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《食品化學(xué)食品分離新技術(shù)》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫(kù)。
1、食品分離新技術(shù)一、膜分離技術(shù)1、膜分離的基本概念????用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，對(duì)雙組分或多組分的溶質(zhì)和溶劑進(jìn)行分離、分級(jí)、提純和濃縮的方法，統(tǒng)稱為膜分離。2、膜性能（1）膜的抗氧化和抗水解性能????假如膜在水溶液中的氧化機(jī)理與膜材料在空氣中的氧化相似，那么溶液中由氧化物質(zhì)產(chǎn)生的初級(jí)自由基（Xo）便能與高分子材料（R—H鍵）進(jìn)行如下反應(yīng)：R—H+Xo——→Ro+H—X然后高分子材料的自由基R?與O2作用進(jìn)行鏈轉(zhuǎn)移：R—HRo+O2——>R—O—Oo——>Ro+R—O—O—H反應(yīng)產(chǎn)物ROOH不穩(wěn)定，經(jīng)過一系列反應(yīng)由醇變成醛，
2、由醛轉(zhuǎn)化為酸、CO2和水等。膜的水解與氧化是同時(shí)發(fā)生的，膜的水解，作用與高分子材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)密切相關(guān)，當(dāng)高分子鏈中具有易水解的化學(xué)基團(tuán)—CONH—、—COOR—、—CN、——CH2—O—等時(shí)，這些基團(tuán)在酸或堿的作用下會(huì)產(chǎn)生水解降解反應(yīng)，于是膜性能受到破壞。(2)膜的耐熱性和機(jī)械強(qiáng)度????膜的耐熱性取決于高分子材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)。由于水在膜中的滲透使高分子之間的作用力部分地受到削弱，結(jié)果使膜的耐熱性低于純高分子材料的耐熱性。為了提高膜的而熱性，可能改變高分子的鏈節(jié)結(jié)構(gòu)和聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，提高分子鏈的剛性。????膜的機(jī)械度是高分子材料力學(xué)性質(zhì)的表現(xiàn)。膜屬于粘彈性體，在外
3、力作用下，膜發(fā)生壓縮或剪切蠕變，并表現(xiàn)為膜的壓密現(xiàn)象，導(dǎo)致膜透過速度的下降。外力消失后，若再給膜施加相同外力，膜的透過速度也只能暫有所回升，隨后很快又出現(xiàn)下降。這表明膜的蠕變使膜產(chǎn)生幾乎不可逆的變形。因此可以把膜壓密系數(shù)m值，作為膜發(fā)生壓縮蠕變的量度。(3)膜的分離透過特性a、分離效率c1-c2R=———————×100%c1式中c1、c2——分別為原液和透過液中被分離物質(zhì)的濃度b、滲透通量通常以單位時(shí)間內(nèi)通過單位膜面積的透過物量表示，符號(hào)為J，其單位為kg/（平方米·s）。c、通量衰減系數(shù)因?yàn)檫^程的濃差極化、膜的壓密以及膜堵塞等原因，膜的滲透通量將隨時(shí)間而衰
4、減。3、分離用膜（1）纖維素酯系膜????纖維素酯系膜主要是纖維素醋酸酯，又稱醋酸纖維素或乙酰纖維素。醋酸纖維素是纖維素中的—OH基被醋酸酯化成—OOCCH的產(chǎn)物，簡(jiǎn)寫CA。若有二個(gè)和三個(gè)—OH基被醋酸酯化，則分別寫成CA2，CA3。????醋酸纖維素的取代度和取代的化學(xué)基團(tuán)的種類將對(duì)纖維膜的制作、膜性能及應(yīng)用條件產(chǎn)生影響。這些影響主要有如下幾個(gè)方面：a、對(duì)醋酸纖維素溶解性能的影響圖b、對(duì)醋酸纖維素膜性能的影響表c、對(duì)膜應(yīng)用特性的影響????膜的抗壓密性取決于高分子材料的剛性。對(duì)醋酸纖維素采用化學(xué)交聯(lián)、輻射接枝或提高取代基支化度可提高大分子鏈的剛性，改善膜的抗
5、壓密性。（2）聚酰亞胺膜????聚酰亞胺是指含有酰亞胺基團(tuán)的聚合物，是由二元酸酐和二元胺縮聚而成的。聚酰亞胺是一種耐熱性、耐化學(xué)穩(wěn)定性極佳的高分子材料，所以聚酰亞胺膜有良好的熱穩(wěn)定性特別是耐有機(jī)溶劑性。同時(shí)它有較好的透水速度和分離率。（3）聚砜系膜有代表性的芳香族聚砜包括：目前在膜的研制上大體朝以下幾方面發(fā)展：a、研制耐氯性、耐高溫、高脫鹽率、高透水率的低壓（<1.7Mpa）脫鹽膜。以用于海水，苦咸水等脫鹽。b、研制耐高酸堿度、耐高溫、抗污染、耐細(xì)菌侵蝕、耐有機(jī)溶劑的分離膜。以用于工業(yè)溶液和廢水處理。c、研制特種分離膜。如食品發(fā)酵工業(yè)上所需的蛋白質(zhì)分離膜、固定
6、酶用膜等等。4、膜分離的基本方法及其原理（1）反滲透圖a、反滲透的基本原理????反滲透是利用反滲透膜選擇性的只能透過溶劑（通常是水）的性質(zhì)，對(duì)溶液施加壓力以克服溶液的滲透壓，使溶劑通過反滲透膜而從溶液中分離出來的過程。其原理如圖所示。b、反滲透的特性參數(shù)????在反滲透中，單位時(shí)間內(nèi)通過半透膜的透過液體積（或質(zhì)量）稱為透水速率，以Q或dV/dt表示之；而單位時(shí)間膜面積上通過的透過液體積或質(zhì)量，稱為透水速度，以JW表示之，即JW=Q/A=1/A·dV/dt（2）超濾圖????應(yīng)用孔徑為1.0-20.0nm(或更大)的超濾膜來過濾含有大分子或微細(xì)粒子的溶液，使大
7、分子或微細(xì)粒子從溶液中分離的過程稱之為超濾。與反滲透類似，越濾的推動(dòng)力也是壓差，在溶液側(cè)加壓，使溶劑透過膜而得到分離。與反滲透不同的是，在超濾過程中，小分子溶質(zhì)將隨同溶劑一起透過超濾膜。在超濾中，其分離的物理因素較物化因素更為重要。（3）電滲析圖:電滲析設(shè)備????電滲析是在外電場(chǎng)的作用下，利用一種特殊膜（稱離子交換膜）對(duì)離子具有不同的選擇透過性而使溶液中的陰、陽(yáng)離子與其溶劑分離。由于溶液的導(dǎo)電是依靠離子遷移來實(shí)現(xiàn)的，其導(dǎo)電性取決于溶液中的離子濃度和離子的絕對(duì)速度。離子濃度愈高，離子絕對(duì)速度愈大，遇溶液的導(dǎo)電性愈強(qiáng)，即溶液的電阻率愈小。純水的主要特征，一是不導(dǎo)
8、電，二是極性較大。????水中有電解質(zhì)
