现代食品分离技术

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1、第二节食品分离过程的特点及选择原则一、食品分离技术的分类食品分离技术按其分离规模可分为：实验室规模和工业生产规模。实验室规模的分离技术主要是用来进行食品成分及食品中限量指标的定量、定性分析和研发新产品是制备小量样品用。工业生产规模的应用是把实验室研发产品的技术进行工业放大和设计后，进行商业化生产。食品分离技术按分离方法可分为：①物理法。例如，离心，过滤，沉降等。②化学法。例如，离子交换，沉淀反应等。③物理化学法。例如，凝胶色谱分离，基于目标物理化学性质差异的各种萃取分离等。食品分离技术按分离性质可分为非传质分离和传质分离两大类。二、食品分离过程的特点食品分离过程因为分离对象的原因，与其他工业分

2、离过程相比，有其自身鲜明的特点。①分离对象种类多，性质复杂。食品分离的对象是农、林、渔、牧、副食品等，要分离的物质比化学反应产物的分离复杂得多，要分离的物质有有机物、无机物；原料的相态有固态、液态和气体；要分离的物质可能是有生命的细胞、微生物；可能是具有生理活性；可能是热敏性及对碱、酸敏感的物质等。②产品质量与分离过程密切相关。在食品生产过程中，采取的分离方法要注意防止高温、过酸、过碱、氧化、高压、重金属离子污染、原料自身酶解等问题。例如，在分离酶时，利用不同的分离过程，分离得到的酶活力单位可不同。在速溶茶的生产过程中，分离工艺的不同，可生产不同风味、色泽不同的产品。③产品要求食品安全。这就要

3、求采用的分离技术必须要符合卫生标准，对生产工艺要求严，生产过程中微生物、重金属等指标要符合标准。方法要效率高、选择好，以便有效地分离除去有害有毒物质。另外，生产中。所采用的分离技术对原料不要产生新的污染。④分离对象在分离过程的易腐败。食品分离的对象是食品，而腐败是食品原料的特点，这就要求在分离过程之中必须控制分离条件，防止食品物料的氧化。污染微生物等，并尽量缩缩分离周期。一、食品分离技术的选择原则随着科学技术的发展，分离方法越来越多，每种分离方法都有它的长处和不足。在开发过程中如果需要分离工序，首先应选择合适的方法，使之在技术上先进、经济上合理。选择一种食品分离技术，总的原则是先要确定分离的目

4、标成分。对目标成分，要了解目标成分的性质，它的相对分子质量、化学结构、理化性质、电荷性、热敏性以及生物活性等基础性资料对确定分离方法的选择起决定作用。（1）在知道目标成分的性质后可按下列步骤进行分离工作：①选择和确定对目标成分的定性、定量方法，以便在分离过程中能对目标成分进行检测，对分离效果进行评价。②了解物料的性质。例如，物料的黏度、目标成分在物料中存在的部位、含量等。③确定分离方法并进行实验。是否可利用自然的能量进行分离？是否为超高纯度的分离？分离规模的大小？按这些要求选择合适的分离技术。④确定分离方法的评价指标。一般来说，评价指标有：回收率、截留率、选择性、经济性等。⑤中试或工业生产应用

5、的放大设计。（2）在分离方法的选择时，通常从确定产品纯度和回收率方面作为主要的考虑因素外，还要考虑下列因素：①产品价格：产品价格常成为选择分离方法的主要因素。对廉价产物，常采用低能耗、廉价分离剂或无需分离剂，以及大规模的生产过程。对高附加值的产物，可采用中小生产规模，技术含量较高的分离技术。如果一个分离方法尽管可行，但其分离所得产品成本过高，就很难推广应用。因此，所选用的方法往往被要求等能耗、物耗低以保证产品的价格具有竞争能力。②目标产物的特性：目标产物的特性是指产物的热敏性、吸湿性、氧化性、分解性等，这些特性是导致目标产物变质、降解、氧化等的根本原因，产品对工艺技术的一些特殊要求是选择分离方

6、法的一个重要因素。例如，食物、饮料中含有热敏性物质，常会因受热而变质或失去营养成分，所以，对食品分离来说，应尽量选用速率控制分离过程。采用热分离时应慎重，尽量避免过热过冷对产品质量所造成的损害。③混合物中的分子性质：分离效率的高低关键在于原料中目标产物与共存杂质的性质差异大小。对于大多数分离过程来说，分离因子对分离方法的选择可起指导作用，分离因子是表征分离过程中混合物内各组分所能达到的分离程度。对于i，j两个被分离组分，组分i和组分j在产品1中的摩尔分数的比值除以在产品2中的比值表示为组分i和组分j的分离因子，如式[1-8]所示。分离因子越大，表示组分分离效果越好。[1-8]但在分离过程中起作

7、用的根本原因还在于分子的特性，包括分子的大小与形状、密度、沸点、溶解度、偶极矩、极化强度、电荷、临界点等物理、化学、电磁、光学、生物学等性质。例如，对于蒸馏操作，通常把分离的难易归结与宏观量相对挥发度即蒸气压的差别，但追其根本是取决于分子间作用力的强弱。同时，在不同的分离过程中，这些分子特性对分离因子也有影响，如表1-5所示。表1-5不同的分子性质对分离因子的影响分离方法纯物质的性质物质添加剂的性