浓缩苹果汁加工及生产线管理设备

浓缩苹果汁加工工艺及生产线设备摘要：近年来，我国水果产量大幅度增长，2007年总产量达5200万吨，人均占有量达40千克。加快发展苹果汁已势在必行。本文以浓缩苹果汁生产线为主，对浓缩苹果汁生产过程中的主要技术装备做概括介绍。并对改善果汁浓缩方法提出自己的一些看法。关键词：浓缩，苹果汁，反渗透，无菌灌装ConcentratedapplejuiceprocessingtechnologyandproductionlineequipmentAbstract：Inrencentyears,thefruitproductionofourcountryhasincreasedsharply,withannualproductionhavingreached52milliontonsandpercapitabeingupto40kg.Sotospeedupthedevelopmentofapplejuiceisimperative.。Thearticlemailyconcentrateapplejuiceproductionline,andintroducethemainequipment.Inaddition,Ialsothinkofsomesuggestionstoimprovethemethodofconcentratingapplejuice.Keywords:concentrated,applesjuice,reverseosmosis,asepticfilling水果加工业是附加值很高的产业，从初级产品到深加工产品，增值潜力高达几十倍甚至几百倍。有关资料显示，我国水果业的深加工和市场开发每年都能带来几十亿元的收入。近年来，我国水果产量增长很快，但由于加工技术和产业化滞后，每年约有30％的水果因缺乏贮藏及加工手段而腐烂。而浓缩果汁则能在一定程度上有效的克服这一缺陷。它是将果蔬汁或果蔬原浆经浓缩脱水或干燥而制成的汁液，容量小，可溶性固形物可高达65％~70％，可节省包装和运输费用，便于贮运；果蔬汁的品质更加一致；浓缩后糖、酸含量均有所提高，增加了产品的保藏性；在浓缩过程中，通过调配可以克服因果蔬采收期和品种的不同产生的成分上的差异，使产品品质一致；浓缩果蔬汁用途广泛，可作为各种食品的基料。而我国是世界苹果生产第一大国，并已成为世界苹果生产中心．因此大力发展浓缩苹果汁行业已成为发展饮料业的一种趋势。我国苹果种植面积已达225万公顷，2006年我国苹果产量达到2607万吨，占世界总产量的40．86％．是世界第一生产大国．虽然我国是一个生产大国，但是由于技术加工条件比较落后，所以我国在浓缩苹果汁方面还有很大的空间。近十年来，我国苹果加工业虽然有了较大的发展，浓缩苹果汁的生产量正逐年增加，但与发达国家相比，我国的苹果业仍存在较大的差距，首先，苹果的加工利用率低．先进国家的苹果绝大部分用于苹果汁的深加工，从加工用的苹果占苹果产量的比例来看，我国的苹果加工率却不到15％，而全球苹果加工率的平均水平为22％-24％，很多发达国家到了70％，有的甚至超过了75％．我国苹果加工率与世界的平均水平相比差距不小，与发达国家相比差距更大，说明我国苹果加工业远远落后于其它苹果生产国州；其次，苹果加工专用品种缺乏、原料基地建设不足；第三，深加工关键技术尚需要解决，质量标准与控制体系有进一步完善，这些问题严重制约我国苹果加工业的可持续发展．第四，对果汁加工过程中产生的废弃物利用不足，如：果皮、果核、果渣等下脚料，提出将苹果多酚作为高附加值的副产品进行开发。同时由于苹果在加工的过程中存在许多影响因素，如果汁褐变果汁褐变是指果汁加工和贮藏过程中颜色发生改变的一种现象。当新鲜苹果经过破碎或压榨成汁后，得到的产品很容易发生酶促褐变，从而导致产品的外观、风味和营养价值劣变，严重影响商品价值。我国苹果浓缩汁加工工艺：目前我国是苹果浓缩果汁的工艺流程：原铺料的验收——初级清洗拣选——破碎——压榨过滤——酶解澄清——浓缩蒸发——冷藏处理巴氏消毒——无菌灌装——残渣的综合利用1.1原铺料验收先对生产地进行验收，包括采土样，气候，温度，其中重要的还要包括最为重要的一项农药残留，这涉及到食品加工后的质量安全问题，重中之重。还要对无菌袋、液袋或罐箱及酶制剂等辅料进行验收，检验合格后入库，分类存放并做明确的标识。1.2初级清洗拣选在初级清洗过程中，分为两级。一级坑工位拣选工根据苹果进入果槽的顺序，用一级坑循环水将苹果从果槽输送至一级坑处，在这个流通过程中使苹果得到充分的浸泡、清洗，同时比重大的一些物质（泥沙、石块、金属等）沉入沉降坑中，经过隔栅，将水和苹果分离，苹果进入二级输送果道，水流入一级循环池，由泵继续打入果槽循环输送苹果。在一级坑隔栅处用自来水/软水对苹果进行喷淋清洗，确保一级坑水不倒流入二级坑。用二级坑循环水将苹果从二级输送果道始端输送至二级坑处，在这个流通过程中使苹果得到充分的浸泡、清洗，经过隔栅，将水和苹果分离，苹果进入一级提升工序。图1图2用一级刮板式提升机（图1）将苹果提升至拣选台（图2）。通过调节提升机变速箱调节原料进料量，以保证生产需要。