膜分離技術在食品加工中的應用

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1、膜分離技術及其在食品加工中的應用摘要：本文重點介紹了膜分離技術的發(fā)展概況、概念、類型、特點以及膜分離技術在食品加工中的應用。關鍵詞：膜分離技術、特點、食品加工引言在很早以前,人們就發(fā)現水能自然地擴散到裝有酒精溶液的豬膀胱內,后來經過大量的研究,使膜分離技術從實驗室階段發(fā)展到工業(yè)化應用。目前已應用于海水淡化、果汁牛奶的濃縮、制糖工業(yè)廢水處理、純凈水制造以及溶液濃縮、分離和精制等領域。在膜分離的過程中,若通過半透膜的只是溶劑,則溶液得到濃縮,稱之為膜濃縮;若通過半透膜的不僅是溶劑,而且有選擇地讓某些溶質組分通過,使溶液中不同溶質得到分離,稱之為膜分離。根據其推動力不同分

2、為兩類:一類是以壓力為推動力的膜過程,工業(yè)上應用較多的是反滲透和超濾;另一類是以電力為推動力的膜過程,如工業(yè)上應用的離子交換膜的電滲析。1．膜分離技術的發(fā)展概況、概念、類型和特點。1.1．膜分離技術的發(fā)展概況。在我國，膜技術的發(fā)展是從1958年離子交換膜研究開始的。1958年開始進行離子交換膜的研究，并對電滲析法淡化海水展開了試驗研究；1965年開始對反滲透膜進行探索，1966年上?；S聚乙烯異相離子交換膜正式投產，為電滲析工業(yè)應用奠定了基礎。1967年海水淡化會戰(zhàn)對我國膜科學技術的進步起了積極的推動作用。1970年代相繼對電滲析、反滲透、超濾和微濾膜及組件進行研

3、究開發(fā)，1980年代進入推廣應用階段。1980年代中期我國氣體分離膜的研究取得長足進步，1985年中國科學院大連化物所，首次研制成功中空纖維N2/H2分離器，主要性能指標接近國外同類產品指標，現己投入批量生產，每套成本僅為進口裝置的1/3。進入90年代以來，復合膜的制備取得了較大進展[1]。1.2.膜分離技術的概念[2]膜分離過程以選擇性透過膜為分離介質，通過在膜兩側施加某種推動力（如壓力差、蒸氣分壓差、濃度差、電位差等）使得原料側組分選擇性透過膜，達到分離提純的目的。1.3膜分離技術的類型。[3]膜分離以其分離溶質的不同范圍而劃分為微濾(MF)、超濾(UF)、納濾

4、(NF)、反滲透(RO)4種形式。微濾用于截留直徑為0.02um到10um大小的粒子，用于發(fā)酵液除菌、澄清及細胞收集等。超濾可分離分子量從上千到數百萬的可溶性大分子物質，對應孔徑約2~20nm。超慮不是以孔徑大小作為標準，而是用截留分子量（molecularweightcut-offMWCO）作為指標。納濾集濃縮與脫鹽為一體，膜平均孔徑約1~2nm,用于分離溶液中分子量為200~1000dm.(全稱dalton)的小分子物質，如抗生素、氨基酸等。反滲透膜因其致密的分離結構，對離子有效截留，主要用于海水脫鹽，純水制造以及小分子產品濃縮等。1.4膜分離的特點。[4]膜分

5、離技術的過程簡單，以相同的原理可解決許多不同場合的不同分離問題，像海水脫鹽、氣體分離、人工腎等;分離過程中無相變，減少了能耗;操作基本上在常溫下進行，便于處理熱敏性物質;無新的廢產物產生，不會增加新的污染，是一種清潔的分離手段。膜分離技術一經引入食品工業(yè)領域就受到歡迎并取得不凡業(yè)績:膜技術簡化傳統(tǒng)的食品加工工藝;避免食品加工中的熱過程，高度保持食物中的色、香、味及營養(yǎng)成分;降低和解決污染物的排放，并使有效成分得以綜合利用和回收;它既可脫鹽，排除有害物質和細菌，又可防止沉淀物的產生，這些特點都是其它分離加工方式無法比擬的。2．膜分離技術在食品加工中的應用。2.1膜分離

6、技術在果蔬加工中的應用。超濾是膜分離的一種，目前國內也已經將超濾技術應用于一些新型果蔬汁飲料的生產中。據報道，超濾澄清法生產的澄清汁，在產品質量上明顯優(yōu)越于其他方法，加工成本亦比其他澄清法低。胡建農，王少峰研究后發(fā)現西瓜汁經超濾處理后，其主要營養(yǎng)成分：糖分、有機酸、維生素C的保留率都高達90％以上。并且超濾還具有除菌效果，西瓜原汁經過超濾處理，除菌率達到99.9%以上。不經巴氏滅菌，也能達到國家飲料食品的衛(wèi)生標準。[5]葉瓊興等人認為超濾處理后，原汁的西番蓮固有滋味和品質得到較好保留，其可溶性固形物含量、總糖、總酸和Vc等質量分數保留率大于85％，因此采用超濾澄清法

7、生產高質量的西番蓮原汁是可行的，為超濾技術應用于西番蓮果汁的開發(fā)提供了依據。[6]徐玉娟等人將桑椹汁超濾澄清后，測定其透光率可達73．6％，而且不會產生“二次沉淀”。由此法制得的桑椹汁色澤鮮艷，澄清度高，并且能保持桑椹汁的原有風味。但由于桑椹汁中含有的果膠、多酚類及蛋白質等物質易在膜上形成凝膠層，造成膜通透量下降從而影響生產效率。超濾澄清法比化學澄清法簡單。果汁的品質和風味不會因化學澄清劑帶入其他雜質、雜味而有所改變，澄清效果好，是桑椹汁澄清的最佳方法。[7]采用膜分離制氮技術制造氣調冷藏保鮮車,可以解決燃燒丙烷制氮和造成環(huán)境污染以及利用分子篩制氮吸附制氮機體積