食品高新技术总结

1、绪论1 .食物：能食用的东西，是人体生长发育、更新细胞、修补组织、调节机能必不可少的营养 物质，也是产生热量保持体温、进行体力活动的能量来源。2 .食品：通过各种途径，经过加工制作，人体能摄取、能吸收和利用，并为提供人体所需的 营养、能量、满足人的嗜好、调节人体功能的物质。3 .食品的功能：营养性、嗜好性、功能性4 .食品特性：营养性、安全性；良好的外观和风味；食用的方便性；运输流通的方便性；满 足审美要求5 .食品加工内容：（1 ）增加热能并升高温度；（2 ）去除热能或降低温度；（3 ）去除水 分或降低水分含量；（4 ）利用包装以维持由于加工操作带来的产品的特征6 .食品加工的目的：（1 ）

2、延长食品的储存时间；（2 ）增加多样性；（3 ）提供健康所需 的营养素；（4 ）增加产品的附加值。7 .用人工方法加工制成的、具有类似某种天然食品感官特性，并具有一定营养价值的食品， 也叫人造食品。8 .食品加工高新技术：在以农副产品为主要原料的食品制造业中 ，大量采用各门学科中新的、先进的技术，使食 品生产中损耗降低、投入产出比增大，这些具有良好的社会效益和经济效益的技术 ，就组成了 食品加工高新技术。9 .当前食品工业面临的主要问题（1）我国食品行业分工不够明确。（2）食品工业化程度低。（3）食品企业的发展不够平衡。（4）食品工业技术含量不高，可持续发展后劲不足。（5）食品高新技术产业化的

3、通畅流程尚未形成。超微粉碎技术1 .固体物料的粉碎是用物理的方法克服物料内部的结合力使物料破碎达到一定粒度的过程。根据原料和成品颗粒的大小或粒度，粉碎可分为粗粉碎、细粉碎、微粉碎（超细粉碎）和超微粉碎4种类型。2 .超微粉碎技术是利用各种特殊的粉碎设备，通过一定的加工工艺流程，对物料进行碾磨、冲击、剪切等，将粒径在 3 mm以上的物料粉碎至粒径为10 u m- 25 u m以下的微细颗粒，从而使产品具有界面活性，呈现出特殊功能的过程。3 .原理：超微粉碎是基于微米技术原理。物质超微化，其表面分子排列、电子分布结构及晶体结构均发生变化，产生块（粒）材料所不具备的表面效应、 小尺寸效应、量子效应和

4、宏观量子隧道效应，从而使得超微产品与宏观颗粒相比具有一系列优异的物理、化学及表界面性质。物料表面积和孔隙率极大幅度地增加。超微粉体具有良好的溶解性、分散性、吸附性、化学活性等微细化的食品具有很强的表面吸附力和亲和力，因此，具有很好的固香性、分散性和溶解性，特别容易吸收消化。4 .在食品加工中的超微粉碎设备常用设备为胶磨机和气流粉碎机5 .物料粉碎方法的选择决定于原料的粉碎特性，即抗拉（折、弯卜抗压（挤和抗剪切（磨、撕）等特性，即硬度、强度、韧性和脆性。强度:强度反映了物料弹性极限的大小。硬度:硬度反映了物料弹性模量的大小。韧性:韧性反映了物料吸收应变能量、抵抗裂缝扩展的能力。脆性:脆性反映了物

5、料塑变区域的长短。4种特性之间有着内在的关系。强度越大、硬度越高、韧性越大、脆性越小的物料，其破坏 所需的变形能就越大。6 .气流超微粉碎利用转子高速旋转所产生的湍流，将物料加到该超高速气流中。转子上设立 多极交错排列的若干小室能产生变速涡流，从而形成高频振荡，使物料的运动方向和速度瞬间产生剧烈变化，促使物料颗粒间急促摩擦、撞击，经过多次的反复碰撞而裂解成微细粉。7 .气流超微粉碎特性：设备回流装置，能将分选后的颗粒自动返回涡流腔中再进行粉碎；有蒸发除水和冷热风干燥功能；对热敏性、芳香性的物料具有保鲜作用；对于多纤维性、弹性、粘性物料也可处理到理想程度；对设备运行中产生的超声波，有一定的灭菌作

