食品行业用超滤膜分离技术

超滤装置是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。

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食品行业用超滤膜分离技术详解

超滤膜分离原理:一般认为超滤是种筛孔分离过程。如图1.所示,在静压差为推动力的作用下,原料液中溶剂和小的溶质粒子从高压的料液侧透过膜到低压侧,大粒子组分被膜阻拦,使它们在滤料液中浓度增大。按照这样的分离机理,超滤膜具有选择性表面层的主要因素是形成具有一定大小和形状的孔,聚合物膜的化学性质对膜的分离特性影响不大;因此可以用细空模型表示超滤的传递过程。但也有学者认为除了膜孔结构外,膜表面的化学性质也是影响超滤分离的主要因素,并认为反渗透理论可以作为研究超滤的基础。

超滤装置是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。 超滤(UF)装置是一种先进的膜分离技术,料液中含有的溶剂及各种小的溶质从高压料液侧透过滤膜到达低压侧,从而得到透过液或称为超滤液;其超滤膜微孔可达0.01微米(十万分之一毫米)以下,能有效地去除水中的微粒、胶体、细菌、热源和有机物力作用下,而尺寸比膜孔径大的溶质分子被膜截留成浓缩液。

膜浓缩分离

基本原理是在常温下以一定压力和流量,利用不对称微孔结构和半透膜介质,依靠膜两侧的压力差作为推动力,以错流方式进行过滤,使溶剂及小分子物质通过,大分子物质和微粒子如蛋白质、水溶性高聚物、细菌等被滤膜阻留,从而达到分离、分级、纯化、浓缩目的的一种新型膜分离技术。 超滤属于压力驱动型膜分离过程,超滤膜的分离范围为相对分子质量500-100万的大分子物质和胶体特质,相对应粒子的直径为0.005-0.1μm;分离机理一般认为是机械筛分超滤膜组件有板式、卷式净水用超滤膜。

膜分离技术是一种广泛应用于溶液分离、浓缩和提纯的分离技术。它利用具有选择透过能力的薄膜做分离介质, 膜壁密布微孔,原液在一定压力下通过膜的一侧,溶剂及小分子溶质透过膜壁为滤出液,而较大分子溶质被膜截留,从而达到物质分离及浓缩的目的。膜分离过程为动态过滤过程,大分子溶质被膜壁阻隔,随浓缩液流出膜组件,膜不易被堵塞,可连续长期使用。过滤过程可在常温、低压下运行,无相态变化,高效节能。

超滤技术与传统分离方法相比 
1. 滤过程是在常温下进行,条件温和无成分破坏,因而特别适宜对热敏感的物质,如药物、酶、果汁等的分离、分级、浓缩与富集。
2. 过滤过程不发生变化,无需加热,能耗低,无需添加化学试剂,无污染,是一种节能环保的分离技术。
3. 超滤技术分离效率高,对稀溶液中的微量成分的回收、低浓度溶液的浓缩均非常有效。
4. 超滤过程仅采用压力作为膜分离的动力,因此分离装置简单、流程短、操作简便、易于控制和维护。
5. 超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。

膜分离技术特点:

★在常温和低压下进行分离与浓缩,因而能耗低,从而使设备的运行费用低。 
★设备体积小、结构简单,故投资费用低。 
★膜分离过程只是简单的加压输送液体,工艺流程简单,易于操作管理。 
★膜作为过滤介质是由高分子材料制成的均匀连续体,纯物理方法过滤,物质在分离过程中不 发生质的变化(即不影响物料的分子结构)。

膜分离主要应用领域为:

★ 酶制剂及蛋白类制品 
★ 氨基酸、肽、抗生素 
★ 植物原料药(黄酮、色素等) 
★ 生物发酵制剂 
★ 大输液除热源 
★ 生物藻类制品、果蔬汁 
★ 肝素钠、硫酸软骨素、生物多糖 
★ 低聚糖、单糖 
★ 柠檬酸、苹果酸等有机酸 
★ 酿造产品(酒类、醋等) 
★ 染料除盐 

现代膜分离技术作为一种新型的高新制造技术,在食品工业中的应用越来越广泛,日益受到各界关注,展现了广阔的前景。一些新型膜分离技术更显示出了巨大的潜力和强大的生命力;超滤分离技术不仅仅应用于传统的制水工业,在食品工业中已广泛使用,相信随着膜材料科技研究的深入,膜分离技术也会不断发展完善,在不久的将来会迎来食品工业崭新的开端。


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膜浓缩设备



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