[工学]第二章 食品分离技术——膜分离技术1、2.pptVIP

从膜功能上来说，膜分离技术主要包括： 反渗透技术是利用反渗透膜只能透过溶剂 (通常是水)而不能透过溶质的选择透过性，对溶液施加压力以克服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。反渗透的压力差为1~10MPa。 三、纳 滤（Nanofiltration，NF） （四） 电渗析(Electrodialysis，ED) 六、膜分离技术的特点 特别适用于对热敏性物料的处理，能保持食品原有的色、 香、味、营养和口感；能保持生物物质的活性； 七、膜分离在农副产品加工中的应用  1、膜分离技术在纯净水中的应用 自来水 → 沙滤 →碳滤 →软化 →保安→ 一级RO →二级RO → O3 →精滤 →灌装 2、膜分离技术在乳品工业中的应用 4、膜分离技术在豆制品工业中的应用 5、膜分离技术在淀粉加工中的应用 对淀粉生产中排放的废水先采用超滤技术分离其中蛋白质等大分子物质，再采用反渗透膜对超滤后透过液进行再分离，分离回收浓缩物可作为饲料，也可用作生产活性肽蛋白源。 6、膜反应器 膜分离技术可以把酶反应产生的低分子 物质同酶分离，使酶反复利用。 3.2、 超滤加工猕猴桃汁及回收蛋白酶 超滤过程与反渗透过程非常接近，只不过超滤膜孔径稍大，而反渗透操作压力较高。从半透膜的角度来看，超滤可以看成有较大孔径的反渗透膜。 超滤与反渗透 纳滤也称为低压反渗透（0.5~2.5MPa）或松散反渗透 ( Loose RO ) ，是具有纳米级孔径且带有电荷的特殊膜过滤。 纳滤膜的分离机理： 纳滤膜对溶质分子的截留去除主要受膜的电荷性和孔径大小的影响→决定了纳滤膜对溶质分离的两个主要机制：电荷作用和筛分作用。 1、NF膜介于RO与UF膜之间。 RO膜几乎对所有的溶质都有很高的脱除率；NF膜 主要脱除纳米级（1~10nm）的溶质粒子，截留分子量 为200~1000Da。UF对盐和低分子量有机物没有截留效 果，而NF膜能截留低分子量有机物和多价盐。 2、NF操作压力低，为0.5~2.0MPa，而反渗透1~10MPa 3、NF膜为荷电膜，膜表面一般带负电。因道南效应 （donnan），可实现不同价态离子的分离。 在很低压力下仍具有较高脱盐性能； 截留分子量为数百的膜也可脱除无机盐。 NF膜的特点 某公司不同膜的截留率比较 99% 99.99% 99.99% 99.99% 细菌 99% 99.99% 99.99% 99.99% 蛋白质 99% 99.99% 99.99% 99.99% 病毒 0% ≥ 99% ≥ 99% ≥ 99% 腐殖酸 0% ≥ 99% ≥ 99% ≥ 99% 蔗糖 0% ≥ 99% ≥ 99% ≥ 99% 果糖 0% 0% 70~85% 90% 盐酸 0% 0% 80~90% 98% 硫酸 0% ≥ 99% 95~98% ≥99% 硫酸镁 0% 0~60% 80~95% 99% 氯化钙 0% 99% 80~95% 99% 硫酸钠 0% 0~50% 70~95% 99% 氯化钠 超滤膜 纳滤膜 宽松反渗透膜 反渗透膜 物质种类 主要用于饮用水的软化、脱色、脱异味，脱可 溶性有机物、农药、合成洗涤剂等。 抗生素的浓缩和纯化； 肽和氨基酸的分离； 果汁的高度浓缩； 牛奶及乳清蛋白的浓缩； 农产品的综合利用 NF 的 应 用 阿鸥纳滤净水机 纳滤设备 系 列 纳 滤 膜 微滤（Micro Filtration）、超滤（Ultra Filtration）、 纳滤(Nano Filtration) 、反渗透 (Reverse Osmosis) 电渗析：是在外电场的作用下，利用一种特殊膜 (称为离子交换膜)对离子具有不同的选择透过性而使溶液中的阴、阳离子与其溶剂分离的过程。 电渗析的原理示意图 电渗析器运行注意：防止浓水侧膜面沉淀结垢。 方法：1、倒换电极（3~8h）； 2、定期酸洗：1~3% HCl 浸洗2~3h 3、碱洗：用0.1N的NOH清洗（有机质） 注 意 对处理水的要求 （五）各种分离法的适用范围及性质 四、膜分离过程中应注意的几个问题 （一）膜的变化 1、浓差极化：膜分离时在溶液与膜的界面上，溶质逐渐积累 ，当其浓度超过主体液浓度时，产生了界面与主体液之间的浓度梯度，引起溶质从界面向主体液扩散，使膜透过通量减少 的现象。 果胶、蛋白质一类高分子物质在膜表面造成浓度增高的现象称为凝胶极化。 浓差极化与凝胶