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膜法濃縮分離設備膜分離技術在食品中的運用

時間:2018-08-18 14:37 來源:www.runtaisd.com作者:aadmin

膜法濃縮分離設備人们对膜进行科学研究则是近几十年来的事。1950年朱达W.Juda试制出选择透过性能的离子交换膜,奠定了电渗析的实用化基础。1960年洛布(Loeb)和索里拉简(Sourirajan)首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜,这在膜分离技术发展中是一个重要的突破,使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。其发展的历史大致为:20世纪30年代微孔过滤;40年代透析;50年代电渗析;60年代反渗透;70年代超滤和液膜;80年代气体分离;90年代渗透汽化。此外,以膜为基础的其它新型分离过程,以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程(Integrated  Membrane  Process)也日益得到重视和发展。

  一、 膜法濃縮分離設備 膜分离原理

  膜分離過程是以選擇性透過膜爲分離介質,當膜兩側存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差、溫度差等)時,原料側組分選擇性地透過膜,以達到分離、提純的目的。不同的膜過程使用不同的膜,推動力也不同。目前已經工業化應用的膜分離過程有微濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)、滲析(D)、電滲析(ED)、氣體分離(GS)、滲透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)等。

  二、膜分離技術

  反滲透、超濾、微濾、電滲析這四大過程在技術上已經相當成熟,已有大規模的工業應用,形成了相當規模的産業,有許多商品化的産品可供不同用途使用。這裏主要以反滲透膜和超濾膜爲代表介紹一下。

  2.1  反渗透膜(RO)

  反渗透膜使用的材料,最初是醋酸纤维素(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,最高温度大约是60℃左右,这使其在食品加工领域的应用中受到限制。

  2.2  超滤膜(UF)

  超濾膜最初也是使用CA做材料,後來各種合成高分子材料得以廣泛應用。其材料多種多樣,共同特點是具有耐熱、耐酸堿、耐生物腐蝕等優點。

  目前使用最多的UF膜材料是聚芳砜和异丙基聚芳砜。这两种材料的最大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,耐热温度可达90℃  ,热杀菌时可达98℃。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。



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