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反滲透膜水處理工藝在食品工業中的應用

文章出處：網責任編輯：作者：人氣：-發表時間：2016-09-16 16:33:00

反滲透技術在食品工業主要應用于乳品加工、酒類生產、果汁加工、酶制劑生產等。

2.1在乳品工業中的應用

反滲透方法在乳品加工中的應用，主要是牛奶的濃縮和乳清蛋白的回收，這種應用已很普遍，并開發了微孔陶瓷膜與巴斯滅菌相結合的技術。使屋型奶的保質期從2周延長至1個月。

2.1.1牛奶濃縮

傳統的奶粉制造工藝是先將牛奶加熱以除去大部分水分，直到所需要的濃度后再進行噴霧干燥。引入膜分離技術后，改用超濾法除去牛奶中70%-80%的水，再用蒸發法濃縮到噴霧所需的濃度，最后進行噴霧干燥。相比之下，后一種工藝更省力。

2.1.2乳清蛋白的回收

原料乳分離出干酪蛋白后，剩余的干酪乳清約含有固形物7%、蛋白質0.7 %、乳糖5%及少量灰分、乳酸等。將干酪乳清用加熱法濃縮、干燥，可得到乳清蛋白，這種乳清蛋白由于含有大量的乳糖而影響了其在食品工業中的應用。采用超濾和反滲透技術，可在濃縮乳清蛋白的同時，從膜的透過液中回收乳糖和灰分等(見圖1)，這就提高了乳清蛋白的質量，并獲得了另一種乳制品—乳糖，而乳糖在工業、酸乳和嬰兒食品中用途很廣。

2.2在酒類生產中的應用

2.2.1啤酒釀造

反滲透法生產低度啤酒。首先將啤酒經反滲透濃縮，由于膜對酒精的截留能力差，一定量的透過液一起被分離出來，然后用不含酒精的溶液(如無菌水)稀釋濃縮液，這樣就降低了啤酒的酒精度。

2.2.2控制酒的甜度

為了提高葡萄酒的甜度，日本釀酒業已應用反滲透膜設備生產葡萄酒，用于分離溶液中的水，使酒濃縮而達到所需的甜度，生產出優質天然葡萄酒。其優點是:不需加熱，因而不會產生煮熟味，不發生色素分解和褐色現象;不經過蒸發過程，不損失營養成分，可保持良好的酒質和香氣;耗能低。

2.3在果汁加工中的應用

反滲透技術在果汁加工中的應用主要用于濃縮，澄清。技術上的難點主要是果汁的滲透壓高和膜容易被污染。20世紀80年代以來，通過十兒年的研究與開發，目前膜分離用于果汁加工已趨于成熟并實現了工業化。

2.3.1在果汁濃縮中的應用

2.3.1.1蘋果汁

用一般的醋酸纖維膜反滲透技術濃縮蘋果汁，可以得到高質量、25 Brix的濃縮蘋果汁。Vc,氨基酸及香氣成分的損失比真空蒸餾濃縮要少得多。若用高脫鹽率和低脫鹽率兩種復合膜卷式反滲透組件，采用多級濃縮工藝流程，則可獲得40-45Brix的高濃度蘋果汁。

2.3.1.3山檢加工

我國已研究成功用反滲透和超濾技術對山檢進行加工的工藝流程，該工藝能從鮮果中獲得鮮果質量3%的果膠干粉和占鮮果質量約40%的20 Brix山檢濃縮汁。與傳統的先醇沉淀脫水、后真空干燥的果膠生產工藝和傳統的蒸發濃縮果汁工藝相比，不僅生產成本降低，而且產品的產量和質量都有提高。

2.3.2果蔬加工廢液處理

果蔬加工廢水中含有大量有回收價值的物質，如淀粉、果膠、蛋白質等?？捎梅礉B透法對其進行處理，回收其有價值的產品，另外，處理后的水可循環使用以補償工廠的環保支出，具有良好的經濟效益。

例如對于果蔬清洗液、脫皮液、預煮液等廢液中含有糖、淀粉、果膠質及風味物質的回收已受到廣泛的重視，尤其是對含糖量高的果蔬噴淋洗液的回收尤為重要;馬鈴薯加工廢水是果膠淀粉的良好來源。

2.3.3果蔬加工中芳香物質的提取

對于高粘度果蔬汁，也可采用反滲透法回收芳香成分。R.. J. braddock等和L , kane分別對柑桔汁和檸檬汁芳香成分的反滲透濃縮進行了研究，結果表明，采用單級反滲透裝置可將柑桔的芳香成分濃縮到31%，而檸檬汁的芳香成分可被濃縮到23.14%。采用多級反滲透裝置更能提高濃縮度。

2.4綠茶濃縮

綠茶汁在生產過程中易氧化褐變，溫度高易使茶汁產生熟湯味，故在工藝中對綠茶汁進行制冷，冷卻到15-18℃以達到護色、保質、延緩氧化褐變的目的。采用以下流程可得到較好效果。

綠茶葉——浸提——過濾——制冷——超過濾——反滲透膜濃縮——綠茶濃縮汁——速溶茶粉

2.5飲料用水的處理

反滲透可用于飲料用水的軟化，能實現95％-99％的脫鹽率，可滿足不同要求的軟化水。水的利用率為75％85％,高于電滲析。反滲透操作簡單，能耗低，可運行1-2月進行設備清洗，投資雖然比電滲析高，但生產成本與電滲析相約。由于反滲透是分了級分離，它可以除去一些無極性的有機物，因此，再用反滲透軟化水的同時也完成了水凈化。

2.6純凈水的處理

近兩年來國內的純凈水(包括蒸餾水)發展很快，除標明的蒸餾水是用蒸餾法生產之外，兒乎所有的純凈水都是用膜法來進行生產的。

眾所周知，離了交換、電滲析只能脫除一些極性物質，對一些有機物，尤其是一些小分了有機物是很難去除的，蒸餾法也難以去除一些低沸點或揮發性有機物，而反滲透卻能有效地去除這些物質，因此，反滲透在凈化水處理中所占的地位將日益重要。

2.7在食品工業中的其它應用

反滲透技術還可用于食品工業中其它方面如:制糖工業中可用反滲透進行糖液的濃縮;用反滲透技術濃縮低分了量低濃度的寡膚水溶液等。

3反滲透膜的清洗

初步處理的給水中可能存在的懸浮物質或難溶物質易對反滲膜造成污染，常見有碳酸鈣垢、硫酸鈣垢、金屬氧化物垢、硅沉積物及有機或無機物沉淀物等四。常用的清洗方法有機械清洗、化學清洗、組合清洗。在選擇清洗劑配方時應注意:不論采用何種配方，配方中所用的藥劑必須與所用的RO膜兼容;配方中所用的藥劑與污物反應，不能產生二次污染;配方中所用的藥劑應對人與環境無害。