膜分离技术在食品加工中的应用

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1、膜分离技术及其在食品加工中的应用摘要：本文重点介绍了膜分离技术的发展概况、概念、类型、特点以及膜分离技术在食品加工中的应用。关键词：膜分离技术、特点、食品加工引言在很早以前,人们就发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内,后来经过大量的研究,使膜分离技术从实验室阶段发展到工业化应用。目前已应用于海水淡化、果汁牛奶的浓缩、制糖工业废水处理、纯净水制造以及溶液浓缩、分离和精制等领域。在膜分离的过程中,若通过半透膜的只是溶剂,则溶液得到浓缩,称之为膜浓缩;若通过半透膜的不仅是溶剂,而且有选择地让某些溶质组分通过,使溶液中不同溶质得到分离,称之为膜分离。根据其推动力不同分

2、为两类:一类是以压力为推动力的膜过程,工业上应用较多的是反渗透和超滤;另一类是以电力为推动力的膜过程,如工业上应用的离子交换膜的电渗析。1．膜分离技术的发展概况、概念、类型和特点。1.1．膜分离技术的发展概况。在我国，膜技术的发展是从1958年离子交换膜研究开始的。1958年开始进行离子交换膜的研究，并对电渗析法淡化海水展开了试验研究；1965年开始对反渗透膜进行探索，1966年上海化工厂聚乙烯异相离子交换膜正式投产，为电渗析工业应用奠定了基础。1967年海水淡化会战对我国膜科学技术的进步起了积极的推动作用。1970年代相继对电渗析、反渗透、超滤和微滤膜及组件进行研

3、究开发，1980年代进入推广应用阶段。1980年代中期我国气体分离膜的研究取得长足进步，1985年中国科学院大连化物所，首次研制成功中空纤维N2/H2分离器，主要性能指标接近国外同类产品指标，现己投入批量生产，每套成本仅为进口装置的1/3。进入90年代以来，复合膜的制备取得了较大进展[1]。1.2.膜分离技术的概念[2]膜分离过程以选择性透过膜为分离介质，通过在膜两侧施加某种推动力（如压力差、蒸气分压差、浓度差、电位差等）使得原料侧组分选择性透过膜，达到分离提纯的目的。1.3膜分离技术的类型。[3]膜分离以其分离溶质的不同范围而划分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤

4、(NF)、反渗透(RO)4种形式。微滤用于截留直径为0.02um到10um大小的粒子，用于发酵液除菌、澄清及细胞收集等。超滤可分离分子量从上千到数百万的可溶性大分子物质，对应孔径约2~20nm。超虑不是以孔径大小作为标准，而是用截留分子量（molecularweightcut-offMWCO）作为指标。纳滤集浓缩与脱盐为一体，膜平均孔径约1~2nm,用于分离溶液中分子量为200~1000dm.(全称dalton)的小分子物质，如抗生素、氨基酸等。反渗透膜因其致密的分离结构，对离子有效截留，主要用于海水脱盐，纯水制造以及小分子产品浓缩等。1.4膜分离的特点。[4]膜分

5、离技术的过程简单，以相同的原理可解决许多不同场合的不同分离问题，像海水脱盐、气体分离、人工肾等;分离过程中无相变，减少了能耗;操作基本上在常温下进行，便于处理热敏性物质;无新的废产物产生，不会增加新的污染，是一种清洁的分离手段。膜分离技术一经引入食品工业领域就受到欢迎并取得不凡业绩:膜技术简化传统的食品加工工艺;避免食品加工中的热过程，高度保持食物中的色、香、味及营养成分;降低和解决污染物的排放，并使有效成分得以综合利用和回收;它既可脱盐，排除有害物质和细菌，又可防止沉淀物的产生，这些特点都是其它分离加工方式无法比拟的。2．膜分离技术在食品加工中的应用。2.1膜分离

6、技术在果蔬加工中的应用。超滤是膜分离的一种，目前国内也已经将超滤技术应用于一些新型果蔬汁饮料的生产中。据报道，超滤澄清法生产的澄清汁，在产品质量上明显优越于其他方法，加工成本亦比其他澄清法低。胡建农，王少峰研究后发现西瓜汁经超滤处理后，其主要营养成分：糖分、有机酸、维生素C的保留率都高达90％以上。并且超滤还具有除菌效果，西瓜原汁经过超滤处理，除菌率达到99.9%以上。不经巴氏灭菌，也能达到国家饮料食品的卫生标准。[5]叶琼兴等人认为超滤处理后，原汁的西番莲固有滋味和品质得到较好保留，其可溶性固形物含量、总糖、总酸和Vc等质量分数保留率大于85％，因此采用超滤澄清法

7、生产高质量的西番莲原汁是可行的，为超滤技术应用于西番莲果汁的开发提供了依据。[6]徐玉娟等人将桑椹汁超滤澄清后，测定其透光率可达73．6％，而且不会产生“二次沉淀”。由此法制得的桑椹汁色泽鲜艳，澄清度高，并且能保持桑椹汁的原有风味。但由于桑椹汁中含有的果胶、多酚类及蛋白质等物质易在膜上形成凝胶层，造成膜通透量下降从而影响生产效率。超滤澄清法比化学澄清法简单。果汁的品质和风味不会因化学澄清剂带入其他杂质、杂味而有所改变，澄清效果好，是桑椹汁澄清的最佳方法。[7]采用膜分离制氮技术制造气调冷藏保鲜车,可以解决燃烧丙烷制氮和造成环境污染以及利用分子筛制氮吸附制氮机体积