食品分離技術

關于食品分離技術第1頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)食品分離技術應用范圍物料有效成分的提取和分離；液體物料的濃縮；固形雜質的分離；提取或脫除物料中某一組分；過濾除菌；第2頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)分離技術一、過濾技術二、沉降技術三、離心分析四、膜分離技術五、浸出技術六、蒸餾和精餾七、超臨界流體萃取技術八、泡沫吸附分離技術第3頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第4頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月一、過濾（一）定義指懸浮液通過多孔介質而使其中固液兩相分離的過程。（二）基本原理利用一種能將懸浮固體微粒截留，而液體能自由通過的多孔介質，在一定壓力差的推動下，達到分離懸浮液中固、液兩相的目的。第5頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）過濾設備

1、重力過濾設備2、加壓過濾機

3、真空過濾機4、離心過濾機（四）應用范圍1、進行固－液系分離2、澄清3、除去微生物第6頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月二、沉降（一）定義是分散質相對于分散介質的相對遷移過程。（二）基本原理由于分散物系（相）與連續(xù)相（分散介質）兩物質的密度不同,或懸浮液中的粒子直徑不同，從而在重力或離心力作用下產(chǎn)生分層而得到分離。第7頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）沉降設備

1、重力沉降器；2、沉降式離心機；3、旋液分離器（四）應用范圍1、澄清；2、濃縮；3、分離或分級第8頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月三、離心分離

（一）原理

料液在離心力作用下，按輕重不同分層從而得到分離。（二）離心機的分類

過濾式離心機沉降式離心機分離式離心機第9頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）適用范圍

物料脫水懸浮液分離、增濃或澄清乳濁液分離

第10頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月四、膜分離技術（一）定義

將含有兩個以上組分的流體通過一固體膜，借該膜的選擇性以及膜兩側的能量差（靜壓差、濃度差、電位差）,將某種成分和流體中的其他組分分離的過程。微濾超濾反滲透電滲析第11頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）膜分離的類型和基本原理1．微濾（microfiltration,MF）分離范圍0.02～2μm，可截留微細物質，可濾除細菌和細小的懸浮顆粒。以孔徑102～104nm的多孔膜過濾溶液。2．超濾（ultrafiltration,UF）分離范圍0.002～0.2μm，可濾除大分子物質和微粒，以孔徑1～100

nm的膜過濾。第12頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第13頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月3．反滲透（reverseosmosis,RO）利用反滲透膜選擇地透過溶劑的性質，對溶液施加壓力，克服溶劑的滲透壓,使溶劑通過膜而從溶質中分離出來的過程?？煞蛛x分子量150或更低的化合物分子。第14頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第15頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月反滲透與超濾主要區(qū)別（1）反滲透施加的壓力大，超濾小。（2）反滲透可分離大、小分子、微粒，一般水才能通過膜，超濾只分離大分子和微粒。（3）適用范圍：反滲透主要用于海水淡化，果蔬汁等液體濃縮。超濾可用于果蔬汁、酒、醋澄清、汁液、奶濃縮、天然色素等分離。第16頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第18頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第19頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月4．電滲析(Electrodialysis,ED)

它通過具有選擇透性和良好導電性的離子交換膜，在外加直流電場的作用下，使原水中陰、陽離子分別通過陰離子交換膜和陽離子交換膜，從而達到凈化作用的技術。第20頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第22頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）膜材料和膜組件1．膜材料高分子膜常用二醋酸纖維素酯(CA)、聚砜（PS）、聚丙烯腈（PAN）等。無機膜多孔陶瓷膜、中空纖維玻璃膜、表面改性多層多孔膜、碳分子篩膜等。第23頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2、膜應具備以下性能特點耐壓