在拣选台上随着苹果的滚动将霉烂果变质果、杂质拣选挑出，此工序保证拣选之后烂果率控制在2%以下，选果台上的苹果成单层摆放，每个选果台保证每平方米1人以上选果人，然后经过浮选，使苹果经过再次泡洗，严格保证果实的安全性。在泡洗机（图3）中，一般使用消毒剂（二氧化氯）主要杀死苹果表面的耐酸耐热菌和一些微生物。到达加工工艺所需的条件。图31.2果实破碎破碎的目的是为了破坏果蔬原料的组织，将其细胞壁破碎以获得果汁。用提升机将苹果提升至破碎机，将清洗干净的苹果用破碎机（图4）破碎为4-6mm（依苹果成熟度调整破碎粒度，前期果硬度大，破碎粒度小，储存果糖化，破碎粒度大）的果浆，要求分前、中、后三期更换破碎机筛网，分别用小、中、大筛网。根据苹果的成熟度决定是否添加果浆酶及其加量或临时工艺通知单。果浆用泵通过不锈钢管道输送进入果浆加热器。果浆经过果浆加热器，使果浆的温度升温到20-35度，以利于果浆酶分解和压榨，提高出汁率。果浆加热器的使用根据果浆的温度而定。制成果酱以后通常需要酶解，达到所需的工艺条件。1.3压榨过滤使用双螺旋压榨机（图5）对破碎后的果浆进行压榨，压榨后果汁进入一级过滤工序，果渣在本机内进行加水萃取并进行二级压榨。

使用布赫HP5005i榨机对破碎后的果浆进行压榨，压榨后果汁进入一级过滤工序，

使苹果的出汁率达到80-85%，果渣在本机内进行加水萃取并进行二级压榨。二级压榨后的果渣由螺旋输送器送出车间，连续排放，运出工厂作为非食品用，利用果渣进行深加工，提高食品的利用率，降低成本，减少污染。1.4酶解澄清果汁在果胶酶和淀粉酶的作用下，使果汁中的果胶和淀粉分解成可溶性的小分子物质（防止果汁出现沉淀和浑浊）.酶的浓度、酶化温度和时间因苹果品质不同而不同，一般情况下，酶化温度和时间分别为50-53℃和90分钟，酶解后的果汁用泵通过二级过滤装置输送至超滤循环罐。满罐后70分钟，化验员取样检测果胶、淀粉，如有异常立即通知生产部澄清工位操作工并报当班品控员。二级过滤装置是安装在酶解罐至超滤循环罐之间管道上，孔径为1.5mm左右的过滤器，除去可能的果肉大颗粒或其他杂质，每天清洗超滤时肉眼目视检查、清洗一次该过滤器的完整性，并做记录。经过二次过滤后，在经行一次超滤，除去果汁中水不溶性物质和分子大于0.02?m的物质（包括微生物）以及可能存在的金属碎屑等杂质。1.5浓缩蒸发采用四效六段降膜蒸发装置，将果汁中的水份进行蒸发分离，冷凝水（即软水）作为苹果清洗用水或二榨萃取用水、超滤提糖用水，使果汁浓缩，糖度由9~18BX浓缩至70.3±0.2BRIX.浓缩后的果汁在冷却板片中经冷却循环水和冰水迅速降温至25℃以下，化化验员每4h对四效出口果汁检测糖度、酸度、色值、浊度、透光率等指标，并目测果汁颜色，达到要求，满足生产工艺要求。1.6冷藏处理巴氏消毒将进入贮存罐中的产品，在5℃以下的冷库中冷藏。需要灌装时将果汁用泵经管道输送至批次罐。巴氏灭菌装置（图7）中的果汁，在96±2℃（或执行临时工艺通知单的要求）的温度下，维持6秒以上（通过控制泵速，泵速控制在≤1500r/h）以杀灭细菌，大肠菌群，致病菌。在此步骤致病菌的消减可达到5-log消减。（但不能杀死芽孢）,灭菌后的果汁由管道送入冷却装置迅速降至20℃以。1.7无菌灌装该工序采用无菌灌装机（图8），浓缩果汁经管道输送至无菌灌装机，利用灌装机灌装头腔室温度≥95℃的灭菌条件将果汁灌入无菌袋中（外围为保护袋和钢桶）,灌装重量通过质量流量计来控制。检验员要时刻注意灌装生产线，确保不会出现错误。每桶灌装满后，用蘸有75%酒精的干净毛巾擦干净无菌袋表面的水珠，操作工检查合格后，折叠好无菌袋和保护袋，盖上桶盖，对包装进行铅封。在钢桶外壁的标识框内贴上标签。根据市场需求可以将浓缩果汁，进行储存或者运输到市场销售，检验部门做好各方面的检验，确保质量安全。1.8残渣的综合利用对残渣进行深加工，提取纤维素，还可以做动物的饲料，会起到神奇的效果。选用适宜的酵母菌进行接种繁殖，对鲜苹果渣进行发酵，获得含有活菌、死菌和酵母代谢物的发酵苹果渣，然后对发酵苹果渣进行营养物质强化处理，添加益生元对酵母菌进行功能补偿处理。经生物处理的苹果渣不仅含有动物可利用的粗蛋白、脂肪等，并且含有微生态调节剂，这些活性因子对于提高奶牛的生产力和免疫机能有很好的作用.二，对目前摸弄果汁加工过程中的方法提出自己的一些建议1、目前果实浓缩的主要方法有常压浓缩、真空浓缩、冷冻浓缩等几种方法。比较常用的是：真空浓缩的方法。即在减压条件下，使果汁中的水分在较低的温度下迅速蒸发。果汁受热温度低、时间短，既可保持果汁风味，亦减少营养物质的损失。目前采用较多的是中温真空浓缩设备，温度一般在45～55℃左右。如片式蒸发器，离心式薄膜蒸发器等。另外，各种果汁的热稳定性差别很大。如葡萄汁加热到100℃时，品质变化较小，而苹果汁不宜超过55℃。但是易造成大部分芳香物质损失，并且长时间的加热还会产生“蒸煮味”。2、目前最有可能替代热浓缩的是膜分离技术。用于果蔬汁浓缩一般采用反渗透浓缩技术。它适用于分子量小于500道尔顿的低分子无机物或有机物水溶液的分离,操作压力也容易控制,一般为0.1~10Mpa④。人们对反渗透浓缩苹果、梨、柑桔、菠萝、葡萄及蕃茄等果蔬汁在近20年的时间内作了大量的研究⑤。