膜分离技术在果蔬汁中的应用#内容清晰

1、膜分离技术在果蔬汁加工中的应用摘要：膜分离法目前广泛应用于饮料的原辅料生产、饮用水处理。膜分离技术可用于水果和蔬菜汁的脱酸、脱酸、净化、浓缩和过滤。提高水果和蔬菜汁产品的质量，增加产量，减少饮料生产成本等，都起着重要的作用。关键词：膜分离法；饮料水果和蔬菜汁；应用abstract : membrane separation processes are widely used in the production of beverage materials and the treatment of water for drinking。the techno Logy can be applied

2、to deacidify，de bitter，clarify，Concentra te and filter fruge table juices . it plays an important role itkey words : membrane separation processes；BeverageFruit and vegetable juice应用程序膜分离技术被认为是20世纪末到2l世纪中期最具发展性的高新技术之一。20世纪上半叶，制造滤膜的企业出现了，但膜分离技术的大发展和产业应用是在1968年美国NLi博士发明膜分离技术后实现的。经过50多年的发展，膜分离技术现已广泛应用于

3、各工业领域，从根本上改变了海水淡化、烧碱生产、乳品加工等多种传统工业生产面貌，膜分离技术已经形成了相当规模的产业技术体系，已成为用于净化、分离、浓缩、精炼和精制的绿色节能技术1-2。l膜分离技术1.1膜分离原理膜分离法3是指除了自然或人工合成的高分子膜外，以压力或化学位置差异为驱动力，分离、分类、纯化和浓缩双组分或多组分溶液的方法。1.2膜分离类型膜分离过程有选择地通过膜分离介质，在膜的两侧有压力差、浓度差或电位差等推力的情况下，原材料侧成分有选择地通过膜，达到分离和纯化的目的。除透析和电渗析外，在透析、电渗析、微滤、超滤、反渗透、纳滤等各种膜分离过程中使用的膜取决于推力。1.3膜组件在膜分离

4、开发和研究工作中，首先要选择合适的膜材料，开发出高选择性、高吞吐量、无基本缺陷的可大量生产的膜；二是把特定区域的膜组装成组件。膜零件的要求是可靠的密封性能、高填充密度、合理的流体流动和低成本。目前工业应用的膜组件主要有平板、管、螺旋线圈、中空纤维等。1.4膜分离特性膜分离具有分离、浓缩、精制和精制功能，与蒸馏、吸附、吸收、提取、低温分离等传统分离技术相比，具有以下特点：(1)操作过程在室温下进行，特别适合于热敏感物质的分离、浓缩和精制，营养物质损失小。膜分离在食品加工、医药产业、生命技术领域具有独特的适用性。例如，在抗生素生产中，用一般的减压蒸馏法取水，不能完全避免设备局部过热，在局部过热地区

5、，抗生素被加热、破坏或产生有毒物质，这是引起抗生素注射副作用的重要原因。用膜分离脱水可以在室温或更低的温度下进行，防止局部过热现象的发生，大大提高药品使用的安全性。(2)大部分膜分离过程没有相变，能量消耗少，能保持饮料的香味。利田红4提到使用蒸发法浓缩的果汁，其香气成分几乎全部消失。用冷冻法浓缩的果汁只有8%的方向性分，而反渗透膜方向性分保持30% 60%，氨基酸和香气成分的损失远小于真空蒸馏浓缩液。(3)色素分解和褐变反应少，饮料颜色纯洁美丽，达到了清澈的目的。据韩巴坤校对5介绍，超滤对水果和蔬菜汁的营养成分没有负面影响，超滤后维生素c透射率在86%以上，总糖和酸透射率在90%以上，矿物质透

6、射率高，钾透射率平均在85%以上，镁和磷的平均透射率在90%以上。超滤还可以大大减少通过液体的细菌总数，从而减少灭菌负荷。超滤后果汁透射率超过99%，清澈透明。(4)分离效率高。据报道，超滤取代了现有的离心、硅藻土或纸张分析过滤等净化过程，可以缩短50%的时间，提高5-10%的产率。振兴局等6指出，渗透蒸馏法的最大优点是在常温常压下工作，即溶质能最大限度地减少热损失和机械损失，达到分离或浓缩的目的。用于浓缩果汁，可以防止果汁受到高温或高压的影响，很好地保存果汁的原有色彩，并大大减少胶片的污染。特别是在高浓度浓缩中，膜蒸馏的投手速度明显高于其他过程，果汁中各种糖、有机酸、矿物质持有率接近100%

