào)配滲透汽化膜系統(tǒng)的 生產(chǎn)能力。
[0010] 本發(fā)明所述的方法，其特征是所述的滲透汽化膜是具有優(yōu)先透過醇、醛、酯等有機(jī) 物的特定功能性膜，材質(zhì)可以是硅橡膠、聚二甲基硅氧烷、聚三甲基硅丙炔、聚丙烯、聚丙烯 腈、聚丁二烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、丁腈橡膠、聚醚酰胺嵌段共聚物、疏水納 米二氧化鈦、無機(jī)型分子篩或無機(jī)陶瓷中的一種或幾種復(fù)合而成。
[0011] 本發(fā)明所述的方法，其特征是所述多孔分離膜和滲透汽化膜為管式、卷式、平板或 中空纖維膜形式。
[0012] 綜上所述，本發(fā)明有益效果在于： (1 )首次將多孔分離膜和滲透汽化膜兩種膜分離方法的集成用于黃水的全回收利用， 提高了黃水回收效率，并將黃水中的有效物質(zhì)進(jìn)行了高效的分離； (2 )采用本發(fā)明的方法分離得到的黃水的各個(gè)有效物質(zhì)均能很好的進(jìn)行回收再利用， 使得黃水的有效物質(zhì)利用率最大化，基本實(shí)現(xiàn)全回收，使黃水資源得到了綜合利用，徹底解 決了黃水的去路問題； (3 )本發(fā)明所述方法采用的設(shè)備簡(jiǎn)單、分離能耗低，具有很強(qiáng)的實(shí)用性； (4)本發(fā)明相比現(xiàn)有黃水回收技術(shù)，不會(huì)形成二次污染，具有環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，契合國(guó) 家節(jié)能減排需求。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 圖1是本發(fā)明工藝的技術(shù)路線圖，其中各標(biāo)記解釋如下：1-原料罐，2-閥門，3-高 壓進(jìn)料泵，4-多孔分離膜組件，5-緩沖罐，6-閥門，7-常壓進(jìn)料泵，8-滲透汽化膜系統(tǒng)， 9-產(chǎn)品儲(chǔ)罐，A-多孔分離膜系統(tǒng)滲余液，B-滲透汽化膜系統(tǒng)滲余液。

【具體實(shí)施方式】
[0014] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本發(fā)明并不只限于這些例子： 實(shí)施例1 : 一種黃水全回收利用的方法，是按如下步驟進(jìn)行的： 如圖1所示，釀酒副產(chǎn)物黃水注入原料罐1中，溫度為40°C，開啟出料閥門2,利用高壓 進(jìn)料泵3將原料罐1的黃水以0. 8 m/s的流速輸送至多孔分離膜系統(tǒng)4中，與陶瓷材質(zhì)外 壓膜接觸，高壓泵絕壓為200 kPa，以此壓力差為推動(dòng)力進(jìn)行基于物理篩分的膜分離，采用 的截留分子量為5000道爾頓或孔徑在Inm的多孔分離膜，透過多孔分離膜的黃水清液進(jìn)入 緩沖罐5,被截留側(cè)獲得滲余液A，主要為糖類、氨基酸、殘淀、腐殖質(zhì)、酵母菌自溶物、微生 物菌體及活細(xì)胞等，可加工生產(chǎn)成液體蛋白飼料。待緩沖罐內(nèi)的料液達(dá)到70%，打開出料閥 門6和進(jìn)料泵7,將黃水清液以0. 8 m/s的進(jìn)料速度送入滲透汽化膜系統(tǒng)8,與聚二甲基硅 氧烷-聚四氟乙烯-疏水納米二氧化鈦復(fù)合膜接觸，膜下游側(cè)用真空泵抽真空的方式維持 真空度10000 Pa。由于滲透汽化膜對(duì)不同物質(zhì)吸附選擇透過性的不同，經(jīng)滲透汽化膜處理 后，黃水清液中的大部分醇、醛、酯類物質(zhì)透過滲透汽化膜并以氣態(tài)的形式在膜的另外一側(cè) 進(jìn)行富集，經(jīng)滲透汽化膜膜系統(tǒng)的冷凝器冷凝后回收至產(chǎn)品儲(chǔ)罐9,可用于勾兌白酒，增加 原酒中的香味成分等；而被截留的滲余液B，主要為水、有機(jī)酸類物質(zhì)，可回收加工成具有 很好風(fēng)味的食醋，可制備成乳酸鈣或復(fù)合有機(jī)酸鈣，也可進(jìn)一步制備產(chǎn)品附加值較高的丙 酸等。具體實(shí)驗(yàn)檢測(cè)結(jié)果見表1: 表1黃水有效物質(zhì)含量表(mg/100 mL)

