反渗透技术及其在食品工业中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.comProcessng—。IP技术其在食品业中应用郝少莉(陕西师范大学食品工程系，陕西西安710062)术的原理、特点，以及其在食品工业中的应用现状及存在问题。关键词：反渗透；食品工业；应用中图分类号：TQ342．81文献标识码：B1748年法国科学家AbbleNelh发现水能自发地扩散到装有酒精的猪膀胱内，首次揭示了膜分离3反渗透膜的选择【3I4J现象，此后近200年的时间内，膜分离技术经过了反渗透的关键技术是膜，包括膜的孔径的大小漫长的发展过程。反渗透即R0(ReverseOsmosis)_l_，和膜的结构和形式。相对于微滤和超滤，反渗透的2

2、0世纪60年代，其在5i-_业上重要的大规模用途是孔径最细，操作压力最大。分别是o．ooo1～o．OOlm海水和苦咸水的脱盐，近年来，随着食品工业的发及1378．95-6894．76kPa。展，膜技术在食品工业上得到了越来越广泛的应用日。3．1膜材料的选择1反渗透的基本原理【3I4J最先Yt：发并成功应用的反渗透膜材料是醋酸纤维素，70年代以来逐渐开发出一些新型反渗透膜一般情况下，将两种浓度不同的溶液置于同一材料，如芳香族聚酰胺、聚苯并咪唑、磺化聚苯撑种容器中，在其交界处以一薄膜隔开时，由于渗透氧、磺化聚磺酸盐、聚酰胺羧酸、聚乙烯亚胺、聚压的作用，此时浓度稀的溶液会向浓度高的一方流甲苯二异

3、氰酸酯和等离-T"处理聚丙烯腈等。醋酸纤动，直到两侧浓度相同时，便维持一动态平衡。假维素在强酸和弱碱条件下易发生水解且不耐高温，设在高浓度溶液处给予一个大于渗透压的外压，则易受微生物和酶的作用，在正常使用时还会发生蠕会有渗透逆行现象发生，而使得高浓度溶液浓度变变使透水速率降低。尽管存在这些缺点，但目前工得更高，这就是反渗透的原理。这会使溶液中的水业上最广泛使用的两种反渗透膜材料，还是首选醋分与溶质分离，溶液不断地变浓。利用反渗透原理酸纤维素，其次为聚酰胺闻。目前已有人试验用水就可将溶液中的不同组分分离。产生物的废甲壳为原料制备壳聚糖，再用于制备反渗透膜已证明是可行的0】。与醋酸纤维素膜相比

4、，2反渗透技术应用在食品工业中的优点【壳聚糖膜对碱土金属盐的脱除能力比碱金属盐高，因2．1在分离浓缩时不加热，高度保持了产品的色此，它是硬水软化的更优越的反渗透膜；耐碱性强，香味及各种营养成分；同时由于在闭合路中运转，交联后的膜还具有耐酸l生，也不易繁殖细菌，在水中h)减少了空气中氧的影响，减少了原料中的色素分解和长期浸泡，强度下降也不大，有利于长期保存褐变发生。此特点在食品发酵工业中具有较大优势。3．2反渗透膜的性能表示嘲年2．2在操作时，只有简单的加压输送、反复循环，反渗透膜—·艇拥驱动压力和食盐阻I匕率表示如下：工艺简单。(1)低压型R0膜(驱动压力不超过1．96x第92．3在分离水

5、分时，由于无相变所以能耗低，操1oPa)，食盐阻止率高的R0膜常用于稀薄溶液的卷作便利，它的费用大约为蒸发浓缩法或冷冻浓缩法净化或浓缩，食盐阻止率低的R0膜常用于有机物的1／2～1／5，同时减少了挥发性成分的损失。脱盐浓缩。第2．4对稀溶液中微量．'-E5Yt~回收、低浓度溶液的(2)中压型R0膜(驱动压力不超过1．96x8浓缩等方法，目前有许多困难，而膜分离法是可10Pa～3．92×10Pa)，是最普遍的Ro膜，食盐阻期有色的。af_率为95％左右，常用于氨基酸、蛋白质的浓缩2．5物质在通过膜的迁移中不会发生性质的改变。和稀薄溶液的净化。[收稿日期]2006—03—06【作者简介】郝少莉

6、(1982一)，女，陕西师范大学食品工程系在读研究生。维普资讯http://www.cqvip.com(3)高压型Ro膜(驱动压力为3．92×106～6．68×106Pa)的食盐阻止率为99％以上，常用于海水淡化，香味成分浓缩及／4=产低或无酒精成分的啤酒等。3．3反渗透膜的选择依据坷(1)耐热性因为没反应或者化学药剂清洁膜系统，操作温度都在45oC以上，所以要求膜具有一定的耐热性。(2)耐压性物质通过膜的速率和操作压力成正比，所以选用耐压性较大的好。(3)透过速率是决定生产效率的主要因素，随着分离时间的增加，膜的透过流速会逐渐减少。(4)区分能力选择适当区分数值膜，以便使绝大多数需透过物

7、流出，同时有效IN绝所需续成分如蛋白质等。(5)膜的寿命膜的更换是主要成本，所以膜寿命是评价系统可行性的因素。(6)操作时膜没有渗出成分。(7)耐微生物侵袭性能好。(8)耐溶剂性能好。4反渗透技术在食品工业中的应用4．1在果蔬汁／Jn"1-中的应用4．1．1果蔬汁浓缩果汁浓缩可以减少体积，便于贮存和运输，还可提高其贮存的稳定性。传统上多采用多极真空蒸发浓缩，但该法易使芳香物质挥发而导致果汁风味变差、色泽改变和“蒸煮味”的