7、。(5)膜的推力主要是压力，因此膜分离装置本身没有运动部件，操作温度再次接近室温，很少需要裴珉姬维修，可靠性高。据Logemann的经济分析报告，一般膜装置的年裴珉姬维修成本仅为总投资的2.2%，处理中的应用具有操作、控制和裴珉姬维修简单、安装面积小的优点。据霜等7透露，用超滤法制作苹果汁的酶处理可以提高产量，保持果汁的原味，保存更多的营养素，如总酸量、维生素c、葡萄糖等。降低成本：节约净化剂，降低过滤助剂成本，降低离心机、压滤机、反应罐等设备成本；可以去除细菌、酵母等微生物，进行灭菌过滤，不再需要加热杀菌；可以节省60%的酶，回收果胶，减少废物排放污染。有利于果汁的进一步浓缩。据汇源果汁公司

8、透露，与传统的生产方式相比，利用超滤法可以减少果汁损失2 3%，生产时间减少1/2，劳动力减少2/3。1.4膜分离技术应用于水果和蔬菜汁的优点膜分离法现在广泛用于饮料用原辅料的生产、饮用水处理、水果和蔬菜汁的净化和过滤。而且，作为创造新增值的有效技术，受到了高度评价。用于水果和蔬菜汁生产的膜分离技术具有以下优点：1)膜分离过程是物理过程，不放化学药品，属于“绿色”分离技术，因此可以将膜技术应用于水果和蔬菜汁生产过程，以达到分离目的，保持水果和蔬菜汁的“绿色，自然”本质。2)膜分离过程是在压力驱动室温下进行的分离过程，特别适合于酶、水果和蔬菜汁、特定药物等热敏感物质的分离、浓缩、精制等。因此，在

9、水果和蔬菜汁生产中使用膜分离技术，有助于减少水果和蔬菜汁中Vc等热敏感物质的损失，减少挥发性香气成分的挥发，保持水果和蔬菜汁的营养成分，保持水果和蔬菜汁的“原味”。(3)膜分离技术只是压力差的原因，因此该技术使用的装置简单，易于操作。利用该技术，可以减少水果和蔬菜汁的生产工艺，简化生产工艺，减少生产损失，缩短生产周期，防止加工过程中长时间水果和蔬菜的颜色、香味、味道的损失。4)膜分离技术分离范围很广，分离范围可以从小分子到大分子；从细菌到病毒，从蛋白质，胶体到多糖；徐璐选择具有不同分离精度的薄膜，可以满足水果和蔬菜汁生产工艺的明确、浓度等徐璐其他分离要求。5)膜分离过程基本上在室温下进行，没有

10、相变，特别是与蒸馏、冷冻等其他分离方法相比，节能效果显着，在水果和蔬菜汁生产中使用膜分离技术，可以显着降低能耗，降低生产成本。考虑到这些优点，膜分离技术既满足水果和蔬菜汁的自然和健康处理要求，又符合当今社会中节约型经济的发展趋势。现在的水果和蔬菜汁产品根据是否包含果肉和纤维质分为浑浊、清澈的果汁，含有果肉的水果和蔬菜汁通常称为浑浊、没有果肉的水果和蔬菜汁。由于两种生产要求不同，果蔬清汁、浊汁生产中膜分离技术的应用也存在一定的差异。两膜分离技术在果蔬汁生产中的应用2.1微滤技术用于过滤净化在青果汁生产过程中，清明工程的目的不仅是去除水果和蔬菜汁的果肉等肉眼可见的悬浮物质(悬浮固体、纤维等)，还必

11、须去除混浊果汁中的蛋白质、淀粉、糊精、单宁分子等青果汁在储存成品的过程中浑浊和二次沉淀的物质，在水果和蔬菜汁长期保持清澈的同时，水果和蔬菜汁的有效营养成分和香气成分几乎不会丢失。水果和蔬菜汁的基本生产工艺如下。水果和蔬菜预处理碎低温丰口惠酶处理脱胶净化蒸发浓缩低温丰口惠无菌灌装水果和蔬菜汁的传统净化方法通常是用酶长时间处理，然后用硅藻土过滤去除悬浮液。传统的净化过程需要几个单元操作，如分离圆盘离心机、酶处理、用硅藻土旋转真空过滤等。新的分离技术“超滤”具有清明度高、水果和蔬菜果汁风味保持良好、保持Vc、阻断可用性蛋白、褐变少等优点，1977年Heatherbell等利用超滤技术对苹果汁进行净化

12、研究后，该技术迅速发展。近年来，国内外对超滤澄清苹果汁、葡萄汁、猕猴桃汁、甘蔗汁、西番莲汁、桑椹汁等水果和蔬菜汁进行了广泛的研究，其中很多实现了工业生产。超滤已成为近年来新的水果和蔬菜汁澄清方法。超滤和酶相结合生产水果及蔬菜汁明显优于常规方法，这一点如下。1)降低成本，节约净化剂，提高清晰度，降低过滤助剂成本，降低离心机、压滤机、反应罐等设备成本，节约60%酶；2)操作装置少，减少工艺损失，使用超滤膜，水果和蔬菜汁的工艺损失可能低于2% 3%。3)质量稳定、可靠，在持续运行过程中始终保持产品质量一致。4)减少生产工艺，工序时间比硅藻土过滤减少近1/2。2.2微/超滤技术用于果蔬汁脱色目前，用于

