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食品饮料微滤膜分离设备

2018-04-25 13:59:07

  由于膜分离过程不需要加热,可防止热敏物质失活、杂茵污染,无相变,集分离、浓缩、提纯、杀菌为一体,食品饮料微滤膜分离设备的分离效果高,操作简单、费用低,特别适合食品工业的应用。下面介绍微滤膜分离设备在食品工业中的应用状况。

  一、 食品饮料微滤膜分离设备的原理

  膜分离过程是以选择性透过膜为分离介质,当膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差、温度差等)时,原料侧组分选择性地透过膜,以达到分离、提纯的目的。不同的膜过程使用不同的膜,推动力也不同。目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)等。

  二、食品饮料微滤膜分离设备的技术特点

  反渗透、超滤、微滤、电渗析这四大过程在技术上已经相当成熟,已有大规模的工业应用,形成了相当规模的产业,有许多商品化的产品可供不同用途使用。这里主要以反渗透膜和超滤膜为代表介绍一下。

  反渗透膜(RO)

  反渗透膜使用的材料,是醋酸纤维素(CA),1966年开发出聚酰胺膜,后来又开发出各种各样的合成复合膜。CA膜耐氯性强,但抗菌性较差。合成复合膜具有较高的透水性和有机物截留性能,但对次氯酸等酸性物质抗性较弱。这两种材料耐热性较差,温度大约是60℃左右,这使其在食品加工领域的应用中受到限制。

  超滤膜(UF)

  超滤膜也是使用CA做材料,后来各种合成高分子材料得以广泛应用。其材料多种多样,共同特点是具有耐热、耐酸碱、耐生物腐蚀等优点。

  目前使用的UF膜材料是聚芳砜和异丙基聚芳砜。这两种材料的优点是耐热性非常强。聚芳砜的机械性能好,有优良的耐氧化性能,通常使用时耐热温度可达8O℃,热杀菌时耐热温度可达90℃,异丙基聚芳砜耐氧化性能更好,较高温度下能够保持良好的机械性能。进行热杀菌时,高温水急速通过膜装置,因膜装置材料的热膨胀系数不同,有时膜会发生泄漏。现在,通过对环氧系粘合剂的组成、硬化条件的研究,已能够制造耐50℃温差的急速加热冷却的膜装置。

  三、 食品饮料微滤膜分离设备的优缺点

  分离膜共同的优点是:

  ①、节约能源。

  ②、在常温下进行,特别适用于热敏性物质的处理,能够防止食品品质的恶化和营养成分及香味物质的损失。

  ③、食品的色泽变化小,能保持食品的自然状态。

  ④、设备体积小且构造简单,费用较低,效率较高。

  ⑤、适用范围广,有机物和无机物都可浓缩,可用于分离、浓缩、纯化、澄清等工艺。

  分离膜的缺点是:

  ①、产品被浓缩的程度有限。

  ②、有时其适用范围受到限制,因加工温度、食品成分、pH、膜的耐药性、膜的耐溶剂性等的不同,有时不能使用分离膜。

  ③、规模经济的优势较低,一般需与其他工艺相结合。

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