食品分离技术——膜分离技术.ppt

回顾一、分离技术的分类及特点?分离技术: 分为机械分离和传质分离两大类。?机械分离处理的是两相或者两相以上的混合物, 如过滤、沉降、离心分离、旋风分离等。?传质分离的特点是分离过程中间有传质现象发生。如反渗透、超滤、电泳等传质分离过程:包括平衡分离过程和速率控制分离过程。?速率控制分离过程速率控制分离过程: 根据混合物中各个组分扩散速度的差异来实现分离的过程,如反渗透、超滤、电泳等。分离中利用浓度差、压力差以及温度差等作为分离推动力。?平衡分离过程平衡分离过程: : 指借助于分离媒介(热能、溶剂、吸附剂),使均相混合物系统变成两相系统,再以各组分在媒介中的不同的分配系数为依据而实现分离的过程。如萃取、精馏、吸附、吸收、离子交换等。 2 2 ?按分离性质分类?物理分离法: 以被分离对象在物理性质方面的差异作为分离依据,热扩散法、过滤、沉淀、离心分离等; ?化学分离法: 依据被分离对象在化学性质方面的差异来分:沉淀分离法、溶剂萃取法、离子交换技术等; ?物理化学分离法: 被分离对象中,存在着不止一个特性方面的差异,包括在物理和化学性质方面的差异。 3 3 二、食品分离新技术在食品工业中的重要性 2、食品分离新技术能提高食品原料的综合利用程度。 3、食品分离新技术能保持和改进食品的营养和风味。 4、食品分离新技术使产品符合食品卫生的要求。 5、食品分离新技术能改变食品行业的生产面貌。 1、食品分离技术是食品工业的基础。植物油、淀粉、糖、速溶咖啡等油脂的低温脱溶、茶叶下脚料、柑橘皮的利用等等膜分离代替热处理浓缩和真空浓缩、分离生物活性物质去除其中的有害成分:棉酚、芥子苷、黄曲霉素 4 45 5 一、膜分离技术的发展历程? 1748 年, Abble Nelkt 首次进行猪膀胱膜的渗透分离试验, 揭示了膜分离现象; ? 1861 年 Thomas Graham 介绍了用膜分离法可以从多糖蛋白质溶液中除去一些无机盐类物质; ?1864 年, Traube 成功研制出第一片人造膜—亚铁氰化铜膜?1907 年 Bechhold 首先发表了滤膜性质的报告; ?1930 年左右法国出现硝酸纤维素膜商品,用于过滤病毒和分离血清蛋白质等; 6 6 ? 1953 年,美国佛罗里达大学的 Reid 等人最早提出反渗透淡化海水; ? 1960 年, Loeb 与 Sourirtajan 发明了第一代高性能的非对称性醋酸纤维素膜,反渗透(RO) 首次用于海水及苦咸水淡化。但至 20 20世纪世纪 60 60年代中期年代中期,才应用于工业上。?在膜分离技术发展史上, 首先出现的技术为超滤( Ultrafiltration , 简称 UF )和微孔过滤( Microfiltration , 简称 MF ),然后出现反渗透( Reverse Osmosis ,简称 RO )。? 20世纪 60年代初,在制膜技术取得了突破后, 膜分离技术才得到飞跃发展;膜材料、膜装置相继被发明; 7 7 ? 1957 年中国科学院化学所开始了离子交换膜的研究。?1964 年海军医学研究所研制出咸水淡化器。?1970 年北京市环境保护科学研究所建立电渗析淡化水站,淡化水生产量达 100m 3 /d以上; 我我国: 国: ?1977 年至 1984 年,我均每年生产约 600 台; ?目前膜分离技术广泛应用于水处理、乳品加工、果蔬加工、食品发酵、蛋白质和酶的提取等。 8 8 二、膜分离技术的基本概念?膜分离: 指用天然或人工合成的高分子膜,以外加压力或化学位差为推动力,对双组分或多组分的溶液进行分离、分级、提纯和富集的方法;膜分离法可用于液相和气相的分离。?渗析(或透析): 用半透膜把容器隔开,膜的一侧是溶液, 另一侧是纯水,或者膜的两侧是浓度不同的溶液。小分子溶质透过膜向纯水侧移动,而纯水透过膜向溶液侧移动的现象。属于渗析的分离方法有: 属于渗析的分离方法有: 电渗析、压渗析、渗析、热渗析。(一)膜分离概念 9 9 ?渗透:仅有溶液中的溶剂透过膜向纯水侧或浓溶液侧移动,而溶质不透过膜的分离现象。?只能使溶剂或溶质透过的膜称为半透膜。如果半透膜只能使某些溶质或溶剂透过,而不能使另一些溶质或溶剂透过,称之为膜的选择透过性。引起上述分离的推动力: 电位差、压力差、浓度差、温度差等。。属于渗透的分离方法有: 电渗透、反渗透、渗透、热渗透。?膜分离是对溶液中不同溶质的分离,每一种溶质是由不同的分子构成的,因此,膜分离也是一种分子级分离。 10 10