果蔬汁浓缩多用醋酸纤维素反渗透膜,它对醇和有机酸的分离率较低,与蒸发法相比,反渗透浓缩的果汁可使浓缩果汁有更好的芳香感与清凉感。采用蒸发法浓缩的果汁,其中芳香成分几乎全部消失;采用速冻法浓缩的果汁芳香成分只保留8%,而采反渗透法芳香成分可保留30%~60%,而且脂溶性部分比水溶性部分保留更多,Vc、氨基酸及香气成份的损失均比真空蒸馏浓缩要小得多。果汁浓缩时膜的透水速率随果汁种类、操作条件以及预处理条件而异。透过膜的液体成分因膜种类而异,一般都含有一定量的无机盐和果酸,透过液可作为矿泉水或天然饮料的用水。利用醋酸纤维膜管式反渗透装置浓缩苹果汁可以得到高质量的浓缩苹果汁。用高脱除率和低脱除率二种卷式反渗透组件所组成的反渗透流程,可以制取相对高浓度的苹果浓缩汁。采用反渗透法浓缩时,主要的问题是浓缩倍数的限制⑥。由于利用反渗透对果汁进行浓缩,其浓缩倍数取决于果汁的渗透压。为了使膜分离过程具有较高的效率,膜分离的使用压力通常为数倍原果汁的渗透压。目前分离设备承压能力及膜和组件运转的稳定性不能将操作压力无限增加。如果采用二级浓缩,即第一级先用对糖截留率高的膜浓缩至2~3倍,第二级再用糖截留率低的膜,最终可以浓缩到4~5倍。这样虽能实现高倍率的浓缩,但经济成本高。因此,一般果汁的浓缩限度为25~30..Bx⑦,纤维素类膜和新发展的聚酰胺膜均能获得较高的透水速率以及果汁组分的保持率,同样由于高渗透压的限制很难以一级方式把果汁浓缩到蒸发法所达到的浓度。正是这一缺陷,使反渗透浓缩技术迟迟未能实现工业化。3、利用联合膜分离进行果蔬汁浓缩膜材料及膜组件的发展以克服反渗透浓缩的缺陷成为主要的研究课题。利用联合的膜分离过程来浓缩果汁,对于工业化生产浓缩汁产品而言,越来越受到重视。通常,果汁除含有糖、酸等可溶性成分外,还含有果胶、蛋白质、纤维素等悬浮性固形物,这样果汁的粘度大。直接用反渗透浓缩,易造成严重的膜污染和较低的透水速率,很难以一级方式把果汁浓缩到蒸发法所达到的浓度。一般而言,超滤适用于大分子(如蛋白质、胶体、多糖)与小分子(无机盐及低分子有机物等)溶液的分离,微滤适用于细菌、微粒等组分的分离。如果在反渗透以前,用超滤或微滤除去果汁中的果胶等悬浮性固形物,这样可降低粘度,减少膜污染程度,从而显著提高反渗透的效率⑧。超滤和微滤自从80年代以来,已成功地实现了苹果、梨和柑桔等果汁的澄清,通过选择合适膜孔径的适宜膜种类,即用联合膜分离过程来浓缩果汁可克服单一膜分离过程的缺点。Separasystems⒁LP研制出一套联合的膜分离装置,包括超滤、反渗透、杀菌和调配等步骤,称为Freshnote⑿系统,能把橙汁浓缩到60..Bx以上,而且几乎完全保持了鲜果汁的风味芳香成分⑨在Freshnote系统的生产工艺流程中超滤是关键的第一步,是在一组板框式膜组件中进行,当橙汁加压送到超滤装置中,原汁就分成两部分。一部分是澄清果汁大约为原来体积的95%,另一部分是浓缩的果浆,大约占5%。通过膜的选择和细心地控制操作条件,果浆中几乎含有所有的悬浮性固形物、果胶、细菌等,这些组分需要及时杀菌,迅速冷却,以保证产品的稳定性。于是就避免了果汁中芳香成分的热损失。然后,澄清果汁在一系列反渗透装置中进行浓缩,操作压力在10.2MPa到13.5MPa之间。所用的膜是芳香性聚酰胺中空纤维式反渗透膜,能有效地截留果汁中的糖、酸、Vc和矿质元素以及风味芳香成分,而且中空纤维式膜组件在单位体积内装填密度大,并耐高压。在浓缩过程中,只要控制好操作条件,很容易把果汁浓缩到60Bx以上。最后一步是将杀菌后的果浆和浓缩汁混合,得到了最终的浓缩产品。利用该装置生产的浓缩汁用水稀释复原后,经气相色谱和感官鉴定证明,其风味同鲜果汁的风味几乎没有区别⑩。该装置的研制成功,为工业化规模采用膜法加工浓缩果汁展现了广阔前景。4、膜蒸馏和渗透蒸馏浓缩果蔬汁膜蒸馏是80年代新发展的一种用于分离、纯化和浓缩的膜分离过程。它是以膜两侧温差而引起的水蒸气压力差为传质驱动力的膜过程。疏水性的微孔膜两侧存在一温差,可得到一纯水透过速率,其传质过程可分为:水分子在热侧膜面处蒸发形成水蒸气;水蒸气通过膜的微孔从膜面的热侧扩散到冷侧;传递到冷侧膜面的水蒸气重新冷凝成水④。因而膜蒸馏是一蒸发过程。它能把非挥发性溶质的水溶液浓缩到极高浓度,甚至达到饱和状态。另外,一些廉价的能源和太阳能、地热能及工业废汽所产生的热能都可用于膜蒸馏过程,这样可大大降低能耗。由于膜蒸馏能在低温常压下运行,在用于浓缩热敏性和高渗透压的溶液具有十分广阔的应用前景。渗透蒸馏也是新发展的膜分离过程,从概念上讲与膜蒸馏过程极为相似。典型的渗透蒸馏是在膜的纯水侧添加饱和食盐水或高糖溶液(通常为72Bx)作为渗透剂。渗透剂的添加浓度应足够使其渗透压远远高于果汁的渗透压⑥⑦。例如72Bx的糖液的渗透压为83个大气压,可将果汁浓缩到42Bx从传质过程看,膜蒸馏和渗透蒸馏这两个过程的脱水速度均依赖于在疏水性微孔膜的两侧保持一定的水蒸气压力差,只有这样水蒸气才能穿过膜孔从进料液一侧传递另一侧。