[讨论]关于膜分离技术在饮料工业中的应用 [复制链接]

还有一种叫“纳滤”！也属于这方面的吧！

纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术， 其截留分子量在200-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。 　　 用反渗透技术可生产出纯净水，但反渗透技术耗能高，产水量低，且去掉了几乎所有对人体有效力的微量元素。而纳滤技术则只脱除掉形成水硬度的Ca、Mg离子，而保留了部分盐类和微量元素此外，纳滤还可以脱除掉绝大部分农药、化肥、清洗剂等化工产品残留物，避免其对人体的危害。美国、日本等国已有效地采用纳滤技术脱除了水中87%~98~的THM的前驱物。 　　纳滤技术在食品工业、制药工业等领域的应用很广。

何为纳滤膜？ 答：纳滤膜的透过物大小在１－１０nm，科学家们推测纳滤膜表面分离层可能拥有纳米级（１０nm以下）的孔结构，故习惯上称之为"纳滤膜"又叫"纳米膜"、"纳米管"。 纳滤膜净化原理？ 答：（1）溶解--扩散原理：渗透物溶解在膜中，并沿着它的推动力梯度扩散传递，在膜的表面形成物相之间的化学平衡，传递的形式是：能量=浓度o淌度o推动力，使得一种物质通过膜的时候必须克服渗透压力。 （2）电效应：纳滤膜与电解质离子间形成静电作用，电解质盐离子的电荷强度不同，造成膜对离子的截留率有差异，在含有不同价态离子的多元体系中，由于道南（ＤＯＮＮＡＮ）效应，使得膜对不同离子的选择性不一样，不同的离子通过膜的比例也不相同。 道南平衡：当把荷电膜置于盐溶液中会发生动力学平衡。膜相中的反离子浓度比主体溶液中的离子浓度高而同性离子的浓度低，从而在主体溶液中产生道南能位势，该能位势阻止了反离子从膜相向主体溶液的扩散和同性离子从主体溶液向膜的扩散。当压力梯度驱动水通过膜进同样会产生一个能位势，道南能位势排斥同性离子进入膜，同时保持电中性，反离子也被排斥。

如何保存纳滤膜？ 答：纳滤膜的保存目标是防止微生物在膜表布的繁殖及破坏，防止膜的水解，冻结及膜的收缩变形。前人就有微生物对膜性能的影响进行过多种试验，结果表明：不同的微生物对膜的性能产生不同的影响。防止膜的水解，对任何膜都很重要。温度和ＰＨ值是醋酸纤维素膜水解的两个主要因素。对芳香聚酰胺膜，ＰＨ值及水中游离氯的含量则是其水解的主要因素。纳滤膜的冻结在冬季运输过程中常常发生。经验表明膜的冻结使膜中的水分形成冰晶而使膜结构膨胀，造成膜的性能大幅度下降或破坏。膜的收缩变形，发生在湿态膜保存时的失水、及膜在与高深度溶液接触时膜中的水急剧向溶液中扩散。不同种类的纳滤膜，其保存方法不同。醋酸纤维素纳滤膜在干态时应避免阳光直接照射，　要保存在荫凉、干燥的地方。保存温度以８～３５℃。

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《转贴》《科学研究与应用》

纳滤膜及其在食品工业中的应用（一）

前 言     膜分离技术是一项简单、快速、高效、选择性好且经济节能的新技术，目前已广泛地应用于水处理、生物化工、医药工业。食品工业及环境保护等许多方面。近年来，微滤（MF）、超滤（UF）及反渗透（RO）等各种膜分离技术发展很快，已在食品工业中发挥着愈来愈大的作用。纳滤膜（Nanofiltration Membranes）是20世纪80年代末问世的一种新型分离膜，其截留分子量介于反渗透膜和超滤膜之间，约为200－2000。该膜存在着纳米级细孔，截留率大于95％的最小分子的直径约为1nm，所以近年来被命名为纳滤（NF）。目前国外生产的纳滤膜已经商品化，如日本电工的NTR—7450、NTR - 759HR，东丽的700、BW－30等。与超滤及反渗透等膜分离过程一样，纳滤也是以压力差为推动力的膜分离过程，是一个不可逆过程。其分离机理可以运用电荷模型（空间电荷模型和固定电荷模型）、细孔模型以及近年来才提出的静电排斥和立体阻碍模型等来描述。纳滤膜独特的分离性能已引起食品工业中研究人员的高度重视。现简述纳滤膜在食品工业中应用。 1．氨基酸和多肽的分离     利用纳滤膜的荷电性，可以分离氨基酸和多肽。氨基酸和多肽分子中含有游离的羧基和氨基，在等电点时氨基酸和多肽是电中性的；当溶液的pH值高于或低于等电点时，氨基酸和多肽则呈阴离子或阳离子形式，带有相应的负电荷或正电荷。某些纳滤膜带有静电官能团，基于静电相互作用，纳滤膜对离子具有一定的截留率，可以用于分离氨基酸和多肽。等电点时，氨基酸和多肽以偶极离子形式存在，呈电中性。纳滤膜对于处等电点状态的氨基酸和多肽的截留率几乎为零。因为溶质是电中性的，且分子大小比所用的膜的孔径要小。因此调节溶液的pH值，利用纳滤膜可以截留离子而不截留电中性分子的特征，可以分离氨基酸和多肽。Ikeda对分子量相差无几的氨基酸的分离进行了研究。如天门冬氨酸分子量为133，等电点为2.8；鸟氨酸分子量为132，等电点为9.7。两者分子量几乎相同，等电点相差较大。在溶液pH为9.7时，鸟氨酸呈电中性不带电荷而易透过纳滤膜（如NTR-7n4叨膜）；而天门冬氨酸呈负离子，被纳滤膜所截留。Tsuru等通过调节溶液的pH值进行了某些氨基酸和多肽混合体系的纳滤膜分离实验。Garem等利用无机和高分子复合型纳滤膜进行了九种氨基酸和三种多肽的分离实验。     氨基酸和多肽的分离在食品工业中具有重要意义。如大豆蛋白质酶水解物的制备，水解过程中常产生苦味肽和带苦味的氨基酸。利用纳滤膜技术有望分出这些苦味物质，这将为大豆蛋白水解物的应用开辟出一片新天地。 2．低聚糖的分离     功能性低聚糖由于可以提高人体免疫功能、降低血脂、抗衰老、抗癌等多种生理功能而倍受人们关注。在低聚糖生产工艺中，分离出单糖、二糖及高分子聚合糖非常重要。这种分离一直采用高效液相色谱法（HPLC）来完成。HPLC法处理量小，耗资大，并且需要大量水稀释，因而使后续浓缩消耗许多能量，增加了生产成本。低聚糖分子量在1000左右，单糖、二糖及三糖分子量分别为180、342、504，所以用适合孔径的纳滤膜可以从低聚糖的反应液中除去单糖、二糖等。且将大大降低操作成本。Matsubara等研究了从加工豆腐蒸制大豆的废水中提取低聚糖。该方法用超滤分离除去了大分子蛋白，反渗透除盐，用纳滤技术分离得到浓度22％（W／V）的低聚糖溶液，大大降低了生产成本，提高了经济效益。