【權(quán)利要求】
1. 一種白酒生產(chǎn)過程中黃水全回收利用的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟： 黃水注入原料罐中，開啟出料閥門，利用高壓進(jìn)料泵將原料罐內(nèi)黃水輸送至多孔分離 膜組件，并加壓推動(dòng)進(jìn)行膜分離，獲得被截留的滲余液A和透過多孔分離膜的黃水清液，該 黃水清液進(jìn)入緩沖罐，再將其送入滲透汽化膜系統(tǒng)，用真空泵抽真空的方式提供推動(dòng)力，經(jīng) 滲透汽化膜處理后，獲得被截留的滲余液B，同時(shí)黃水清液中的大部分醇、醛、酯類物質(zhì)透 過滲透汽化膜并以氣態(tài)的形式在膜的另外一側(cè)富集，經(jīng)滲透汽化膜膜系統(tǒng)的冷凝器冷凝后 回收至產(chǎn)品儲(chǔ)罐。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的高壓進(jìn)料泵絕壓范圍為20(T500kPa， 輸送速度范圍為〇. 8~2 m/s，所述原料罐溫度范圍為25~40°C。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的多孔分離膜組件以有機(jī)聚合物或無機(jī) 陶瓷或不銹鋼為支撐體，具有一層或多層具有分離功能的活性膜層。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征是所述的多孔分離膜的截留分子量為 5000~50000道爾頓或孔徑在lnnT5 y m ;活性膜的材質(zhì)是纖維素及其衍生物、聚砜、聚醚砜、 聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚酰胺或無機(jī)陶瓷中的一種或幾種。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征是所述的活性膜為陶瓷材質(zhì)外壓膜。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的滲透汽化膜系統(tǒng)包括滲透汽化膜組 件、冷凝器和真空泵，膜下游側(cè)用真空泵抽真空的方式維持真空度1〇〇 Pa~10000 Pa,所述 的滲透汽化膜組件由單個(gè)或多個(gè)單元滲透汽化膜串聯(lián)或并聯(lián)組成，各單元滲透汽化膜的透 過側(cè)通過管路并聯(lián)于真空泵總管。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的滲透汽化膜是具有優(yōu)先透過醇、醛、 酯等有機(jī)物的功能性膜，材質(zhì)是硅橡膠、聚二甲基硅氧烷、聚三甲基硅丙炔、聚丙烯、聚丙烯 腈、聚丁二烯、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯、丁苯橡膠、丁腈橡膠、聚醚酰胺嵌段共聚物、疏水納 米二氧化鈦、無機(jī)型分子篩或無機(jī)陶瓷中的一種或幾種復(fù)合而成。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述的多孔分離膜和滲透汽化膜為管式、卷 式、平板或中空纖維膜形式。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述滲余液A，主要成分為糖類、氨基酸、殘 淀、腐殖質(zhì)、酵母菌自溶物、微生物菌體及活細(xì)胞。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是所述滲余液B，主要為水、有機(jī)酸。
【文檔編號(hào)】C12G3/06GK104312881SQ201410585131
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】丁曉斌, 杜運(yùn)平, 趙祥強(qiáng), 王煥章 申請(qǐng)人:南京九思高科技有限公司