但是,所不同的是,膜蒸馏的水蒸气压力差是由膜两侧温差而引起,而渗透蒸馏则取决于膜两侧的表观渗透压差⑨与传统的蒸发法和反渗透浓缩相比,这两个过程不需要加压,在低温常压下运行,特别是渗透蒸馏也能在室温下进行,这样避免了果汁受高温或高压的影响,较好地保持了果汁原有的色香味;也可大大减少膜污染的程度,克服反渗透浓缩的缺点②④。尤其在高倍浓缩时膜蒸馏的透水速率显著高于反渗透过程,其对果汁中的各种糖、有机酸和矿质元素的截留率几乎均在100%。从过程机理来看,膜两侧水蒸汽压力差、进料流速和浓缩度等因素对透水速率均有很大影响。提高温差和进料流速,透水速率提高,而随浓缩度的提高透水速率降低。结合超滤预处理果汁可降低果汁粘度和果胶量,也能提高膜蒸馏速率。Sheng等人⑩同样开展了渗透蒸馏和膜蒸馏浓缩甜橙汁、苹果汁和葡萄汁的研究,他们根据所得结果初步建立了传质模型,并对膜蒸馏和渗透蒸馏的质量和热量的传递机理作了比较。值得指出的是,由于该系统透水性能低Os..motek膜公司对渗透蒸馏的膜及组件作了改进⑧,为该过程实现工业化提供了持续的高透水速率。采用该装置可把葡萄和甜橙等果汁浓缩到42..Bx。其生产工艺流程如下:果汁被泵入连续多级的膜渗透蒸馏装置,在每一级中,果汁通过热交换器进行冷却,再经过渗透蒸馏装置。通过控制和调节最后一级浓缩过程的脱水速率,使果汁浓缩。作为渗透剂的饱和盐水或高糖液可在整个浓缩过程反相供给,通过一个蒸发/热回收系统进持续性重复循环使用,即渗透剂可通过蒸发过程达到饱和和再浓缩。故仅有渗透剂溶液需要高温处理。因此,膜蒸馏和渗透蒸馏是很有发展前途的果汁浓缩技术,也必将对果汁浓缩技术的革新起着推动作用。5、膜分离过程与传统的理化分离方法结合的果蔬汁浓缩膜分离过程与其他理化分离方法相结合用来分离和浓缩溶液,是当前膜分离技术研究及开发最富成果的领域之一。例如,冷冻浓缩长期以来被认为是一种最有前途的果汁浓缩技术,但迟迟不能用于商业化生产。其主要原因之一是由于迅速冷却而形成的微小冰晶,不能彻底地从母液中分离出来,此外投资大成本高。一个把膜分离过程同冷冻浓缩相结合的过程,即称之为..低温过滤..,有望克服冷冻浓缩的缺点,待浓缩的果汁首先冷却到结冰温度,并喷射到真空室,在真空室蒸发和结冰同时发生,在相当浓的母液中产生了浆状的微小冰晶。在蒸发器中除去的水蒸气在低温冷却器中冷凝成冰晶,然后溶化的冰以纯水形式除去。冰/浓缩浆的混合物通过多级的横向流动膜过滤装置来除掉冰晶,产生不含冰晶的浓缩汁,而分离的液态冰浆溶化成水,可用于膜装置的反压冲洗。该系统的优点是将进料液分成浓缩物和水两部分,但也存在缺陷,如果汁中的某些组分(如糖)附着在冰晶上,降低了产品的得率。6、果汁的澄清果蔬汁的澄清是除去果胶等会引起果蔬汁浑浊的成分。传统的果蔬汁澄清方法通常是用果胶酶长时间处理,使果胶质分解,然后再用硅藻土过滤除去悬浮物。用超滤法代替上述方法来澄清果蔬汁,可减少人工及各种试剂，如：果胶酶、硅藻土、过滤助剂的耗费,缩短生产周期可降低成本,具有条件温和,澄清效果好和营养成分损失少等特点。Hackert(1986)⒂曾报道：对于一个日处理94.6立方米饿超滤系统来说，单省去过滤后111.1112K的加热工艺这一项，每年就可以省去6.7万美元。应用超滤技术还可以使出汁率增长5%-7%，澄清度与风味质量也较传统方法有所提高。Blank(1985)⒀报道：增加7%的出汁率可使日产量264.98立方米的工厂每天多赢利6000美元。ErnestoHernandez等人⑿在超滤橙汁的研究中发现：使用截留分子量为5×105聚砜中空纤维膜便可有效去除所有悬浮物，得到澄清透明的产品。由于原果胶，纤维素与果胶的缔合，又由于膜浓差极化和凝胶层等因素的影响使时机孔隙尺寸减少，因此分子量小于2×105的果胶物质被截留了。同时，分子量在24100-27500之间的果胶甲基酯酶（PME）由于和悬浮物缔合形成不溶解性物质，所以也被截留于截留液中。超滤所得橙汁便于浓缩,在相同温度和相同流速的蒸发器中,清汁可被浓缩至72~75Brix,而未经超滤处理的原汁只能达到56~58Brix。浓缩清液的粘度明显比浓缩原汁的粘度小。EmestoHernandez等人⑩对超滤处理后的橙汁透过液与截留液进行气相色谱分析,结果表明,各风味成分在透过液与截留液中的分配是不均衡的。许多易溶于水的风味物质如醇、醛、酯类等会顺利地通过膜,而象萜二烯、α-蒎烯等极性较小的碳氢化合物则与果浆中的某些物质缔合而留在截留液中。经超滤去除了悬浮物的果蔬汁再用反渗透技术浓缩，便可得到42Brix的产品。超滤法截留悬浮物的技术也可用于西番莲果汁脱酸的前处理和葡萄柚树脂吸附法脱苦德前处理，还可以用于葡萄酒的澄清。此外，还对菠萝，桃，梨，葡萄等多种果汁的澄清进行了超滤的研究。目前已使用酶膜反应器的方法来连续处理果汁，这样的澄清果汁可以获得含有较高固形物的产品，比单独使用膜超滤会获得更好的风味，而且分离速率也可以获得大幅度的提高。传统的澄清方法和超滤方法的比较如下：目前世界浓缩果汁，无论是产量还是贸易量都处于增长的势头。而我国的浓缩汁的生产起步虽然较晚，但借鉴与外国的先进技术，加上本地遍野的水果资源，在不久的将来，必能晋身于世界浓缩果汁生产大国的前列地位。参考文献：(1)饮料专辑CFI6(1)JAN1999(2)冯建荣，崔春红。