纳滤膜及其在食品工业中的应用（二）3．油脂中游离脂肪酸的分离     在脂肪和油脂工业中，将油脂的脱酸以适合消费者的需要是非常重要的。通常用碱脱去游离脂肪酸，但这种脱酸方法导致大约8％甘油三酸酯的损失。物理精炼法水蒸汽洗提作为一种替代方法，但这种方法又十分耗能，增加生产成本。用膜使蔬菜油脱酸的方法已有许多报道。Zwijnenberg等进行了用纳滤膜脱除蔬菜油中游离脂肪酸的研究。用纳滤膜技术脱除蔬菜油中游离脂肪酸，既能够减少能量消耗，又能降低甘油三酸酯损失，大大地降低了生产成本，显著地提高了经济效益。 4．在乳制品中的应用     纳滤膜技术可以应用于牛奶的脱盐、浓缩、乳清蛋白的浓缩，牛乳中低聚糖的回收等。利用离子易透过而乳清不易透过的膜，在操作中可以将除盐、乳糖与蛋白质的浓缩同时进行。Kubei等应用纳滤膜进行了脱脂牛奶的处理，并对使用纳滤膜和反渗透膜进行了比较。使用反渗透膜浓缩处理的乳，由于盐类和乳糖都被浓缩，咸味和甜味都被增强，所以使乳的总体评价降低。而使用纳滤膜，选择适当的浓缩比进行处理，使得脱脂乳具有盐类平衡的良好风味。研究结果表明应用纳滤还能有效地除去脱脂乳在储藏过程中产生的各种不良气味物质，并不破坏牛奶风味，营养价值也高于其他处理方法。利用纳滤膜浓缩的牛乳可以制成口感极佳、风味纯正的高级冰淇淋。因为用纳滤膜浓缩的牛乳没有被加热，同时也减少了盐，因而保持了格外浓郁的天然奶味。 5．果汁的浓缩     传统应用的蒸馏法或冷冻法浓缩果汁，将消耗大量的能源，还会导致果汁风味和芳香成分的散失。单一的反渗透法由于渗透压的限制难以把果汁浓缩到较高浓度。Nabeainil研究用反渗透膜和纳滤膜串联起来进行果汁浓缩，以获得更高浓度的浓缩果汁。将反渗透与纳滤连用，可得到40％的果汁浓缩液。应用这个技术进行各种果汁浓缩，可以保证果汁的色、香、味不变，也可节省大量能源，提高经济效益。 6．食品用水的净化     为提高食品质量和档次，食品用水应当净化。近年来，生产和生活中大量使用的农药、化肥和洗净剂等有机化合物，造成对水环境的污染。人们通入到水中杀菌的氯气，会和水中有机化合物生成三卤代烃类物质，对人们健康造成更大危害。传统的净水方法不容易除去这些低分子量的有机物。纳滤膜对这些低分子量的有机物截留率可以达到87％－98％，在脱盐的同时，有效地除去了这些有害物质。 7．食品脱色     纳滤膜截留范围与色素的分子量十分对应，可以用于糖、酱油、氨基酸调味料等的脱色。应用纳滤技术比传统的活性炭脱色更为经济。 8．纳滤膜生化反应器的应用     将纳滤膜技术与酶反应器耦合（enzyme membrance reactor），利用纳滤膜分离产物，底物和酶被截留，不断添加底物，可以达到反复利用酶并得到高产率生化产品的目的。

是有纳滤（NF）还有EDI等，这些都在食品、化工、制药、水处理方面有广泛的应用。楼上的有关纳滤的资料详细，谢谢。听说你是医生，是吗？[em01]

是吗？我也感兴趣!!受教了，谢谢