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膜法浓缩分离设备膜分离技术在食品中的运用

时间:2018-08-18 14:37 来源:www.runtaisd.com作者:aadmin

膜法浓缩分离设备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、 膜法浓缩分离设备 膜分离原理

  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、膜分离技术

  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。

  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)

  超滤膜最初也是使用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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