我国浓缩苹果汁产销现状及市场价格趋势，中国果菜。2000，（4（）；38（3）粮油加工与食品机械2001年第10期（4）叶凌碧.膜分离技术在食品工业中的应用[J].食品与发酵工业,1989,(4):26-28.（5）反渗透和超滤在食品工业中的应用[J].食品科技,1995,(4):23-25.（6）王松膜分离技术及其应用[M].北京:科学出版社,1994.（7）蔡同一张吉福.超滤技术在苹果汁澄清上的应用研究[J].食品工业科技,1989,(3):3-5.⑧张利奋.果蔬汁浓缩技术及其研究进展(一)、(二)[J].食品发酵工业,1997,(4):19-25.⑨王黎霓,等.果蔬汁的超过滤截留特性[J].北京轻工业学院学报,1990,(1):21-23.⑩薛怀德.超滤膜法简要介绍[J].膜科学与技术,1991,(2):23-24.⑾郑鸿.反渗透膜的污染机理及危害[J].膜科学与技术,1990,(4):17-19.⑿Rao,M.A.,Acree,T.E.etal..darificationofapplejuicebyhollowfiberultrafiltration[J].J.FoodSci,1987,52:375-377.⒀RobertJ.S..Ultrafiltratiomsexpendingroleinfoodandbeverageprocessing[J].J.Foodprocessing1986,4:69-71.⒁Hernandez,E.etal..Ultrafiltrationoforangejuice:effectonslublesolids.[J].J.Agric.Foodchem.1992,40:33-35.⒂Kirk,D.E.etal..ClarificationofPearjuicebyhollowfiberultrafileration[J].J.FoodSci.1983,48:26-28.

附录资料：不需要的可以自行删除聚合物成型新工艺振动辅助成型原理及特点：原理：动态注射成型技术如果在注射成型过程中引入振动，使注射螺杆在振动力的作用下产生轴向脉动，则成型过程料筒及模腔中熔体的压力将发生脉动式的变化，改变外加振动力的振动频率与振幅．熔体压力的脉动频率与振幅也会发生相应的变化，熔体进入模腔进行填充压实的效果也必然会发生相应的变化。通过调控外加振动力的振动频率与振幅．可以使注射成型在比较低的加工温度下进行，或者是可以降低注射压力和锁模力，从而减小成型过程所需的能耗，减小制品中的残余应力，提高制品质量。分类：在机头上引入机械振动；机头引入超声振动；在挤出全过程引入振动振动力场对挤出过程作用的机理挤出过程中的振动力场作用提高了制品在纵向和横向上的力学性能，并且使二者趋于均衡这种自增强和均衡作用是聚合物大分子之间排列和堆砌有序程度提高的结果，也是振动力场对聚合物熔体作用的结果，可以解释为是振动力场作用使聚合物熔体大分子在流动过程中发生平面二维取向作用而产生“拟网结构”的结果。在振动塑化挤出过程中，由于螺杆的周向旋转和轴向振动，聚合物熔体受到复合应力作用，在螺槽中不仅受到螺槽周向剪切力作用，而且也受到轴向往复振动剪切力作用。由于轴向振动作用具有交变特征，因此，与周向剪切作用的复合作用在空间和时间维度上进行周期性变化，可以把这种复合作用描述成空间矢向拉伸时也不会解离。在纵向上由于有牵引拉伸作用，取向程度较高，大分子链、片晶较多地沿拉伸方向排列，因而其力学性能较高；其他方向上因拟网结构被固化，也出现部分大分子取向，表现为制品的横向力学性能的提高和纵横向性能趋于均衡；而在薄膜挤出吹塑时，制品厚度小，由于轴向振动分量作用减弱了纵向流动剪切和拉伸的诱导取向作用，动态挤出时的薄膜制品的纵向拉伸强度较稳态挤出时有所下降。总说：在高分子材料成型加工过程中引入振动，会对高分子材料成型过程产生一系列影响。振动力场能量的引入并不是能量的简单叠加，而是利用高分子材料成型过程在振动力场作用下表现出来的非线性特性，降低成型过程能耗，提高产品质量，是一种新型的低能耗成型方法。特点：振动挤出对塑料制品性能的影响在动态塑化挤出成型过程中，振动力场被引入塑化和成型的全过程，不仅对物料的输送、熔融、塑化和熔体输运过程产生了影响，而且改变了聚合物熔体在制品成型过程中的流动状态，并对制品的微观结构形成历程和形态产生了重要的影响。振动塑化过程的脉动剪切作用可以提高聚合物熔体中微观有序结构的程度与分布，如大分子的取向，这种局部有序性在制品成型的过程中并不会完全松弛，在熔体冷却过程中对结晶聚合物的晶体的形成或分子的取向结构产生一定的影响，得到在微观水平上具有更有序的长程结构的聚合物制品。因此，在不添加任何塑料助剂的情况下，振动塑化挤出加工可提高制品的力学性能。另一方面，振动塑化过程具有强烈的脉动剪切和拉伸效果，与稳态加工过程中的单向剪切作用相比，这种作用对于改善复杂流体中的多相体系之间的混合与分散具有明显的效果，能有效的促进多相体系中的均质、均温进程，提高多相体系微观结构的均化程度因此，通过振动塑化挤出加工制备的高分子材料具有优化的分散结构和力学性能，这种制备与成型技术对于制备高分子材料及其制品具有明显的优势。