一种酱油脱盐方法及系统与流程

本发明涉及酱油加工技术领域，特别涉及一种酱油脱盐方法及系统。

背景技术：

传统酱油酿造生产工艺所生产的酱油中，食盐的含量一般为16g/100ml左右。随着人们生活水平的提高，现代人们对食品健康的追求也越来越高，目前有研究表明，过量摄入食盐容易导致人体染患肾病、心脏病或高血压等疾病，因此，低盐、低钠就逐渐成为衡量食品是否有益身体健康的重要标志之一，而酱油作为日常生活中不可或缺的重要调味品之一，研究如何在保证其风味不受损失的前提下降低食盐含量以适应人体要求就具有重要意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种酱油脱盐方法，该方法可实现在保证酱油风味不受损的前提下有效降低食盐含量。

本发明的另一目的在于提供一种用于实现上述方法的酱油脱盐系统。

本发明的技术方案为：一种酱油脱盐方法，包括以下步骤：

(1)预处理：将已经完成发酵的酱油进行沉淀、灭菌、过滤处理；其中，过滤环节使用了陶瓷膜过滤，可保证后续脱盐处理中膜堆运行寿命；

(2)脱盐处理：将经过预处理的酱油送入脱盐装置，在直流电场的作用下，酱油中的食盐分解成na⁺离子和cl^-离子，同时，酱油沿膜堆中酱油通道输送的过程中，部分na⁺离子和部分cl^-离子分别透过相应的离子交换膜除去，除去的na⁺离子和cl^-离子重新形成浓盐水并送出，剩余的酱油形成脱盐酱油并循环送入脱盐装置中进行多次脱盐；

(3)实时检测脱盐装置出口处脱盐酱油的食盐含量，当食盐含量达到目标值时，则将脱盐酱油送出并收集。

该方法中，主要是利用电渗析的原理，通过离子交换膜分别去除酱油中的na⁺离子和cl^-离子，并且采用循环方式进行多次脱盐，以达到食盐含量减至目标值为止；由于离子交换膜对酱油中的其他营养成分(尤其是氨基酸、全氮等)不发生渗析作用，因此可达到在保证营养成分及风味不产生变化的情况下脱盐的目的。

所述步骤(2)中，离子交换膜包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，cl^-离子透过阴离子交换膜除去，na⁺离子透过阳离子交换膜除去。

所述步骤(3)中，检测食盐含量时，采用电导仪检测脱盐酱油的电导率，再利用电导率转换计算食盐含量。其中，电导仪采用市面通用的电导仪即可，食盐含量的转换计算过程由电导仪内部所携带的软件完成。

所述步骤(3)中，食盐含量的目标值为用户设定值，一般为11～12g/100ml，该范围内的食盐含量可较好地保证酱油风味不变，同时达到减盐目标，与人体所需营养成分相适应。

进行脱盐处理前，向脱盐装置中的电极组件循环通入温度≤35℃的极水，使脱盐装置内形成直流电场。极水一般可采用浓度为4％的硫酸钠溶液。

本发明的另一个技术方案为：一种酱油脱盐系统，用于实现上述酱油脱盐方法，该脱盐系统包括管道连接的酱油存储装置和脱盐装置；脱盐装置包括阳极电极板、阴极电极板和膜堆，膜堆设于阳极电极板和阴极电极板之间，三者相平行设置；其中，阳极电极板和阴极电极板组成上述电极组件，分别设于膜堆的两侧，其产生的直流电使膜堆内形成均匀的电场；

膜堆中平行设有多个交替设置的阳离子交换膜和阴离子交换膜，任意两个阳离子交换膜和阴离子交换膜之间设有一个隔板，隔板上分布有流体通道。即每个离子交换膜的两侧均为隔板，酱油以及脱盐产生的浓盐水分别从隔板上不同的流体通道经过，与相应的存储装置连通。

所述脱盐装置中，隔板上的流体通道包括互不连通的酱油通道和盐水通道。在脱盐过程中，酱油从酱油通道连续通过，脱盐产生的浓盐水从盐水通道排出。

所述酱油脱盐系统还包括浓盐水存储装置；脱盐装置中，酱油通道与酱油存储装置连通，盐水通道与浓盐水存储装置连通。根据离子交换膜对温度的实际要求和酱油脱盐工艺的实际需求，还可在盐水通道与浓盐水存储装置的连接管路上设置冷却装置，将来自脱盐装置的浓盐水先进行冷却，以确保管路的浓盐水温度不超过35℃，既保护离子交换膜的有效分离效果，也保证酱油的色泽和风味不受影响。将来自脱盐装置的浓盐水送至上游酱油生产工艺中作为原料再利用。

