超濾技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用

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1、超濾技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用摘要：超濾技術(shù)作為一種新型的高新制造技術(shù)，因其獨特的性能，使得它在食品工業(yè)發(fā)展極快，成績卓著，日益受到各界的關(guān)注，具有良好的發(fā)展和應(yīng)用前景。本文重點介紹了超濾技術(shù)的原理、材質(zhì)、性能評價和影響超濾過程的因素，綜述了超濾膜技術(shù)在食品加工屮的應(yīng)用及其發(fā)展前景，同時也對存在的問題進行了分析。關(guān)鍵詞：超濾食品工業(yè)應(yīng)用膜分離技術(shù)是一種新興的高效分離技術(shù)，它以分離膜為介質(zhì)，以外界能量或化學(xué)位差為推動力，對雙組分或多組分溶質(zhì)和溶劑進行分離、提純或富集的過程⑴。由于其具有分離精度高，選擇性強；在常溫下操作無相態(tài)變化；操作壓力和能耗低；自動化程度高和污染小等

2、優(yōu)點，已廣泛運用于石油、化工、環(huán)保、能源、電子、重工、輕工、食品、飲料、醫(yī)藥和牛物工程等行業(yè)中⑵。該技術(shù)現(xiàn)在已經(jīng)得到世界各國的普遍重視。在能源緊張、資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化的今天，產(chǎn)業(yè)界和科技界把膜技術(shù)視為二十一世紀(jì)工業(yè)技術(shù)改造中的一項極為重要的新技術(shù)。國外有關(guān)專家把膜分離技術(shù)的發(fā)展稱為“第三次工業(yè)革命”。美國官方文件也說“目前沒有一項技術(shù)能像膜技術(shù)這么廣泛地應(yīng)用?？诒景涯ぜ夹g(shù)作為21世紀(jì)基本技術(shù)進行研究和開發(fā)，在1987年國際膜會議上明確指岀“在21世紀(jì)的多數(shù)工業(yè)中，膜過程扮演著戰(zhàn)略的角色”。國際上也流行著“誰掌握了膜技術(shù)，誰就掌握了化工的未來”的說法。膜分離技術(shù)

3、成為國際上共同關(guān)注和重視的應(yīng)用技術(shù)。該技術(shù)被認為是20世紀(jì)末至21世紀(jì)中期最有發(fā)展前途的高新技術(shù)之一⑶。膜是使溶劑和較小的顆?；蛘叻肿蛹壍娜苜|(zhì)通過一定的濾膜，從而使大顆粒或者高分子物質(zhì)脫水、脫鹽和濃縮，使細菌、寄生蟲截留，達到除菌、集菌、提高檢岀率的目的。按照過濾的方式分類可以分為正壓過濾和負壓過濾，按照分離物的大小，將濾膜技術(shù)分為反滲透(RO)、納濾(NF)、超濾(UF)和微濾(MF)⑷。本文擬對超濾技術(shù)及其在食品工業(yè)中的應(yīng)用的現(xiàn)狀進行綜述，并對其存在的問題進行分析，為進一步應(yīng)用提供參考。1超濾技術(shù)1.1超濾的原理超濾(ultra?filtration,UF)所

4、分離的組分一般為直徑10?100nm,所用的膜為非對稱膜，其表面活性分離層平均孔徑為10A?200A,能夠截流分子量為500Da以上的犬分子與膠體微粒，所用操作壓差為O.IMPa?0.5MPa刃。超濾主耍運用物理篩分作用，在一定的壓力作用下，當(dāng)原料溶液屮的溶劑和小溶質(zhì)粒子從高壓側(cè)透過膜進入低壓側(cè)時，大分子和組粒組分分別被膜阻攔，經(jīng)濃縮后以濃縮液排出，而溶劑和小分子溶質(zhì)將透過膜,作為透過物被收集起來⑹。超濾膜表面活性層上孔的大小與形狀對微粒的篩分作用決定其對大分子物質(zhì)的截留效果，膜表面、微孔內(nèi)的吸附和粒子在膜孔中的滯留亦可使大分子物質(zhì)被截留，從而達到分離、提純和濃縮

5、產(chǎn)品的目的。超濾過程如圖1所示⑺。料液、0」膜一透過液圖1超濾原理示意圖1.2超濾膜的材質(zhì)1.2.1醋酸纖維素超濾膜（CA膜）醋酸纖維素超濾膜是第一個基丁?分離的用丁?的水的反滲透和超濾技術(shù)的聚合膜。由于具有親水性，它可以抵抗污垢。但是它氧化作用低，化學(xué)穩(wěn)定性及機械強度也比較低,不適宜用于溶液的進一步凈化⑻。用澆鑄法制得的超濾切割膜相對分子質(zhì)量范圍為1000?50000?1960年Loeb和Sourirajan制成第一張用于海水淡化的醋酸纖維素膜，并于1964年取得美國專利后，醋酸纖維素膜有較快的發(fā)展。我國首先發(fā)展的超濾膜也是醋酸纖維素膜，目前已有一定的規(guī)模。從膜

6、的品種和某些研究工作的深度看，與世界上先進的國家相比，差距不是很大，但在膜的質(zhì)量、性能及商品化方面尚有較大的差距兇?⑴。1.2.2聚飆超濾膜（PS膜）聚颯是聚合膜領(lǐng)域中的一種重要材料，它具有機械強度，化學(xué)和熱穩(wěn)定性，抗壓密性及寬的pH使用范圍（pH值為2?12）等優(yōu)點:⑵。由于其疏水特性，蛋白質(zhì)易在膜表面吸附變性，聚集在膜表面，使膜受阻，造成膜污染，降低其實際應(yīng)用價值網(wǎng)。正因為聚颯的疏水性，膜的孔徑范圍不如醋酸纖維素寬廣，因此它的切割相對分子質(zhì)量特性稍差些，為5000?50000o1.2.3芳香聚酰胺膜芳香聚酰胺具有良好的機械強度和化學(xué)穩(wěn)定性，可用于氣體分離和全蒸

7、發(fā)等膜分離進程何。但是它在普通的有機溶劑中溶解度低和抗氯氧化性差，使膜的性能降低冋。聚酰胺膜就有高水通量，切割相對分子質(zhì)量范圍為1000?50000o1.2.4聚丙烯睛膜聚丙烯膳具有較好的親水性，優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性，良好的物理機械性能和化學(xué)穩(wěn)定性、易于成膜、一定的耐熱性和耐溶劑性，是超濾膜中僅次于聚颯的常用材料，同時它也是制備反滲透膜和滲透蒸發(fā)膜的常用材料之一役但是，在實際應(yīng)用中，膜污染會降低膜通量，增加額外的資金投入。同時污垢在膜表面和膜的小孔中聚集，為微生物的繁殖提供良好的環(huán)境，降低膜的使用壽命問。1.3超濾膜的性能評價及影響超濾過程的因素評價超濾膜的性能通?？?/p>

8、膜的物化性