上述结果表明，引入振动力场后，在产量相同的条件下，输送塑化的能耗需求降低，螺杆的长径比可以相应减少，而且在一定的振动参数范围内，不但能够保证甚至还能提升制品综合性能。众多的实验研究和生产实践表明：将振动力场引入聚合物成型加工的全过程可以降低聚合物熔体黏度、降低出口压力、减少挤出胀大、提高熔融速率、增加分子取向、降低功耗、提高制品力学性能等。在聚合物的加工全过程中引入的振动力场，对聚合物的加工过程产生了深刻影响，表现出许多传统成型加工过程中没有的新现象，如加工温度明显降低、熔体粘度减小、挤出胀大减小、制品产量和性能提高，以及振动力场的引入能有效促进填充、改性或共混聚合物体系中各组份间的分散、混合和混炼等。在塑料挤出加工中引入振动场，侧重于通过改变挤出加工中的过程参数(压力、温度、功率)来改善挤出特性，使之更有利于塑料的挤出成型加工；同时，振动场的作用也使挤出成型制品质量得以提高。而在塑料注射成型中，振动场的引入侧重于改善制品的物理机械性能；当然，振动场的存在对加工的压力、温度和熔体的流动性也有一定的影响，总之，在塑料成型加工中应用振动技术通过引入振动场使加工过程发生了深刻变化。塑料熔体的有效粘弹性由于振动场的作用，宏观上表现为熔体的粘度减小。流动性增加，挤出压力或注射压力降低，流率增大，功耗降低。振动改善了塑料成型加工过程，使成型制品的性能也得到一定程度的提高。气辅成型的原理、特点、应用现状及前景：气体辅助注射成型技术的工艺过程是：先向模具型腔中注入塑料熔体，再向塑料熔体中注入压缩气体。辅助气体的作用，推动塑料熔体充填到模具型腔的各个部分,使塑件最后形成中空断面而保持完整外形。与普通注射成型相比，这一过程多了一个气体注射阶段，且制品脱模前由气体而非塑料熔体的注射压力进行保压。在成型后的制品中，由气体形成的中空部分被称为气道。由于具有廉价、易得且不与塑料熔体发生反应的优点，因此一般所使用的压缩气体为氮气。气体辅助注射成型的流程以短射制程为例，一般包括以下几个阶段。第一阶段：按照一般的注塑成型工艺把一定量的熔融塑胶注射入模穴；第二阶段：在熔融塑胶尚未充满模腔之前，将高压氮气射入模穴的中央；第三阶段：高压气体推动制品中央尚未冷却的熔融塑胶，一直到模穴末端，最后填满模腔；第四阶段：塑胶件的中空部分继续保持高压，压力迫使塑料向外紧贴模具，直到冷却下来；第五阶段：塑料制品冷却定型后，排除制品内部的高压气体，然后开模取出制品。(1)熔体注射阶段：在模具中注射填充量不足的塑料熔料。(2)气体填充阶段：在熔融塑料未完成充满模腔前，将计量的定量气体由特殊喷嘴注射入熔体中央部分，形成扩张的气泡，并推进前面的熔化芯部，从而完成填充模具过程。气体注射时间、压力、速度非常重要。(3)冷却保压阶段：在工作循环的冷却阶段，气体将保持较高的压力，气体压力将补偿塑料收缩导致的体积损失。达到某种程度时，气泡将进一步渗透到熔体中，即二次气体渗透。(4)最终排气阶段：塑料冷却定型后，将气体从最终模制件中抽出。根据具体工艺过程的不同，气体辅助注射成型可分为标准成型法、副腔成型法、熔体回流法和活动型芯法四种。1、标准成型法标准成型法是先向模具型腔中注入经准确计量的塑料熔体，再通过浇口和流道注入压缩气体。气体在型腔中塑料熔体的包围下沿阻力最小的方向扩散前进，对塑料熔体进行穿透和排空，最后推动塑料熔体充满整个模具型腔并进行保压冷却，待塑料制品冷却到具有一定刚度和强度后，开模将其顶出。2、副腔成型法副腔成型法是在模具型腔之外设置一个可与型腔相通的副型腔。首先关闭副型腔，向型腔中注射塑料熔体，直到型腔充满并进行保压。然后开启副型腔，向型腔内注入气体。由于气体的穿透，使多余出来的熔体流入副型腔。当气体穿透到一定程度时，关闭副型腔，升高气体压力以对型腔中的熔体进行保压补缩),最后开模顶出制品。3、熔体回流法熔体回流法与副腔成型法类似，所不同的是模具没有副型腔。气体注入时，多余的熔体不是流入副型腔，而是流回注射机的料筒。4、活动型芯法活动型芯法是在模具型腔中设置活动型芯。首先使活动型芯位于最长伸出位置，向型腔中注射塑料熔体，直到型腔充满并进行保压。然后注入气体，活动型芯从型腔中逐渐退出以让出所需的空间。待活动型芯退到最短伸出位置时，升高气体压力实现保压补缩,最后制品脱模。气体辅助注射成型技术所需配置的设备主要包括注射机、气体压力控制单元和供气及回收装置。气体辅助注射成型技术的特点:传统的注射成型不能将制品的厚壁部分与薄壁部分结合在一起成型，而且由于制件的残余应力大，易翘曲变形，表面有时还会有缩痕。通常，结构发泡成型的缺点是，制件表面的气穴往往因化学发泡助剂过分充气而造成气泡，而且装饰应用时需要喷涂。气体辅助注射成型则将结构发泡成型与传统的注射成型的优点结合在一起，可在保证产品质量的前提下大幅度降低生产成本，具有良好的经济效益。气体辅助注射成型技术的优点主要体现在：●所需注射压力小。气体辅助注射成型可以大幅度降低对注射机吨位的要求，使注射机投资成本降低，电力消耗下降，操作成本减少。此外，由于模腔内压力的降低，还可以减少模具损伤，并降低对模具壁厚的要求，从而降低模具成本。●制品翘曲变形小。