商用PERVAPTM 4060渗透汽化膜辅助红酒部分脱醇工艺研究及其对酒体特性的影响

【编辑推荐】研究人员针对红酒脱醇过程中风味物质流失的难题，采用商用PERVAPTM 4060渗透汽化膜(PV)在20-50°C下实现乙醇选择性分离，获得0.765 kg m-2 h-1 通量和7.4分离因子，同时解析了膜传质阻力与活化能机制，为低酒精饮品开发提供新策略。

　　

随着健康饮食理念的普及，低酒精和无酒精饮品市场需求激增。红酒作为富含多酚类物质的健康饮品，其传统脱醇工艺面临重大挑战——蒸馏或蒸发法在去除乙醇的同时，会破坏酒体中赋予风味和营养的有机化合物（如花青素、有机酸等）。这些热敏性成分的损失直接导致脱醇红酒口感单薄、营养价值降低。如何选择性分离乙醇而保留其他有益成分，成为食品工业亟待突破的技术瓶颈。

针对这一难题，来自波兰格但斯克理工大学的研究团队创新性地采用商用PERVAP^TM
4060渗透汽化膜（PV），对酒精含量12.5% vol.的西班牙红葡萄酒进行部分脱醇研究。这种由聚二甲基硅氧烷(PDMS)选择层（0.5-5 μm）和聚丙烯腈多孔支撑层（70-100 μm）构成的复合膜，在20-50°C操作温度下展现出优异的乙醇选择性。相关成果发表在食品工程领域权威期刊《Food and Bioproducts Processing》上，为红酒温和脱醇提供了膜技术解决方案。

研究采用的关键技术包括：1）使用商用红葡萄酒（Pancho Tempranillo）作为真实基质；2）通过渗透汽化装置在真空条件下进行乙醇分离；3）测定跨膜通量、分离因子等性能参数；4）计算乙醇/水表观活化能；5）分析金属元素迁移行为。

【Pervaporation dealcoholization performance and mass transfer analysis】
实验数据显示，50°C时膜通量达0.765 kg m^-2
h^-1
，乙醇/水分离因子为7.4。温度升高显著提升通量但降低选择性，表明存在渗透物耦合效应。通过Arrhenius方程计算得到乙醇表观活化能（42.1 kJ mol^-1
）低于水（47.8 kJ mol^-1
），证实PDMS膜对乙醇的优先吸附特性。值得注意的是，红酒复杂基质中的糖类和酸类物质会竞争膜表面活性位点，这是与模拟溶液测试的本质差异。

【Conclusions】
该研究证实PERVAP^TM
4060膜可实现红酒中乙醇的选择性脱除，且操作温度对分离性能具有调控作用。特别发现金属元素（如钾、镁）会伴随乙醇迁移，这为后续工艺优化提供了重要参数。相比传统热法脱醇，PV技术能更好保留红酒的感官特性，但其工业化应用仍需解决膜污染和批次稳定性问题。

这项工作的创新价值在于：首次系统评估了商用PV膜在真实红酒体系中的分离机制，揭示了温度-性能-传质的构效关系，为开发新一代低酒精饮品提供了理论依据和技术路径。研究团队提出的膜阻力分析模型，对优化其他复杂食品体系的膜分离工艺具有普适性指导意义。