所述酱油脱盐系统还包括极水存储装置；脱盐装置中，阳极电极板和阴极电极板中分别设有极水通道，位于正、负极的的各极水通道分别与极水存储装置连通。其中，极水在极水通道和极水存储装置之间形成循环输送，根据离子交换膜对温度的实际要求和酱油脱盐工艺的实际需求，还可在极水通道与极水存储装置的连接管路上设置冷却装置，将来自极水存储装置的极水先进行冷却后，再送入极水通道中进行使用。

所述酱油脱盐系统还包括纯水存储装置，纯水存储装置与脱盐装置中的膜堆之间通过管道连接。纯水存储装置中用于放置纯水，主要是用于脱盐装置工作前后进行初步清洗和结束清洗。

所述酱油脱盐系统还包括清洗液存储装置，清洗液存储装置与脱盐装置的膜堆通过管道连接，清洗液存储装置用于放置清洗所需的酸、碱液，主要是对膜堆以及管路进行深度清洗。

上述酱油脱盐方法及系统使用时，其原理是：将酱油送入脱盐装置进行多次循环脱盐处理，直至酱油中的食盐含量达到目标值；在每一次脱盐过程中，利用电渗析的原理，通过离子交换膜分别去除酱油中的na⁺离子和cl^-离子，并形成浓盐水独立排出，以达到酱油中食盐含量降低的目标，该过程中由于离子交换膜对酱油中的其他营养成分(尤其是氨基酸、全氮等)不发生渗析作用，因此可达到在保证营养成分及风味不产生变化的情况下脱盐的目的。

本发明相对于现有技术，具有以下有益效果：

本酱油脱盐方法及系统采用一种与现有低盐酱油生产工艺完全不同的工艺方法，利用物理脱盐的方式，在不降低原酱油的营养成分(尤其是氨基酸、全氮)和风味物质的前提下，实现了酱油中食盐含量的有效降低；经过试验证明，在较好的保持酱油风味和营养成分的前提下，使用本酱油脱盐方法及系统所获得酱油的食盐成分可降低25％～30％。

本酱油脱盐方法及系统的原理简单，其设备成本也低，可在现有酱油生产工艺的基础上进行改造，便于投入生产，具有较好的市场前景。

本酱油脱盐过程产生的浓盐水，可送至上游酱油生产工艺中作为原料使用，因此，利用本酱油脱盐方法及系统，其生产过程可减少废水的排放，同时节约能源和成本。

附图说明

图1为本酱油脱盐方法的工艺流程图。

图2为本酱油脱盐系统的原理图。

图3为本酱油脱盐系统中膜堆的工作原理示意图。

具体实施方式

下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，但本发明的实施方式不限于此。

实施例1

本实施例一种酱油脱盐方法，如图1所示，包括以下步骤：

(1)预处理：将已经完成发酵的酱油进行沉淀、灭菌、过滤处理；其中，过滤环节使用了陶瓷膜过滤，可保证后续脱盐处理中膜堆运行寿命；

(2)脱盐处理：将经过预处理的酱油送入脱盐装置，在直流电场的作用下，酱油中的食盐分解成na⁺离子和cl^-离子，同时，酱油沿膜堆中酱油通道输送的过程中，部分na⁺离子和部分cl^-离子分别透过相应的离子交换膜除去，除去的na⁺离子和cl^-离子重新形成浓盐水并送出，剩余的酱油形成脱盐酱油并循环送入脱盐装置中进行多次脱盐。其中，离子交换膜包括阳离子交换膜和阴离子交换膜，cl^-离子透过阴离子交换膜除去，na⁺离子透过阳离子交换膜除去。

(3)实时检测脱盐装置出口处脱盐酱油的食盐含量，当食盐含量达到目标值时，则将脱盐酱油送出并收集。检测过程中，采用电导仪检测脱盐酱油的电导率，再利用电导率转换计算食盐含量，其中，电导仪采用市面通用的电导仪即可，食盐含量的转换计算过程由电导仪内部所携带的软件完成。食盐含量的目标值为用户设定值，一般为11～12g/100ml，该范围内的食盐含量可较好地保证酱油风味不变，同时达到减盐目标，与人体所需营养成分相适应。而步骤(1)中经过预处理的酱油中食盐含量一般为16g/100ml左右，也就是说，经过该脱盐处理后，酱油中的食盐含量可降低25％～30％。

