膜分离技术在食品工业中的应用.ppt

膜分离技术在食品工业中的应用 食品091信 心14 膜分离技术众所周知，构成自然界的各种物质，除了少数以纯净物质形式存在外，绝大多数以混合物形式存在。为了使各类物质适合人们的需要，经常要进行物质分离、净化、提纯或浓缩。随着现代社会对物质高效分离与纯化的要求, 膜科学技术应运而生，并形成一项欣欣向荣的高科技产业。膜分离法是以外界能量为推动力，用高分子薄膜，凭借各组分在膜中传质的选择性差异，对多组分流体物质进行分离、分级、提纯和富集的方法。膜分离法是微滤（MF）、超滤（UF）、纳滤（NF）、反渗透（RO）、气体分离(GP)、渗透蒸发（PV）、渗析（DL）和电渗析（ED)等一系列膜分离技术的总称。 膜分离过程一般不涉及相变化，操作温度在室温左右，具有投资小、占地少、无污染、高效、节能等特点，可减少产品流失，提高产品得率并避免环境污染，符合清洁生产工艺的要求与规范。在人类面临环境污染、能源与资源危机的今天，膜分离技术受到世界各国环保当局的重视与推广。近二三十年来膜技术取得了显著进展。 膜分离技术作为新兴的化工分离单元，在食品/饮料工业中受到高度重视。主要特点如下。 ①在常温下进行，营养成分损失极少，特别适合于热敏性物质如果汁、酶等的分离、分级、浓缩与富集。②不发生相变化，所以挥发性成分如芳香物质损失较少，可保持原有的芳香，与有相变化的分离法和其他分离法相比，能耗低，分离水分时，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/2~1/5。③在密闭系统中进行，被分离食品无色素分解和褐变反应。④不用化学试剂和添加剂，产品不受污染。⑤选择性好，可在分子级内进行物质分离，具有普通滤材无法取代的卓越性能。⑥适应性强，使用范围广，可用于分离、浓缩、纯化、澄清等工艺。⑦处理规模可大可小，可以连续也可以间歇进行，膜组件可单独使用也可联合使用，工艺简单，操作简便，易于实现自动化操作。 在果蔬汁生产中的应用 在果蔬汁生产中，膜技术有两方面的主要应用：微滤、超滤技术用于澄清过滤；纳滤、反渗透技术用于浓缩。用超滤法澄清果汁时，细菌将与滤渣一起被膜截留，不必加热就可除去混入果汁中的细菌。相对于酶法而言，滤汁中不存在未分解的果胶，长期贮存极少出现二次沉淀。果蔬汁浓缩的目的是为了提高果汁成份的稳定性、减少体积以便于运输，同时期望能除去酸和产生不良气味的成分等，改善果蔬汁风味。传统的果蔬汁浓缩方法主要采用蒸发与冷冻脱水两种，都存在高温或低温相变过程，能耗大，且因果蔬汁内含有大量有机酸，加热浓缩时容易氧化变质，营养成份损失严重，产品品质低。例如：果蔬汁中的芳香成份在蒸发浓缩过程中几乎全部失去，冷冻脱水法也只保留大约8%，而用反渗透技术则能保留30~60%。 在乳品工业中的应用 反渗透、超滤技术主要用于乳清蛋白的回收和牛乳的浓缩。目前各国广泛应用超滤法作为回收乳清蛋白的标准技术。用膜分离技术加工乳品比用其他方法更为经济。从牛奶生产酸奶或奶酪等传统上使用蒸发浓缩法，不但能耗较高，且会破坏牛奶中的某些热敏性成份，影响产品质量。将反渗透技术用于稀牛奶的浓缩，可生产出品质令人满意的奶酪及甜酸奶。用反渗透技术除去乳牛清中的微量青霉素，大大延长了乳制品的保质期。采用反渗透法还能将乳清中的固形成分浓缩至18%～30%，进一步干燥后用于家畜饮料或乳清酪的原料。但是在全干乳清中由于含有大量的乳糖和灰分，因而限制了它在食品中的应用，当采用超滤时，可在浓缩乳清蛋白的同时，从膜的透过液中分离掉乳糖、灰分等。 日本对牛奶的超过滤浓缩与真空蒸发法作了对比，结果表明，对于一个日处理量为226.8t的工厂来说,无论是设备投资与运转费用超过滤法均要便宜得多。古巴干酪公司生产干酪素的经验表明，每4.536kg牛奶可制备0.453kg干酪，剩下4.082公斤乳清若以反渗透法和蒸发法结合对乳清进行处理时，当日处理牛奶量为421848kg，一年生产92d，比单纯用蒸发干燥法可节省8万美元。 在酒类生产中的应用 用超滤膜能除去酒及酒精饮料中如残存的酵母菌、杂菌及胶体等，使酒的澄清性得到改善，并获得良好的保存性，还能使生酒具有熟成味，缩短老熟期。一些酒经超滤处理后风味有所改善，变得清爽又醇香延绵。目前采用超滤对酒和酒精饮料的精制已在美国、意大利、日本等国得到应用，所处理的酒类有葡萄酒、威士忌、烧酒、清酒、黄酒等。使用超滤法还避免酒的热杀菌易引起的混浊成分的析出，简化了过滤设备。用超滤代替离心分离进行葡萄酒的提纯，可以在不加化学试剂情况下制得透明葡萄酒，还可降低酒中的乙醇含量。 谢谢观看 * *