現(xiàn)代食品分離技術(shù)

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1、第二節(jié)食品分離過(guò)程的特點(diǎn)及選擇原則一、食品分離技術(shù)的分類食品分離技術(shù)按其分離規(guī)模可分為：實(shí)驗(yàn)室規(guī)模和工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模。實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的分離技術(shù)主要是用來(lái)進(jìn)行食品成分及食品中限量指標(biāo)的定量、定性分析和研發(fā)新產(chǎn)品是制備小量樣品用。工業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的應(yīng)用是把實(shí)驗(yàn)室研發(fā)產(chǎn)品的技術(shù)進(jìn)行工業(yè)放大和設(shè)計(jì)后，進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)。食品分離技術(shù)按分離方法可分為：①物理法。例如，離心，過(guò)濾，沉降等。②化學(xué)法。例如，離子交換，沉淀反應(yīng)等。③物理化學(xué)法。例如，凝膠色譜分離，基于目標(biāo)物理化學(xué)性質(zhì)差異的各種萃取分離等。食品分離技術(shù)按分離性質(zhì)可分為非傳質(zhì)分離和傳質(zhì)分離兩大類。二、食品分離

2、過(guò)程的特點(diǎn)食品分離過(guò)程因?yàn)榉蛛x對(duì)象的原因，與其他工業(yè)分離過(guò)程相比，有其自身鮮明的特點(diǎn)。①分離對(duì)象種類多，性質(zhì)復(fù)雜。食品分離的對(duì)象是農(nóng)、林、漁、牧、副食品等，要分離的物質(zhì)比化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)物的分離復(fù)雜得多，要分離的物質(zhì)有有機(jī)物、無(wú)機(jī)物；原料的相態(tài)有固態(tài)、液態(tài)和氣體；要分離的物質(zhì)可能是有生命的細(xì)胞、微生物；可能是具有生理活性；可能是熱敏性及對(duì)堿、酸敏感的物質(zhì)等。②產(chǎn)品質(zhì)量與分離過(guò)程密切相關(guān)。在食品生產(chǎn)過(guò)程中，采取的分離方法要注意防止高溫、過(guò)酸、過(guò)堿、氧化、高壓、重金屬離子污染、原料自身酶解等問(wèn)題。例如，在分離酶時(shí)，利用不同的分離過(guò)程，分離得到的酶活力

3、單位可不同。在速溶茶的生產(chǎn)過(guò)程中，分離工藝的不同，可生產(chǎn)不同風(fēng)味、色澤不同的產(chǎn)品。③產(chǎn)品要求食品安全。這就要求采用的分離技術(shù)必須要符合衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)生產(chǎn)工藝要求嚴(yán)，生產(chǎn)過(guò)程中微生物、重金屬等指標(biāo)要符合標(biāo)準(zhǔn)。方法要效率高、選擇好，以便有效地分離除去有害有毒物質(zhì)。另外，生產(chǎn)中。所采用的分離技術(shù)對(duì)原料不要產(chǎn)生新的污染。④分離對(duì)象在分離過(guò)程的易腐敗。食品分離的對(duì)象是食品，而腐敗是食品原料的特點(diǎn)，這就要求在分離過(guò)程之中必須控制分離條件，防止食品物料的氧化。污染微生物等，并盡量縮縮分離周期。一、食品分離技術(shù)的選擇原則隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，分離方法越來(lái)越多，

4、每種分離方法都有它的長(zhǎng)處和不足。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中如果需要分離工序，首先應(yīng)選擇合適的方法，使之在技術(shù)上先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理。選擇一種食品分離技術(shù)，總的原則是先要確定分離的目標(biāo)成分。對(duì)目標(biāo)成分，要了解目標(biāo)成分的性質(zhì)，它的相對(duì)分子質(zhì)量、化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、電荷性、熱敏性以及生物活性等基礎(chǔ)性資料對(duì)確定分離方法的選擇起決定作用。（1）在知道目標(biāo)成分的性質(zhì)后可按下列步驟進(jìn)行分離工作：①選擇和確定對(duì)目標(biāo)成分的定性、定量方法，以便在分離過(guò)程中能對(duì)目標(biāo)成分進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)分離效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。②了解物料的性質(zhì)。例如，物料的黏度、目標(biāo)成分在物料中存在的部位、含量等。③確定分離

