第三章-食品的浓缩--2.pptVIP

2.后果： 降低了透水速率和膜系统的分离能力 溶剂从低浓度向高浓度处扩散流动，难度自然很大； 边界层溶质的增加，推动力也增加，动耗增加； 边界层的存在，相当于膜的厚度增加。 3.控制 从流动方式上：平行于膜表面流动（错流）； b 使用较小的管径的管子； c 设置湍流发生器产生湍流。 现象：在反渗透时膜组件一直承受较高的压力，长期使用后产生压实，膜被压变形。膜表面的孔与多孔支撑体内的孔变小、变少，致使通透性变差，影响了透过速率。 解决办法：增强膜的机械强度，减少膜的变形；定期进行反冲洗，恢复膜的原有的空隙。 膜的压实 分生物降解与化学降解两种形式。 控制： 选用化学性质稳定的膜材料，防止化学降解； 生物降解是微生物在膜上繁殖的结果，可用清洗消毒方法除；例如可用甲醛溶液或双氧水溶液对膜进行消毒等。 膜的降解 膜的结垢主要由悬浮物、离子化合物或盐类物质构成。 悬浮物可通过预处理除去，离子化合物或盐类物质可以通过添加螯合剂沉淀过滤除去； 增加湍流，使物质不能在膜表面沉淀。 膜的结垢 2.超滤 应用孔径为1.0～20.0nm（或更大）的半透膜来过滤含有大分子或微细粒子的溶液，使大分子或微细粒子在溶液中得到浓缩的过程称之为超滤浓缩。 超滤的基本原理示意图 超滤与反渗透：整个过程非常相近（包括工业上常用的工艺流程及装置） UF：以筛分为主选择性渗透为辅； 透过原理： RO：以选择性渗透为主筛分作用为辅 膜孔径：UF＞RO 操作压力：ROUF 工作范围： 截留分子量：500~300，000；通常5，000以上 较好分离粒径：0.0015~0.2μm。 超滤 应用孔径为1.0～20.0nm（或更大）的半透膜来过滤含有大分子或微细粒子的溶液，使大分子或微细粒子在溶液中得到浓缩的过程称之为超滤浓缩。 超滤的推动力也是压力差，但与反渗透不同的是，超滤膜对大分子的截留机理主要是筛分作用，即符合所谓的毛细-孔流模型。决定截留效果的主要是膜的表面活性层上孔的大小和形状。除筛分作用外，粒子在膜表面微孔内的吸附和在膜孔中的阻塞也使大分子截留。 超滤 （三）电渗析 电渗析工程是应用膜法分离工程之一，它的原理是利用离子透过选择性离子交换膜在直流电场的作用下进行迁移，使电解质离子从溶液中部分分离出来的过程。 主要用途 生产纯净水  海水淡化，苦咸水淡化  除氟化物、废水处理 动力设备给水除盐  电渗析 离子交换膜与电渗析的传递过程 1.离子交换膜 是一种高聚物电解质薄膜，它与球形的或不定形的离子交换树脂具有相同的化学结构，可分为基膜与活性基团两部分。 立体网状的高分子化合物 固定基团与可交换离子，可交换离子 分为阳离子与阴离子两种。 R—SO3H R—SO3--+ H+ R—N(CH3)3OH R—N(CH3)3+ +OH- 阳离子交换膜 离解 基膜 固定基团 可离解离子 活性基团 离解 阴离子交换膜 可离解离子 二、 膜材料的种类及膜组件 1. 膜的性能--膜的物化稳定性和分离透过性能。 膜的物化稳定性主要是指膜的耐压性、耐热性、适用的pH值范围、化学惰性、机械强度。 膜的物化稳定性主耍取决于构成膜的高分子材料。 2. 膜的种类 纤维素膜 聚亚酰胺膜 聚砜系膜 三、膜浓缩在食品中的应用 果汁的浓缩 蔗糖液的浓缩 干酪制造过程中脱脂乳的浓缩 从大豆乳清废液中提取大豆蛋白质 电渗析浓缩法制盐 四、影响膜浓缩的因素（一）影响反渗透浓缩和超滤浓缩的因素 1. 膜材料的种类和性能 2. 溶质的特性 3. 溶液的性质 4. 操作条件 （1） 操作压力；（2） 操作温度； （3） 操作时间；（4） 浓差极化 5. 膜的维护 （1） 膜的压实；（2） 膜的降解； （3） 膜的结垢 （二）影响电渗析操作的因素 1. 膜的极化 2. 电解质的浓差扩散 3. 水的渗透 4. 压差渗漏 5. 膜的污染和中毒 * 奶酪生产的传统工艺是在脱脂乳中加入发酵剂和凝乳酶后再进行混合和凝固，在此过程中会有25%的乳清蛋白从凝乳中析出排放到乳清中而流失。而用超滤(UF)浓缩脱脂乳，大部分乳糖可透过膜而被除去，大部分乳清蛋白被膜阻留在浓缩乳中，从而提高奶酪产量和质量。其基本工艺如下：脱脂乳—预处理—超滤—浓缩液—加发酵剂—奶酪制造—奶酪 *