MF膜0.15～0.2mpa、UF膜0.3～0.7mpa、RO膜0.7～6mpa。耐溫

0～82℃。耐酸堿耐化學腐蝕高滲透流率第24頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月3．膜組件（1）分離設備主要由膜組件和對流體提供壓力的泵組成，如電滲析，需直流電。（2）對MF、UF、RO而言，常用以下組件板框式組件管式膜組件卷式膜組件中空纖維膜組件第25頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第26頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第27頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）膜分離技術特點及在食品工業(yè)中的應用實例1．特點在常溫下進行不發(fā)生相變化能耗低在密閉容器中進行不用添加化學試劑、添加劑選擇性好使用范圍廣操作簡便，易自動化操作第28頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2.膜分離技術在果蔬汁加工中的應用超濾技術在蘋果汁加工中的應用超濾技術用于蘋果汁澄清精制的工藝流程及特點

蘋果→料倉→清洗→挑選→破碎→壓榨→篩濾→芳香物回收→酶解→離心澄清→硅藻土過濾→精濾→濃縮→罐裝（成品）超濾第29頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月3.超濾技術在酒類生產(chǎn)中的應用（1）熟啤的過濾硅藻土過濾→3μm膜過濾→1μm膜過濾→清酒罐→罐裝（2）生啤的過濾硅藻土過濾→

3μm膜過濾→清酒罐→1μm膜過濾→0.45μm或0.22μm膜過濾→無菌罐裝第31頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

啤酒行業(yè)中氣體的無菌過濾

氣體→0.45μm預過濾器→

0.22μm終端膜過濾器→無菌氣體↑蒸汽→蒸汽過濾器第32頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）白酒生產(chǎn)中的應用（4）葡萄酒生產(chǎn)中的應用（5）黃酒米酒生產(chǎn)中的應用（6）酒廠生產(chǎn)用水中的應用第33頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月7、膜技術在食用油加工和植物蛋白濃縮、提純中的應用膜法生產(chǎn)大豆分離蛋白傳統(tǒng)的“堿溶酸沉”法：水↓

豆粕→提取→蛋白漿液→離心分離→渣子→干燥↓離心分離←沉淀←蛋白提取液←酸↓蛋白乳清水←凝乳蛋白←堿↓↓凈化處理解析中和↓↓廢水排放蛋白液→噴霧干燥→蛋白成品→包裝第34頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月膜法：

水↓

豆粕→提取→蛋白漿液→離心分離→渣子→干燥↓透過液←超濾←預處理←蛋白提取液↓↓凈化濃縮液→功能處理→噴霧干燥↓↓大豆低聚糖分離大豆蛋白粉↓包裝→成品第35頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月五、浸出技術（一）定義用適當?shù)娜軇⒐腆w原料中的可溶性組分提取出來的操作。（二）基本原理浸在溶劑中的固體原料先濕潤、可溶性溶質溶解，從內(nèi)部擴散到固體表面，最后溶質從固體表面通過液膜擴散達溶劑中。第36頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）影響因素1．可浸出物質的含量：含量愈高，浸出速度愈大。2．原料形狀、大?。汗腆w表面積愈大，擴散速度愈大。3．浸出溫度：溫度愈高，擴散速度愈大。4．浸出時間：時間愈長，浸出量愈大。5．濃度差：濃度差愈大，浸出速度愈大。6．溶劑：水、乙醇、乙醚、氯仿等。第37頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（四）浸出方式

提取液←←←←←←←←←←新溶劑1.單級間歇式2.多級接觸式（逆流式）固體原料→→→→→→→→→→→渣3．連續(xù)式第38頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第39頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月六、蒸餾和精餾

常用于揮發(fā)性物質的提取和有機溶劑回收。

第40頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）蒸餾根據(jù)液體各成分的沸點不同使之部分汽化，然后將蒸汽冷凝。分離出低沸點組分的產(chǎn)品，但純度低。（二）精餾把蒸餾得到的初步產(chǎn)品又一次部分汽化并冷凝，產(chǎn)品組分的含量進一步提高，反復多次的操作，可得到純度高的產(chǎn)品。第41頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月分子蒸餾分離技術1.概念分子蒸餾技術是一種利用分子自由程的原理，對含有不同物質的物料在液-液狀態(tài)下進行分離的技術。2.分子蒸餾技術是一種特殊的高真空蒸餾分離技術。3.分子蒸餾是在高真空下物料未達到沸點時進行的，而被蒸餾物受熱時間很短，所以特別適用于高沸點、熱敏性物質的分離。第42頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第43頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第44頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第45頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第46頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）食品工業(yè)應用