5、方法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。是否可利用自然的能量進(jìn)行分離？是否為超高純度的分離？分離規(guī)模的大?。堪催@些要求選擇合適的分離技術(shù)。④確定分離方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)。一般來(lái)說(shuō)，評(píng)價(jià)指標(biāo)有：回收率、截留率、選擇性、經(jīng)濟(jì)性等。⑤中試或工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的放大設(shè)計(jì)。（2）在分離方法的選擇時(shí)，通常從確定產(chǎn)品純度和回收率方面作為主要的考慮因素外，還要考慮下列因素：①產(chǎn)品價(jià)格：產(chǎn)品價(jià)格常成為選擇分離方法的主要因素。對(duì)廉價(jià)產(chǎn)物，常采用低能耗、廉價(jià)分離劑或無(wú)需分離劑，以及大規(guī)模的生產(chǎn)過(guò)程。對(duì)高附加值的產(chǎn)物，可采用中小生產(chǎn)規(guī)模，技術(shù)含量較高的分離技術(shù)。如果一個(gè)分離方法盡管可行，但其分離所得

6、產(chǎn)品成本過(guò)高，就很難推廣應(yīng)用。因此，所選用的方法往往被要求等能耗、物耗低以保證產(chǎn)品的價(jià)格具有競(jìng)爭(zhēng)能力。②目標(biāo)產(chǎn)物的特性：目標(biāo)產(chǎn)物的特性是指產(chǎn)物的熱敏性、吸濕性、氧化性、分解性等，這些特性是導(dǎo)致目標(biāo)產(chǎn)物變質(zhì)、降解、氧化等的根本原因，產(chǎn)品對(duì)工藝技術(shù)的一些特殊要求是選擇分離方法的一個(gè)重要因素。例如，食物、飲料中含有熱敏性物質(zhì)，常會(huì)因受熱而變質(zhì)或失去營(yíng)養(yǎng)成分，所以，對(duì)食品分離來(lái)說(shuō)，應(yīng)盡量選用速率控制分離過(guò)程。采用熱分離時(shí)應(yīng)慎重，盡量避免過(guò)熱過(guò)冷對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量所造成的損害。③混合物中的分子性質(zhì)：分離效率的高低關(guān)鍵在于原料中目標(biāo)產(chǎn)物與共存雜質(zhì)的性質(zhì)差異大小

7、。對(duì)于大多數(shù)分離過(guò)程來(lái)說(shuō)，分離因子對(duì)分離方法的選擇可起指導(dǎo)作用，分離因子是表征分離過(guò)程中混合物內(nèi)各組分所能達(dá)到的分離程度。對(duì)于i，j兩個(gè)被分離組分，組分i和組分j在產(chǎn)品1中的摩爾分?jǐn)?shù)的比值除以在產(chǎn)品2中的比值表示為組分i和組分j的分離因子，如式[1-8]所示。分離因子越大，表示組分分離效果越好。[1-8]但在分離過(guò)程中起作用的根本原因還在于分子的特性，包括分子的大小與形狀、密度、沸點(diǎn)、溶解度、偶極矩、極化強(qiáng)度、電荷、臨界點(diǎn)等物理、化學(xué)、電磁、光學(xué)、生物學(xué)等性質(zhì)。例如，對(duì)于蒸餾操作，通常把分離的難易歸結(jié)與宏觀量相對(duì)揮發(fā)度即蒸氣壓的差別，但追其

8、根本是取決于分子間作用力的強(qiáng)弱。同時(shí)，在不同的分離過(guò)程中，這些分子特性對(duì)分離因子也有影響，如表1-5所示。表1-5不同的分子性質(zhì)對(duì)分離因子的影響分離方法純物質(zhì)的性質(zhì)物質(zhì)添加劑的性