反滲透技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用

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1、維普資訊http://www.cqvip.comProcessng—。IP技術(shù)其在食品業(yè)中應(yīng)用郝少莉(陜西師范大學(xué)食品工程系，陜西西安710062)術(shù)的原理、特點(diǎn)，以及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀及存在問題。關(guān)鍵詞：反滲透；食品工業(yè)；應(yīng)用中圖分類號(hào)：TQ342．81文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B1748年法國科學(xué)家AbbleNelh發(fā)現(xiàn)水能自發(fā)地?cái)U(kuò)散到裝有酒精的豬膀胱內(nèi)，首次揭示了膜分離3反滲透膜的選擇【3I4J現(xiàn)象，此后近200年的時(shí)間內(nèi)，膜分離技術(shù)經(jīng)過了反滲透的關(guān)鍵技術(shù)是膜，包括膜的孔徑的大小漫長的發(fā)展過程。反滲透即R0(ReverseOsmosis)_l_，和膜的結(jié)構(gòu)和形式。相對(duì)于微濾和超濾，反滲透的2

2、0世紀(jì)60年代，其在5i-_業(yè)上重要的大規(guī)模用途是孔徑最細(xì)，操作壓力最大。分別是o．ooo1～o．OOlm海水和苦咸水的脫鹽，近年來，隨著食品工業(yè)的發(fā)及1378．95-6894．76kPa。展，膜技術(shù)在食品工業(yè)上得到了越來越廣泛的應(yīng)用日。3．1膜材料的選擇1反滲透的基本原理【3I4J最先Yt：發(fā)并成功應(yīng)用的反滲透膜材料是醋酸纖維素，70年代以來逐漸開發(fā)出一些新型反滲透膜一般情況下，將兩種濃度不同的溶液置于同一材料，如芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯撐種容器中，在其交界處以一薄膜隔開時(shí)，由于滲透氧、磺化聚磺酸鹽、聚酰胺羧酸、聚乙烯亞胺、聚壓的作用，此時(shí)濃度稀的溶液會(huì)向濃度高的一方流甲苯二異

3、氰酸酯和等離-T"處理聚丙烯腈等。醋酸纖動(dòng)，直到兩側(cè)濃度相同時(shí)，便維持一動(dòng)態(tài)平衡。假維素在強(qiáng)酸和弱堿條件下易發(fā)生水解且不耐高溫，設(shè)在高濃度溶液處給予一個(gè)大于滲透壓的外壓，則易受微生物和酶的作用，在正常使用時(shí)還會(huì)發(fā)生蠕會(huì)有滲透逆行現(xiàn)象發(fā)生，而使得高濃度溶液濃度變變使透水速率降低。盡管存在這些缺點(diǎn)，但目前工得更高，這就是反滲透的原理。這會(huì)使溶液中的水業(yè)上最廣泛使用的兩種反滲透膜材料，還是首選醋分與溶質(zhì)分離，溶液不斷地變濃。利用反滲透原理酸纖維素，其次為聚酰胺聞。目前已有人試驗(yàn)用水就可將溶液中的不同組分分離。產(chǎn)生物的廢甲殼為原料制備殼聚糖，再用于制備反滲透膜已證明是可行的0】。與醋酸纖維素膜相比

4、，2反滲透技術(shù)應(yīng)用在食品工業(yè)中的優(yōu)點(diǎn)【殼聚糖膜對(duì)堿土金屬鹽的脫除能力比堿金屬鹽高，因2．1在分離濃縮時(shí)不加熱，高度保持了產(chǎn)品的色此，它是硬水軟化的更優(yōu)越的反滲透膜；耐堿性強(qiáng)，香味及各種營養(yǎng)成分；同時(shí)由于在閉合路中運(yùn)轉(zhuǎn)，交聯(lián)后的膜還具有耐酸l生，也不易繁殖細(xì)菌，在水中h)減少了空氣中氧的影響，減少了原料中的色素分解和長期浸泡，強(qiáng)度下降也不大，有利于長期保存褐變發(fā)生。此特點(diǎn)在食品發(fā)酵工業(yè)中具有較大優(yōu)勢(shì)。3．2反滲透膜的性能表示嘲年2．2在操作時(shí)，只有簡單的加壓輸送、反復(fù)循環(huán)，反滲透膜—·艇擁驅(qū)動(dòng)壓力和食鹽阻I匕率表示如下：工藝簡單。(1)低壓型R0膜(驅(qū)動(dòng)壓力不超過1．96x第92．3在分離水

5、分時(shí)，由于無相變所以能耗低，操1oPa)，食鹽阻止率高的R0膜常用于稀薄溶液的卷作便利，它的費(fèi)用大約為蒸發(fā)濃縮法或冷凍濃縮法凈化或濃縮，食鹽阻止率低的R0膜常用于有機(jī)物的1／2～1／5，同時(shí)減少了揮發(fā)性成分的損失。脫鹽濃縮。第2．4對(duì)稀溶液中微量．'-E5Yt~回收、低濃度溶液的(2)中壓型R0膜(驅(qū)動(dòng)壓力不超過1．96x8濃縮等方法，目前有許多困難，而膜分離法是可10Pa～3．92×10Pa)，是最普遍的Ro膜，食鹽阻期有色的。af_率為95％左右，常用于氨基酸、蛋白質(zhì)的濃縮2．5物質(zhì)在通過膜的遷移中不會(huì)發(fā)生性質(zhì)的改變。和稀薄溶液的凈化。[收稿日期]2006—03—06【作者簡介】郝少莉

6、(1982一)，女，陜西師范大學(xué)食品工程系在讀研究生。維普資訊http://www.cqvip.com(3)高壓型Ro膜(驅(qū)動(dòng)壓力為3．92×106～6．68×106Pa)的食鹽阻止率為99％以上，常用于海水淡化，香味成分濃縮及／4=產(chǎn)低或無酒精成分的啤酒等。3．3反滲透膜的選擇依據(jù)坷(1)耐熱性因?yàn)闆]反應(yīng)或者化學(xué)藥劑清潔膜系統(tǒng)，操作溫度都在45oC以上，所以要求膜具有一定的耐熱性。(2)耐壓性物質(zhì)通過膜的速率和操作壓力成正比，所以選用耐壓性較大的好。(3)透過速率是決定生產(chǎn)效率的主要因素，隨著分離時(shí)間的增加，膜的透過流速會(huì)逐漸減少。(4)區(qū)分能力選擇適當(dāng)區(qū)分?jǐn)?shù)值膜，以便使絕大多數(shù)需透過物

7、流出，同時(shí)有效IN絕所需續(xù)成分如蛋白質(zhì)等。(5)膜的壽命膜的更換是主要成本，所以膜壽命是評(píng)價(jià)系統(tǒng)可行性的因素。(6)操作時(shí)膜沒有滲出成分。(7)耐微生物侵襲性能好。(8)耐溶劑性能好。4反滲透技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用4．1在果蔬汁／Jn"1-中的應(yīng)用4．1．1果蔬汁濃縮果汁濃縮可以減少體積，便于貯存和運(yùn)輸，還可提高其貯存的穩(wěn)定性。傳統(tǒng)上多采用多極真空蒸發(fā)濃縮，但該法易使芳香物質(zhì)揮發(fā)而導(dǎo)致果汁風(fēng)味變差、色澤改變和“蒸煮味”的