精制魚油、魚肝油、脂肪酸及其衍生物、二聚酸、生育酚、單甘酯、脂肪酸酯、牛油及豬油脫膽固醇、小麥胚芽油、乳酸、雙甘油酯、辣椒油樹脂、植物蠟等。

第47頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第48頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第49頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第50頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第51頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第52頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月七、超臨界流體萃取技術

超臨界流體萃取是一種新型的萃取分離技術。該技術利用流體（溶劑）在臨界點附近某一區(qū)域（超臨界區(qū)）內(nèi)與呆分離混合物中的溶質具有異常相平衡行為和傳遞性能，且它對溶質溶解能力隨溫度和壓力改變而在相當寬的范圍內(nèi)變動這一特性而達到溶質分離的一項技術。

1897年Hannay等發(fā)現(xiàn)超臨界乙醇具有極佳的溶解能力，60年代德國Zosel利用其從羊毛油中提取羊毛脂，現(xiàn)代應用較廣泛。第53頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）定義

利用作為溶劑的流體在臨界溫度壓力以上與待分離混合物中的溶質具有異常相平衡行為和傳遞性能，且溶解能力隨溫度和壓力改變而在相當寬的范圍內(nèi)變動的特性，萃取混合物中可溶性組成的分離技術。第54頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）基本原理1．超臨界流體的基本性質

物質存在著氣體和液體不能共存的固有狀態(tài)，此態(tài)稱為臨界態(tài)，氣體能被液化的最高溫度稱為臨界溫度（Tc），在臨界溫度下被液化的最低壓力稱為臨界壓力（Tc），臨界溫度和臨界壓力統(tǒng)稱為臨界點。在臨界點附近，壓力和溫度的微小變化都會引起氣體密度的很大變化。隨著向超臨界氣體加壓，氣體密度增大到液態(tài)性質，這種狀態(tài)的液體稱為超臨界流體（Supercriticalfluid,簡稱SCF），其性質介于氣體和液體之間。超臨界流體的密度為氣體的數(shù)百倍，并且接近液體，而其流動性和粘度仍接近于氣體，擴散系數(shù)大約為氣體的百分之一，而較液體大數(shù)百倍。適用于超臨界萃取的溶劑有二氧化碳、乙烷、丙烷、氫、甲苯等等。第55頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第56頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2．CO2的超臨界特性應用二氧化碳作溶劑，具有以下優(yōu)點：（1）臨界溫度接近常溫，保護熱敏性天然物品，且易于操作；（2）臨界壓力低，易于達到；（3）化學穩(wěn)定性好、無燃燒、無爆炸的危險；（4）無毒、無色、無味、不會污染制品（5）具有防止氧化，抑制細菌活性作用；（6）

易得到價廉而高純度的氣體。第57頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第58頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月3．超臨界流體萃取過程（1）等壓變溫法（2）等溫變壓法（3）吸附法第59頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第60頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

等溫變壓流程：CO2氣體經(jīng)壓縮后達到最大溶解能力(即超臨界狀態(tài))，然后進入萃取器中與被萃取的物料接觸；萃取物經(jīng)減壓后在分離器內(nèi)溶解能力將大大下降，溶質也就分離出來了；氣體再進入壓縮機進行加壓，重新作為下一循環(huán)的萃取劑。第61頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月萃取工藝流程圖第62頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月自動控制系統(tǒng)流程圖第63頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第64頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第65頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

（三）特點1.超臨界流體具有良好的滲透性和溶解性，可快速提取有效成分。2.在臨界點附近，流體溫度、壓力的變化微小變化會引起溶解能力的極大變化，這種強選擇性對分離溶解度接近的兩種成分有利，并且萃取后的溶質和溶劑分離也很容易。3.選用CO2，可在t=31.1℃,p=7.38mPa下操作，可阻止高溫和氧氣對食品影響。