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超滤技术在食品加工中的应用 摘要：食品分离技术室食品工业的基础，食品分离的种类很多，本文主要给大家介绍的是超滤技术在食品加工中的应用。超滤技术作为一种新型的高新制造技术，因其独特的性能，使得它在食品工业发展极快，成绩卓著，日益受到各界的关注，具有良好的发展和应用前景。本文重点介绍了超滤技术的原理、材质、性能评价和影响超滤过程的因素，综述了超滤膜技术在食品加工中的应用及其发展前景，同时也对存在的问题进行了分析。 关键词：超滤 食品工业 高新技术 应用 膜分离技术室一种使用半透膜的分离方法，即在常温下以膜两侧的压力差或电位差为动力对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化，它在水处理、工业分离、废水处理、食品和发酵工业等方面的应用都取得了重大突破，膜分离技术有超滤、微滤、反渗透、电渗析和透析等。国外有关专家把膜分离技术的发展称为“第三次工业革命”。美国官方文件也说“目前没有一项技术能像膜技术这么广泛地应用。日本把膜技术作为21世纪基本技术进行研究和开发，在1987年国际膜会议上明确指出“在21世纪的多数工业中，膜过程扮演着战略的角色”。国际上也流行着“谁掌握了膜技术，谁就掌握了化工的未来”的说法。膜分离技术成为国际上共同关注和重视的应用技术。该技术被认为是20世纪末至21世纪中期最有发展前途的高新技术之一。 1.超滤技术 1.1超滤技术原理 超滤主要运用物理筛分作用，在一定的压力作用下，当原料溶液中的溶剂和小溶质粒子从高压侧透过膜进入低压侧时，大分子和组粒组分分别被膜阻拦，经浓缩后以浓缩液排出，而溶剂和小分子溶质将透过膜，作为透过物被收集起来。超滤膜表面活性层上孔的大小与形状对微粒的筛分作用决定其对大分子物质的截留效果，膜表面、微孔内的吸附和粒子在膜孔中的滞留亦可使大分子物质被截留，从而达到分离、提纯和浓缩产品的目的。 只有直径小于0.002?μm的粒子、水、盐、糖和芳香物等能够通过超滤膜,?超滤膜空隙尺寸在15?!~1?000?!,?过滤范围0.002?μm~0.2?μm,超滤的滤膜分子量吸收限制值在500~几十万道尔顿,?直径大于0.1?μm?的溶质如蛋白质、果胶、脂肪和微生物,?尤其是酵母菌、霉菌不能通过超滤膜。 1.2超滤的特点 1.2.1使用寿命长 超滤采用特别性能的PVDF材料并经过亲水改性，具有极佳的抗氧化性和抗疲劳强度，抗污染，耐清晰，大大延长了膜丝的使用寿命。 1.2.2 产水品质高 超滤的平均过滤精度达到0.03μm，泡点压力更高，对细菌去除率达到6-log，使得其获得更佳的产水品质。 1.2.3 适用范围广 超滤的外压式结构和专利的布水方式，容许更宽的进水悬浮物含量，更适合于水质较差的应用条件，并同时保证很高的水回收率。 1.2.4 运行费用低 超滤外压式可采用低廉的气水混合清洗方式，高效保持通量的长期稳定，节约化学清洗剂消耗。 1.3 影响超滤的因素： 1.3.1 超滤膜孔径大小 超滤膜孔径大小的选择应与药液中目标成分的大小相一致。孔径过大，则分离效果不好，杂质含量过高，影响澄明度和稳定性。孔径过小，有效成分通透率较低，损失较大。 1.3.2 药液的前处理 中药提取液中杂质较多，大小不一，会堵塞膜孔。预处理效果好坏，直接影响超滤膜的污染程度，系统的生产能力以及超滤膜的使用寿命。中药提取液的预处理一般采用高速离心法、微滤法、调PH值、热处理、冷藏法或多种方法组合进行。 1.3.3 药液浓度 随着药液浓度的增高，药液的粘度会升高，超滤时形成极化层的时间会缩短，从而使超滤的速度降低、效率也降低。多数认为中药液进行超滤时最高浓度不宜超过含生药1g/ml。 1.3.4 药液的温度 温度的升高，一方面会使水溶液黏度下降，悬浮颗粒的溶解度增加，传质系数增大，促使膜表面溶质向主体运动，减薄了浓度差极化层，提高过滤速度，增加膜通量；另一方面，温度过高会加速超滤膜老化，影响超滤膜的使用寿命。因此进液温度要求小于40℃，一般控制在25℃左右。 1.3.5 药液的流速 增大膜表面的流速可以起到边透水边洗膜的作用，当膜表面流速为1.6m/s时，即能大大缓解膜压差的增大。流速增加则滞留层厚度减小，有利于渗透，但流速增加会加速膜表面的磨损，因此流速保持在1.0-2.0m/s为宜。 1.3.6 压力控制 在临界压力下，跨膜压差与膜通量成正比关系，在临界压力之上，由于浓度极化等因素的影响，跨膜压差对通量的贡献不大，当压差继续增大到一定程度时，在此压差下形成凝胶层，传质方式转为物质传递控制，通量与压力无关，因此过大的跨膜压差不但会破坏膜材料，还会导致膜污染速度加快