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酿酒工业优良的澄清稳定剂 ——膨润土 郭巨权 （陕西矿物化工研究所 西安 710054） 2001/5/21 ,必须对其进行澄清及稳定化处理。在各种方法中,膨润土（酿酒界也称作皂土）是应用较为广泛有效的方法之一。在膨润土的使用中，由于行业局限使用者对其物理化学性能了解不够，这在一定程度上影响了膨润土的使用效果和应用范围。本文将从岩石矿物学角度对膨润土物理化学性质作以介绍并对其质量标准及检验方法作以讨论。 膨润土（Bentonite ）是以蒙脱石（Montmorillonite）为主要矿物成分的黏土岩，常含有少量的长石、石英、方解石、黄铁矿、石膏、高岭土及其它黏土矿物等杂质。自然界中膨润土通常为白色、浅红色、土黄色等，断口呈贝壳状并有蜡状光泽。 ，它的理论结构化学式为 1/2Ca,Na）0.7(Al,Mg,Fe)4(Si,Al)8O20(OH)4 ·nH2O 。化学成分（%）：SiO2 65～70,Al2O3 14～17,Fe2O3 1～3,MgO 2～3,CaO 2～4,K2O 0.5～2,Na2O 0.5～2,TiO2 0.1～0.2,H2O? 3～7。 2：1型层状黏土矿物。在蒙脱石结构中，四面体层中的可被Al置换，八面体中的Al可被Mg置换，由于结构层中阳离子的类质同象置换的结果，使结构层间产生永久性负电荷。它依靠在层间吸附阳离子以求得电荷平衡，同时它的层间还能吸附水分子、有机物分子，并会引起晶格膨胀。通常吸附的阳离子为Ca Na、K、Mg等，因此蒙脱石具有强离子交换能力。膨润土的一切物理化学性质及工艺性能均源于此。 表述膨润土物理化学性能的主要参数为： 吸蓝量：吸附次甲基蓝的量，用于估算蒙脱石含量。 膨胀容：在盐酸介质中的膨胀体积。 胶质价：在混入氧化镁后，凝聚形成的凝胶体积。 阳离子交换容量CEC：可交换的阳离子容量。 E pH值：土—水分散液的pH值。 膨胀容 胶质价 E pH 吸湿性 电子显微镜图象 X射线衍射数据d(001)A 在水介质中表现 钠基 20 100 ENaECa 8.5~10.5 吸水速度慢，吸水量大。 连续云雾状集合体 12．5 分散好 钙基 10 50 ECaENa 6.4~8.5 吸水速度快，吸水量小。 轮廓不规则状集合体 15．6 分散后易沉淀 二、酿酒业用膨润土的生产及检验标准 自然界的膨润土由于形成的地质条件不同，其蒙脱石类型、共生矿物及杂质元素也不尽相同。作为酿酒业用生产辅料，不是随意任何膨润土都能达到其工艺要求和卫生标准的。 因此必须对其进行提纯、改性加工。对原料为Ca基膨润土的，在生产中还必须用 Na2CO3对其进行改型处理： Ca-膨润土 + Na2CO3→ 2 Na-膨润土 + CaCO3 →改性调整→ 成品 OIV）对酿酒业用膨润土有专门的标准，《酿酒》杂志对其作过介绍。主要内容是： 项目 ? 外观 ? 沉降体积率〈与高岭土区别〉% ? ? pH值 ? ? 水份（%） ? ? 铅 ? ? 砷 ? ? 铁 ? ? 钙镁 (meq/100g) ? 大颗粒 (g/100g) ? ? ? 脱酸量 (meq/100g) ? 吸附效率 (mg总氮量) ? (mg/kg) 指标 粉状细粒状白、乳白或浅红 50 10±0.5 5～10 〈20 4 〈600 100 〈8 250 50 严格按OIV标准生产酿酒业用膨润土，考虑到有关计量认证工作的需要，我所依据OIV标准建立了Q/KHS001-97企业标准，该标准将OIV标准中当量单位改为摩尔单位,原标准中吸附效率试验因制备试验溶液总氮量的非一致性，造成同一膨润土试样其吸附后溶液的总氮量值的差异，企业标准中在保证制备试验溶液总氮量同一水平下，采用总氮吸附率 膨润土吸附后溶液的总氮量 总氮吸附率= ×100% 膨润土吸附前溶液的总氮量 吸附效率指标定为50%，该指标与原标准中总氮量50mg相比，相当原标准的〈45mg。即企业标准中对膨润土的吸附效率要求高于原标准。这样从根本上保证了我所膨润土的吸附效率指标符合OIV标准。 Na-膨润土为原料，经提纯、改性制成的葡萄酒用膨润土，其钙，镁离子含量远低于使用天然Ca-膨润土经提纯、改型、改性制成的葡萄酒用膨润土。这是因为在改型工艺中,由于加入了Na2CO3,膨润土层间Ca离子被Na离子所替代，形成的CaCO3在酸性条件下发生分解造成的。因此，我所采用稀少的天然Na-膨润土为原料，经深加工生产葡萄酒用膨润土，从而大大降低了膨润土的钙、镁含量。 膨润土是1934年引入葡萄酒酿造的，国内80年代开始使用，主要为进口膨润土。90年前后国内地矿部门开始研制开发酿酒