膜分离技术及其在农产品加工中的应用分析

时间：2024-05-14

□ 黎海涛　浙江医药高等专科学校

膜分离技术及其在农产品加工中的应用分析

□ 黎海涛浙江医药高等专科学校

膜分离技术有其显著的技术应用有效性，本文主要分析超滤（UF）膜技术、微滤（M F）膜技术、反渗透（RO）膜技术，重点介绍膜分离技术在牛初乳加工和果汁加工中的应用，以期提高其技术应用有效性。

常见的膜分离技术

超滤（UF）膜技术

超滤分离技术目前是膜分离技术中应用最广泛的一种分离手段。在国外，超滤膜分离技术在农产品加工行业已成功地应用在植物蛋白的分离、果汁的澄清、蔬菜汁的浓缩、酶精制、发酵液和菌体的浓缩及乳制品等方面。

微滤（MF）膜技术

微滤膜通常用于过滤和除菌。当前我国在农产品加工过程中已广泛应用该过滤技术。在实际加工中常会残留废弃物，且生产环境十分恶劣，为彻底除菌，一般还要再进行一道工序。在充分利用微滤膜的优点的基础上，实现自动化的大规模生产，同时，有助于有效提升产品质量，进一步降低成本。

反渗透（RO）膜技术

充分利用反渗透膜的优点，能保证水的分离效果，这在农产品种应用十分广泛，往往适用于高浓度浓缩液的相应处理过程中。美国的FM C公司和杜邦公司共同发明一种能够分离果汁的机器，该机器能分离相应的膜，主要应用于水果的分离和浓缩，并将水果浓缩到极限，同时不会失去或稀释水果原有的味道。此外，将分离薄膜技术和冷藏联合的压缩技术，反浸透和真空挥发相联合的压缩技术，也使反浸透在扩大原液的浓缩范围中获得更多运用。

膜分离技术在农产品加工中的有效应用

牛初乳加工中的膜分离技术应用

1.在牛奶初加工中的应用

膜分离技术应用于牛奶初加工中，可大大提高分离效率。牛乳脂肪以乳浊液的形式存于牛奶中，其直径在0.1～15 μ m，脂肪球的平均直径仅有3.4 μ m。脂肪球受温度影响，聚集程度也有所不同，低温更易聚集，同时当温度在60 ℃以下时，其表面张力达到最小，因此破裂为更小的脂肪球。因此想要获得最佳分离效果，温度以50 ℃最佳。在微滤全脂牛奶的过程中，也有专家选择使用2 μ m陶瓷膜，对所含的脂肪进行离心分离，实验结果显示相较于离心分离，经截留液分离后的稀奶油效果更佳。所以将这一技术手段牛乳加工及其他操作的过程中充分运用，也能取得较好的效果，且生产出的相关产品的品质也更加优良。

2.在牛奶浓缩中的应用

牛奶浓缩的一般方法是加热，过去的方法中运用三种效果浓缩罐，如今采用较科学的技术的运用六种效果浓缩罐。六种效果浓缩罐具有热能利用率高的优点，但它和传统热处理系统具有相同的缺点，即对蛋白质破坏大，特别是破坏免疫球蛋白等活性物质，用该设备加工牛初乳，牛初乳的保健功效将大大降低。此时需引入膜分离技术。有记载显示，我国甘肃省膜技术科学院曾将管式反渗透膜技术应用到提升牛奶浓度方面，结果显示固形物可由最初的12%提升一倍，鉴于实验效果显著，可将该技术运用在牛初乳加工方面。

果汁加工中的膜分离技术应用

1.果汁饮料

果胶的存在是果汁整体粘度提高的原因，如果压榨将影响出汁率，有很多种方法可在加工过程中消除这些果胶，常用的有酶处理法澄清、加热凝聚澄清、自然沉降澄清。酶处理法是添加果胶酶，将果肉里的果胶逐步分解成半乳糖醛酸，进而实现分离纯化这一效果，很大程度地地保留各类果汁里的氨基酸、各种维生素与矿物质。由于新鲜果粒榨汁其中的各个组成部分和胶粒直径大小不同，按照截取一定数量的超级细致的薄膜帮助酶的处理的方法澄清新鲜果汁。前期借助一小部分的果胶酶先消除表层的果胶，随后使用超滤膜将剩余的部分实施过滤，该方法以节省资源，降低发生堵塞的概率，并在无高温处理的条件下杀死细菌。

2.果汁浓缩

通常情况下会借助膜分离技术正常进行，不但可节省能源还可极大地避免挥发，确保质量，并具有反渗透、纳滤和膜蒸馏的特点。通常配合反渗透与纳滤的方式压缩在现实案例中，首先提取一部分果汁利用反渗透预压缩，然后运用纳滤膜（孔径很小）当料液的张力到特定情况时，过滤其他物质，如溶液和配料。

3.果汁脱气

采用的有效脱除方式是水相脱气法，依据气体在水中溶解度与其表面分压成正比的原理，逐渐降低氧气分压，从而使溶氧逸出。操作时将微孔膜一侧与果汁接触，另一侧抽真空，调节孔径可实现氧气的选择性脱除。