由于注射压力小，且塑料熔体内部的气体各处等压，因此型腔内压力分布比传统注射成型均匀，保压冷却过程中产生的残余应力较小，使制品出模后的翘曲倾向减小。●可消除缩痕，提高表面质量，降低废品率。气体辅助注射成型保压过程中，塑料的收缩可由气体的二次穿透予以补偿，且气体的压力可以使制品外表面贴紧模具型腔，所以制品表面不会出现凹陷。此外，该技术还可将制品的较厚部分掏空以减小甚至消除缩痕。●可以用于成型壁厚差异较大的制品。由于采用气体辅助注射成型可以将制品较厚的部分掏空形成气道从而保证制品的质量，因此采用这种方法生产的制品在设计上的自由度较大，可以将采用传统注射成型时因厚薄不均必须分为几个部分单独成型的制品合并起来，实现一次成型。●可以在不增加制品重量的情况下，通过气体加强筋改变材料在制品横截面上的分布，增加制品的截面惯性矩，从而增加制品的刚度和强度，这有利于减轻汽车、飞机、船舶等交通工具上部件的重量。●可通过气体的穿透减轻制品重量，节省原材料用量，并缩短成型周期，提高生产率。●该技术可适用于热塑性塑料、一般工程塑料及其合金以及其他用于注射成型的材料。气体辅助注射成型技术的缺点是：需要增加供气和回收装置及气体压力控制单元，从而增加了设备投资；对注射机的注射量和注射压力的精度要求有所提高；制品中接触气体的表面与贴紧模壁的表面会产生不同的光泽；制品质量对工艺参数更加敏感，增加了对工艺控制的精度要求。气体辅助注射成型技术的应用:气体辅助注射成型技术可应用于各种塑料产品上，如电视机或音箱外壳、汽车塑料产品、家具、浴室、厨具、家庭电器和日常用品、各类型塑胶盒和玩具等。具体而言，主要体现为以下几大类：●管状和棒状零件，如门把手、转椅支座、吊钩、扶手、导轨、衣架等。这是因为，管状结构设计使现存的厚截面适于产生气体管道，利用气体的穿透作用形成中空，从而可消除表面成型缺陷，节省材料并缩短成型周期。●大型平板类零件，如车门板、复印机外壳、仪表盘等。利用加强筋作为气体穿透的气道，消除了加强筋和零件内部残余应力带来的翘曲变形、熔体堆积处塌陷等表面缺陷，增加了强度/刚度对质量的比值，同时可因大幅度降低锁模力而降低注射机的吨位。●形状复杂、薄厚不均、采用传统注射技术会产生缩痕和污点等缺陷的复杂零件，如保险杠、家电外壳、汽车车身等。生产这些制品时，通过采用气体辅助注射技术并巧妙布置气道，适当增加加强筋数目，同时利用气体均匀施压来克服可能的缺陷，使零件一次成型，不仅简化了工艺，还降低了生产成本。随着气体辅助注射成型技术的深入研究和广泛应用，形式各异的新型气体辅助注射成型技术也相继问世，如外部气辅注射成型、液辅注射成型、水辅注射成型、顺序注射与气辅注射相结合成型、局部气体辅助注射、振动气体辅助注射等。我国气体辅助注射成型技术的应用起步虽然较晚，但随着家电、汽车等工业的快速发展，对成型塑料制品的要求也在不断提高，有力地推动了这项技术的引进、研究和推广应用。气体辅助注塑成型优点在不降低质量的前提下用现代注塑机和成型技术可以缩短生产周期。通过便用气谇犏切扯射成型的方法，制品质量得到提高，而且降低了模具的成本。使用气体辅助注射成型技术时，它的优点和费用的节约是非常显着的。1、减少产品变形：低的注射压力使内应力降低，使翘曲变形降到最低；2、减少锁模压力：低的注射压力使合模力降低，可以使用小吨位机台；3、提高产品精度：低的残余应力同样提高了尺寸公差和产品的稳定性；4、减少塑胶原料：成品的肉厚部分是中空的，减少塑料最多可达40％；5、缩短成型周期：与实心制品相比成型周期缩短，不到发泡成型一半；6、提高设计自由：气体辅助注射成型使结构完整性和设计自由度提高：7、厚薄一次成型：对一些壁厚差异大的制品通过气辅技术可一次成型：8、提高模具寿命：降低模腔内压力，使模具损耗减少，提高工作寿命：9、降低模具成本：减少射入点，气道取代热流道从而使模具成本降低；10、消除凹陷缩水：沿筋板和根部气道增加了刚度，不必考虑缩痕问题。树脂传递模塑成型（RTM）的成型原理、特点、及应用前景：RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模具的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。RTM成型技术的特点：1、可以制造两面光的制品；2、成型效率高，适合中等规模的玻璃钢产品生产（20000件/年内）；3、RTM为闭模操作，不污染环境；不损害健康；4、增强材料可任意方向铺放，容易实现按制品受力状况合理铺放增强材料；5、原材料及能源消耗少；6、建厂投资少。RTM技术适用范围（见课件）很广，目前已广泛用于建筑、交通、电讯、卫生、航空航天等工业领域。已开发的产品有：汽车壳体及部件、娱乐车构件、螺旋桨、天线罩、机器罩、浴盆、淋浴间、游泳池板、座椅、水箱、电话亭、电线杆、小型游艇等。RTM成型、手糊成型、喷射成型、SMC成型四者的优缺点比较：RTM的基本原理是将玻璃纤维增强材料铺放到闭模的模腔内，用压力将树脂胶液注入模腔，浸透玻纤增强材料，然后固化，脱模成型制品。