成果介绍:酿酒机械的材料选用是实现酿酒自动化的基础。受酿酒工艺的复杂性、酒质等因素影响以及食品卫生安全等诸多方面的约束,若直接将普通机械设备引入传统的酿酒工艺,应用于高粘度、细菌易繁殖的工作环境,无论是设备的可靠性还是酒质的稳定性均难以满足酿酒技术的要求[1-2]。目前智能化白酒固态酿造生产线,采用的传送机构和糖化机构均是不锈钢制成,物料非常容易粘黏在不锈钢上,造成物料残留和有害细菌繁殖的现象,如图1图2所示。物料在传输机和发酵房中的残留,不易彻底清洗,造成大量的糖化醪被污染,而后续的酒母也会被污染。这些可能的污染都将对白酒的品质造成极大的影响。
为了使酿造生产装置中糖化及后续发酵工序系统的质量安全和品质有保障,流水线的酿酒机构材料的抗粘黏性能非常重要。一种有效可靠的酿造机械防粘黏抗菌耐磨涂层可以有效地降低原料消耗,节约人力和水资源,保障泸州老窖集团年度质量安全目标顺利实现。这也符合国家《质量发展纲要(2011-2020年)》文件精神。
聚四氟乙烯(PTFE)摩擦系数低,自润滑性能好,耐化学腐蚀,但由于四氟乙烯单体具有对称性以及氟原子极大的电负性,使得PTFE易发生冷流现象,机械磨损快,容易发生蠕变。已有研究者在不锈钢表面制备的涂层均匀致密,涂层的润湿角可以达到为134.5%。通过表面织构来增强PTFE的抗磨损防脱离性能,能有效延长其使用寿命。但目前仍然缺乏可以长期稳定运用于酿酒机械装备的防粘抗菌涂层。
因此,深入开展酿酒自动化设备防粘黏涂层磨损剥落机理研究,进一步完善和发展食品级涂层的改性方法,研究织构尺寸密度等工艺参数对改性聚四氟乙烯复合涂层的疏水性和摩擦学性能的影响,并从抗粘黏性、安全性和耐性性三个维度,寻找一种最适合智能化酿造生产线的防粘黏涂层及生产工艺,对酿酒自动化产业具有重要意义。
成果展示:
通过试验表明:
1.对织构的形貌和结构进行设计,增大比表面积,可以提高涂层与基体的结合力。不锈钢表面织构化处理,可以增加表面的疏水防粘性能。
2.较于目前单纯地研究涂层的温度厚度等工艺,本研究先在不锈钢基体上用激光打标机打出适合织构,增加涂层与基体的结合面积及结合力。
3.聚四氟乙烯涂层虽然有比较好的防粘黏性能,但其耐磨性能差,又容易从基体剥落。当在基体上加工出微织构形貌后再覆盖聚四氟乙烯涂层,能有效增加涂层与基体的结合面积和结合力。
综上结论:在不锈钢基体上加工微织构图案能有效增加涂层与基体的结合面积以及结合力,减少了涂层在使用过程中的脱落,并有效延长涂层的使用寿命。
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