• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.特点
  • 4.基本方法和原理
  • 4.1.超滤与微滤
  • 4.2.纳滤
  • 4.3.反渗透
  • 5.应用
  • 5.1.果汁饮料工业
  • 5.2.软饮料
  • 5.3.酒精饮料
  • 5.4.酿造行业
  • 5.5.大豆加工
  • 5.6.乳制品工业
  • 5.7.禽蛋加工制品
  • 5.8.多糖及食用胶加工
  • 6.参考资料

食品的膜分离

膜分离技术(membrane separation technology,MST)是天然或人工合成的高分子薄膜以 压力差、 浓度差、电位差和温度差等外界能量位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集的方法。MST具有节能、高效、简单、造价较低、易于操作等特点,可代替传统的如精馏、蒸发、萃取、结晶等分离,可以说是对传统分离方法的一次革命,被公认为20世纪末至21世纪中期最有发展前景的高新技术之一,也是当代国际上公认的最具效益技术之一。

基本信息

  • 中文名

    膜分离技术

  • 外文名

    membrane separation technologyMST

特点

膜分离技术具有如下特点:(1)膜分离过程为物理过程,在分离中无需引入新物质,可以节约能源和减少对环境的污染;(2)大多数膜分离过程不发生相变化,消耗能量低,因此新兴的膜分离技术是一种节能的技术;(3) 膜分离过程的工作温度在室温附近,特别适用于对热敏物质的处理,如果汁以及一些药品的分离;(4)由于膜分离技术的驱动力为压力差或化学势能差,因此膜分离设备本身没有运动的部件,结构简单,便于操作,易于维修。 1

基本方法和原理

超滤与微滤

超滤与微滤是根据膜孔径的大小在压力差的作用下进行的筛分过程, 可视为用膜作为介质进行过滤的过程。其原理为:在一定的压力差作用下, 含有大分子物质和小分子物质的混合液体透过膜时,小于孔径的分子透过膜,被富集起来,而混合物中得大分子物质被截留下来, 从而实现对混合物的分离。但是在分离的过程中,大分子物质滞留在分离膜上,导致膜的通量下降非常严重,实际通量低于纯水通量的 5%,这主要由于浓差极化和吸附、 阻塞等造成的膜污染。其主要应用于含大分子和胶状物质等溶液的提纯、分离, 也用于气体的分离。

纳滤

纳滤是介于反渗透和超滤之间的一中膜分离技术,与超滤分离过程一样,纳滤也是以压力差为动力的膜分离过程。 其分离机理可以用电荷模型、静电排斥和立体阻碍模型以及细孔模型来描述。其截留物的分子直径在 1nm 左右,截留物的相对分子质量在 200-1000 之间。

纳滤膜最大特征为膜本体带有电荷, 使得它在很低的压力下具有较高的脱盐率。 但是对于单价离子的脱除率较低,在 50-70%左右。一般情况下纳滤过程所需要的操作压力低于 1MPa,这样降低了对设备的要求,可以减少投资费用。其次纳滤膜具有较高的耐压性和抗污染能力。

反渗透

在溶液侧上方施加一定压力 P 大于溶液的渗透压π,使(P>π),使得溶剂分子从溶质

浓度高的溶液侧透过膜流向溶剂侧的数量大于溶剂分子想溶液侧透过的数量,该过程成为反渗透。其需要满足两个条件: 具有选择性透过膜和大于渗透压的静压差。反渗透膜能够截留分子的大小为 1~10A, 操作压力一般为 1.5-10.5MPa。 由于反渗透膜截留的分子较小,这种分离技术广泛的应用与食品、制药等工业上以及造纸工业某些有机物和无机物的分离。 2

应用

果汁饮料工业

目前膜技术在这一领域的应用规模最大,范围最广.果汁加工膜技术在这一领域应用主要以苹果汁为主,这是因其产量最大,商品形式又是以清汁为主,较适合膜技术的应用。水及砂糖糖浆的净化目前许多膜过程已被广泛应用于我国饮料加工用水的处理中,.砂糖是饮料的重要辅料,其中含有蛋白、多糖、胶体、色素等杂质,直接配制饮料会影响感观,使用膜过滤很好的解决了这些问题。

软饮料

用超滤解决茶饮料的冷混问题;在浓缩茶汁生产中,一些企业还应用反渗透浓缩茶汁,较好地保持了茶的香气。

酒精饮料