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饮茶与人体健康密切相关,如何健康卫生地饮茶逐渐引起了人们的关注。造成茶垢的三类主要原因是:(1)茶叶加工和运输贩卖等环节中引入的茶灰,如毛发、泥灰、煤尘;(2)制茶过程中引入的碎茶渣和茶梗毛;(3)泡茶用水中的水垢等。对于去除茶垢,冲泡茶时常见的手法有不锈钢滤网过滤和洗茶两类,前者过滤精度低,后者导致茶味淡化。茶饮生产中的离心澄清和微滤过程都因澄清程度不够,需要进一步处理;超滤过程明显地导致茶汤滋味和汤色的损失。因而非常有必要去探索更合适过滤精度的新技术去解决这一问题。核孔膜是一类孔径均匀、膜厚度薄且通量大的聚合物薄膜,有许多典型的应用,如在精密输液器上使用,可减少异物进入血管而引发的输液疾病;在医疗生物领域被用作细胞检测的手段,可诊治多种疾病。制备核孔膜有两大步骤,分别为对聚合物薄膜的辐照和蚀刻过程。本研究于实验室中利用NaOH溶液和经Kr离子束(86Kr26+,25 MeV·u-1)辐照的聚对苯二甲酸乙二醇酯(Polyethylene terephthalate,PET)薄膜,制备了一系列不同规格的核孔膜。核孔膜可以做到对孔密度、孔形大小、孔隙率等指标的严格控制,因而具备良好的截留特性。另外,PET核孔膜自身不脱落、不吸附的特点都与茶水过滤的要求相符合,因此将核孔膜作为过滤茶水的试验用膜。本研究中用螺旋平板小试仪搭配不同规格核孔膜对茉莉花茶汤进行了过滤。对过滤后的茶汤的浊度色度分析表明,4μm以上核孔膜对汤色影响很小甚至可忽略;粒度分析表明,经过40μm核孔膜过滤后茶汤中总颗粒物减少了1/5,达到基本过滤要求;经过15μm核孔膜过滤后茶汤中总颗粒物减少了2/3,达到精细过滤要求。扫描电镜分析显示出核孔膜过滤过程截留了茶汤中的茶梗毛而缓慢堵塞。跨膜流速衰减曲线表明:初始流速大,流速衰减快。针对这一特点,探索了控制初始流速对跨膜通量的影响,得出控制初始流速可以增加膜通量的结论。该操作策略可提升核孔膜经济性,对于工业生产有指导意义。此外,对于流量较大的15μm孔径的核孔膜进行了冲泡茶条件的使用耐久性和清洗试验,结果表明,15μm孔径核孔膜可以使用约2个星期,且严重堵塞后可被清洗恢复到原来性能的80%以上。结合核孔膜过滤茶汤的试验,开展了核孔膜过滤器的设计开发。采用超声波焊接方法制作了40μm核孔膜茶水过滤器,该过滤器过滤精度高、流量大且清洗方便。不锈钢内外滤筒配合的设计,可以满足大面积核孔膜的重力过滤要求。加压过滤装置,可以实现高精度和大流量过滤的要求。这些设计为产品的研发提供了实验数据和设计参考。