此外，在进行脱盐处理前，向脱盐装置中的电极组件循环通入温度≤35℃的极水，使脱盐装置内形成直流电场。极水一般可采用浓度为4％的硫酸钠溶液。

上述酱油脱盐方法中，主要是利用电渗析的原理，通过离子交换膜分别取出去除酱油中的na⁺离子和cl^-离子，并且采用循环方式进行多次脱盐，以达到食盐含量减至目标值为止；由于离子交换膜对酱油中的其他营养成分(尤其是氨基酸、全氮等)不发生渗析作用，因此可达到在保证营养成分及风味不产生变化的情况下脱盐的目的。

实施例2

本实施例一种酱油脱盐系统，用于实现实施例1所述的酱油脱盐方法，如图2所示，该脱盐系统包括管道连接的酱油存储装置1和脱盐装置2；本实施例中，酱油存储装置有两个，可交替使用向脱盐装置提供酱油，保证脱盐系统的连续生产。此外，酱油脱盐系统还包括浓盐水存储装置3、极水存储装置4、纯水存储装置5和清洗液存储装置6。

上述各装置的具体结构及功能如下：

如图3所示，脱盐装置包括阳极电极板7、阴极电极板8和膜堆9，膜堆设于阳极电极板和阴极电极板之间，三者相平行设置；其中，阳极电极板和阴极电极板组成上述电极组件，分别设于膜堆的两侧，其产生的直流电使膜堆内形成均匀的电场；膜堆中平行设有多个交替设置的阳离子交换膜和阴离子交换膜，任意两个阳离子交换膜和阴离子交换膜之间设有一个隔板(图中未示出)，隔板上分布有流体通道。即每个离子交换膜的两侧均为隔板，酱油以及脱盐产生的浓盐水分别从隔板上不同的流体通道经过，与相应的存储装置连通。其中，隔板上的流体通道包括互不连通的酱油通道和盐水通道。在脱盐过程中，酱油从酱油通道连续通过，脱盐产生的浓盐水从盐水通道排出。

浓盐水存储装置用于收集脱盐后形成的浓盐水；脱盐装置中，酱油通道与酱油存储装置连通，盐水通道与浓盐水存储装置连通。根据离子交换膜对温度的实际要求和酱油脱盐工艺的实际需求，还可在盐水通道与浓盐水存储装置的连接管路上设置冷却装置，以确保管路的浓盐水温度不超过35℃，既保护离子交换膜的有效分离效果，也保证酱油的色泽和风味不受影响。来自脱盐装置的浓盐水收集存储后，可送至上游酱油生产工艺中作为原料再利用。

极水存储装置提供电极组件所需的介质；脱盐装置中，阳极电极板和阴极电极板中分别设有极水通道，位于正、负极的各极水通道分别与极水存储装置连通。其中，极水在极水通道和极水存储装置之间形成循环输送，根据离子交换膜对温度的实际要求和酱油脱盐工艺的实际需求，还可在极水通道与极水存储装置的连接管路上设置冷却装置，将来自极水存储装置的极水先进行冷却后，再送入极水通道中进行使用。

纯水存储装置和清洗液存储装置主要用于脱盐装置的清洗。纯水存储装置与脱盐装置中的膜堆之间通过管道连接，纯水存储装置中用于放置纯水，主要是用于脱盐装置工作前后进行初步清洗和结束清洗。而清洗液存储装置也与脱盐装置的膜堆通过管道连接，清洗液储存装置用于放置清洗所需的酸、碱液，主要是对膜堆以及管路进行深度清洗。

上述酱油脱盐系统使用时，其原理是：将酱油送入脱盐装置进行多次循环脱盐处理，直至酱油中的食盐含量达到目标值；在每一次脱盐过程中，利用电渗析的原理，通过离子交换膜分别析出酱油中的na⁺离子和cl^-离子，并形成浓盐水独立排出，以达到酱油中食盐含量降低的目标，该过程中由于离子交换膜对酱油中的其他营养成分(尤其是氨基酸、全氮等)不发生渗析作用，因此可达到在保证营养成分及风味不产生变化的情况下脱盐的目的。

如上所述，便可较好地实现本发明，上述实施例仅为本发明的较佳实施例，并非用来限定本发明的实施范围；即凡依本发明内容所作的均等变化与修饰，都为本发明权利要求所要求保护的范围所涵盖。