RTM成型技术的特点：①可以制造两面光的制品；②成型效率高，适合于中等规模的玻璃钢产品生产（20000件/年以内）；③RTM为闭模操作，不污染环境，不损害工人健康；④增强材料可以任意方向铺放，容易实现按制品受力状况例题铺放增强材料；⑤原材料及能源消耗少；⑥建厂投资少，上马快。手糊成型工艺又称接触成型工艺。是手工作业把玻璃纤维织物和树脂交替铺在模具上，然后固化成型为玻璃钢制品的工艺。优点是成型不受产品尺寸和形状限制，适宜尺寸大、批量小、形状复杂的产品的生产。设备简单、投资少、见效快。适宜我国乡镇企业的发展。且工艺简单、生产技术易掌握，只需经过短期培训即可进行生产。易于满足产品设计需要，可在产品不同部位任意增补增强材料；制品的树脂含量高，耐腐蚀性能好。缺点是生产效率低、速度慢、生产周期长、不宜大批量生产。且产品质量不易控制，性能稳定性不高。产品力学性能较低。生产环境差、气味大、加工时粉尘多，易对施工人员造成伤害。喷射成型工艺是将混有引发剂和促进剂的两种聚酯分别从喷枪两侧喷出，同时将切断的玻纤粗纱，由喷枪中心喷出，使其与树脂均匀混合，沉积到模具上，当沉积到一定厚度时，用辊轮压实，使纤维浸透树脂，排除气泡，固化后成制品。喷射成型的优点：①用玻纤粗纱代替织物，可降低材料成本；②生产效率比手糊的高2～4倍；③产品整体性好，无接缝，层间剪切强度高，树脂含量高，抗腐蚀、耐渗漏性好；④可减少飞边，裁布屑及剩余胶液的消耗；⑤产品尺寸、形状不受限制。其缺点为：①树脂含量高，制品强度低；②产品只能做到单面光滑；③污染环境，有害工人健康。片状模塑料SMC的成型工艺主要有以下两类：①将玻纤含量为

25％～40％（根据具体要求而定）的SMC片材，按产品形状要求剪裁成一定的尺寸，揭去两面的PE薄膜，按一定要求叠放在热的对模上进行加压加温成型；②先在热模内按要求铺放好一定量（根据玻纤含量要求而定）的连续玻纤预成型毡，然后将不含玻纤或仅含少量玻纤（一般为5％以下）的SMC片材经剪裁、撕去薄膜后叠放在预成型毡上，最后铺上一层表面毡。在较慢的合模（约需lmin)下使材料流动而安全浸透预成型毡，并在加温加压下固化成型。

后一类工艺的最大特点是：可在成型前改变预成型毡的铺设和局部纤维含量，来满足制件局部的高强度要求，并获得总体强度高于前一类工艺的制品。SMC工艺的特点是：(1)操作方便。整个生产过程易实现机械化、自动化，生产效率高，改善了湿法成型的作业环境和劳动条件。(2)产品的可没计性强。可通过改变组份的种类和配方，改变成型工艺来满足不同产品的不同要求。如耐腐蚀、绝缘、绝热、零收缩、柔性、低密度、高强、A级表面、抗静电等等。(3)成型流动性好。可成型结构复杂的产品，特别适合制作大型薄壳异形制品。能实现制品变厚度，带嵌件、孔洞、凸台、加强筋、螺纹等功能。(4)产品内外光洁，尺寸准确，适合制作汽车外围件，电气零部件，机械部件，防腐容器等产品。适合大规模生产，成本较低。(5)增强材料在生产与成型过程中均无损伤，长度均匀，制品强度较高，可进行轻型结构化设计，色彩艳丽。SMC工艺也有其不足之处，主要是SMC机组、压机、模具要求高投入，同时，生产技术要求较高。5、微孔注射发泡成型原理、特点、应用现状：在传统的结构发泡注射成型中，通常采用化学发泡剂，由于其产生的发泡压力较低，生产的制件在壁厚和形状方面受到限制。微孔发泡注射成型采用超临界的惰性气体受到限制。微孔发泡注射成型采用超临界的惰性气体（CO2、N2）作为物理发泡剂．其工艺过程分为四步：（1）气体溶解：将惰性气体的超临界液体通过安装在构简上的注射器注人聚合物熔体中，形成均相聚合物/气体体系；（2）成核：充模过程中气体因压力下降从聚合物中析出而形成大量均匀气核；（3）气泡长大：气在精确的温度和压力控制大；（4）定型：当气泡长大到一定尺寸时，冷却定型。微孔发泡与一般的物理发泡有较大的不同。首先，微孔发泡加工过程中需要大量惰性气体如CO2、N2溶解于聚合物，使气体在聚合物呈饱和状态，采用一般物理发泡加工方法不可能在聚合物一气体均相体系中达到这么高的气体浓度。其次，微孔发泡的成核数要大大超过一般物理发泡成型采用的是热力学状态逐渐改变的方法，易导致产品中出现大的泡孔以及泡孔尺寸分布不均匀的弊病。微孔塑料成型过程中热力学状态迅速地改变，其成核速率及泡核数量大大超过一般物理发泡成型。与一般发泡成型相比，微孔发泡成型有许多优点。其一是它形成的气泡直径小,可以生产因一般泡沫塑料中微孔较大而难以生产的薄壁（1mm）制品；其二是微孔发泡材料的气孔为闭孔结构，可用和阻隔性包装产品；其三是生产过程中采用CO2或N2，因而没有环境污染问题。

塑料发泡成型因其可减轻制品重量，且制品具有缓冲、隔热效果而广泛应用在日用品、工业部件、建材等领域。传统的发泡成型通常使用特定的卤代烷烃、有机化合物以及卤代烷烃的替代品作为发泡剂。微孔泡沫塑料注射成型是在超临界状态下利用CO2及N2进行微孔泡沫塑料成型技术，目前已进人实用化阶段。微孔泡沫塑料注射成型可生产壁厚为0.5mm的薄壁大部件及尺寸精度要求高的、形状复杂的小部件。它推翻了长期一直认为发泡成型只能完成厚壁制品的生产的观点。与传统的发泡成型形成的最小孔径为250μｍ的不均匀的微孔相比，微孔泡沫塑料成型及应用是建立在美国麻省理工学院(MIT)于20世纪90年代提出微