13、果蔬汁液脱色的方法主要有两种。1)使用裴秀智脱色。2)脱色工艺采用活性炭结合微/超滤技术。其中，裴秀智脱色由于调节，使用方便可靠，但吸附技术对酚化合物没有选择性，生理效果好的一些小分子酚化合物(如芦丁、槲皮素等)也从水果和蔬菜汁中剥离，降低了水果和蔬菜汁的营养价值。因此，活性炭吸附脱色技术在保持水果和蔬菜汁的营养和口感方面仍然具有独特的优势。活性炭是内部微孔和间隙多、表面积为200 500m2/g的优秀吸附剂。对色素、细菌、热源等杂质有很强的吸附能力。通常使用活性炭脱色的方法是，将活性炭放入青果水浊汁酶水解胶中，经过一定时间后进行微/超滤，实现水果和蔬菜汁的脱色。2.3纳滤/反渗透技术用于果蔬

14、汁浓缩浓缩水果及蔬菜汁体积小，糖分高，保管方便，目前大部分水果及蔬菜汁产品都是以浓缩果汁的形式生产的。现有的水果及蔬菜汁浓缩法是多级真空蒸发法，在蒸发过程中要经受90度以上的高温。这可能导致水果和蔬菜汁香气成分的挥发性损失、褐变和焦糊味道，蒸发过程中存在相变过程，能耗很高。膜分离过程可以在室温下运行，分离过程不变，能量消耗小于蒸发过程，减少蒸发加热引起的香气成分挥发损失、褐变、焦糊气味等危害。多年研究表明，水果和蔬菜汁使用了大量醋酸纤维素反渗透膜，酒精和有机酸的分离率低，反渗透浓缩水果和蔬菜汁比蒸发方法在浓缩水果和蔬菜汁中能获得更好的香气和清凉感。以蒸发方式浓缩的水果和蔬菜汁，香气成分几乎全部

15、丢失，而反渗透方向性成分保持30% 60%，Vc、氨基酸和香气成分的损失远低于真空蒸馏浓缩液。目前，使用反渗透技术浓缩水果和蔬菜汁的主要问题：反渗透技术不满足水果和蔬菜汁的浓度一般要求60 70 brix的生产要求。膜分离技术是压力差通过驱动力进行的分离过程，因此反渗透浓缩过程中消耗的压力主要克服水果和蔬菜汁的渗透压力，通过反渗透浓缩水果和蔬菜汁的过程中膜产生主要水、部分水溶性低分子醇等味道，其余基本上被切断，一般研究表明仅使用反渗透膜技术，水果和蔬菜汁的浓度为25 30 brix 反渗透是第一浓缩液，如果是第二浓缩液，将水果和蔬菜汁的浓度提高到40Brix，将浓度提高到60 70 brix，

16、必须利用蒸发等其他技术，因此反渗透是水果和蔬菜汁预浓缩的手段，特别是用于蔬菜汁的预浓缩，一般蔬菜汁的糖分较低，黄瓜汁、胡萝卜汁的初始糖度一般为3 5b rix，反渗透三膜分离技术在果蔬混浊汁生产中的应用3.1微/超滤技术用于果蔬混浊汁脱苦柑橘水果及蔬菜汁含有柚皮素、柠檬苦物质等苦味，损害了产品的味道和商业价值。通常这种水果和蔬菜汁主要使用树脂。但是浑浊的果汁的果肉被树脂污染和堵塞，所以在树脂剥落之前，用微/超滤技术分离果肉，仅用树脂剥掉清澈的果汁，然后和以前分离的果肉一起去除。基本生产工序包括：刚榨的浊汁微/超滤设备澄清汁裴秀智脱苦橙汁后处理果肉微/超滤技术与树脂相结合的脱稿技术中，微/超滤技术不仅起到了从浊汁分离果肉的作用，还利用Hernandez等8超滤和二乙烯聚苯乙烯树脂吸附的工艺，对柚子汁进行了脱稿，结果表明，在超滤过程中，一些苦水前体物质和容易吸附树脂的大分子物质和悬浮小颗粒被去除，树脂的寿命和脱盐效率有了很大改善，柚皮苷和柠檬蛋白被完全去除，水果和3.2膜分离技术浓缩果蔬混浊汁水果和蔬菜汁主要去除水果和蔬菜汁中的大部分水分，因此使用膜技术浓缩水果和蔬菜汁严重依赖反渗透膜技术，但直接使用反渗透膜浓缩的话，水果和蔬菜汁中会有果胶、蛋白质、纤维素等悬浮固体，容易造成严重的膜污染，果胶、蛋白质、纤维素等悬浮固体，使水果和蔬菜汁的粘度较