6、用。8 .用于物料粉碎的作用力主要有拉 （折、弯卜压（挤）和剪切（磨、撕）3类。基本方法包括弯曲 折断、压碎、剪切等形式。弯曲折断：被粉碎的物料相当于承受集中载荷的两支点或多支点梁，当物料内的弯曲应力达 到物料的强度极限时被折断。压碎：物料置于两个粉碎面之间，施加压力后物料因压应力达到其抗压强度极限而被粉碎。剪切：用一个平面和一个带刀棱的工作表面剪切物料，物料沿剪切力作用线的方向破裂。9 .因此，粉碎至少需要两方面的能量 ：一是裂解发生前的变形能，这部分能量与颗粒的体积有关；二是裂解发生后出现新表面所需的表面能，这部分能量与新出现的表面积的大小有关。10 .常用的粉碎方法中，根据变形区域的大小

7、（与材料特性和所用的粉碎方法 -力的大小、作用 面积及施力速度等有关）,可分为整体变形破碎、局部变形破碎和不变形破碎三种。1）整体变形破碎：塑性或韧性材料在受力速度慢、受力面积大时的粉碎，此时，材料变形范 围大，吸收能量多。这是一种效率最低的粉碎，应尽量避免。2）不变形或微变形破碎：脆性物料的粉碎，此时，材料几乎没有来得及变形或只有很小区域 的微量变形就破碎了。3）局部变形破碎：力学性质介于上述两者之间的材料在受力速度较快、受力面积较小时的粉 碎。11 .磨介式粉碎是借助与运动的研磨介质（磨介）所产生的冲击和非冲击式的弯折、挤压和剪切等作用力，达到物料颗粒粉碎的过程。磨介式粉碎过程主要为研磨和

8、摩擦，即挤压和剪切。磨介式粉碎的效果决定于磨介的大小、形状、配比、运动方式、物料的填充率、物料的粉碎 力学特性等。磨介式粉碎的典型设备有球磨机、搅拌磨和振动磨3种。微胶囊技术1 .微胶囊（microencapsule）是一种能包埋和保护某些物质的具有聚合物壁壳的半透性或密封 的微型“容器”或“包装物”。2 .微胶囊技术：通过特殊方法，利用天然或合成的高分子材料包裹固体、液体甚至是气体物 质，制成有囊壁的微型胶囊以及保留或截留其他物质的微粒，从而达到保护、控释等效果， 这一过程称为微胶囊化，实现微胶囊化过程的技术称为微胶囊技术。3 .微胶囊：芯材和壁材4 .微胶囊的功能：(1)改善物质的理化性质

9、固态化：将不易加工贮藏的气体、液体或半固体物料转变成稳定的固体粉末，从而使物料具有良好的流动性和分散性，容易与其它物料混合均匀、便于运输和使用改变物质的密度或体积(2)控制释放(3)保护敏感成份(4)降低对健康的危害，减少毒副作用(5)屏蔽味道或气味(6)隔离不相溶组分5 .理想的壁材必须具有以下特点：高浓度时有良好的流动性，保证在微胶囊化过程中有良好的可操作性能。能够乳化芯材并能形成稳定的乳化体系。在加工过程以及储存过程中能够将芯材完整的包埋在其结构中。易干燥以及易脱溶良好的溶解性可食性与经济性6 .微胶囊化的基本步骤：心材分散入微胶囊化的介质中-壁材放入该分散体系中-通过某种方法将壁材聚集

10、、沉渍或包敷在已分散的心材周围-壁膜的固化微波技术1 .微波是微波是频率非常高的电磁波，又称为超高频波，频率在 300兆赫到300千兆赫的电 磁波(波长1米-1毫米)，比普通的无线电波波长更微小。2 .食品工业所使用的微波加热设备的频率有915MHz(美国用896MHz)和2450MHz两种，而普通家用微波炉使用的频率则一般为2450MHz。3.1GHz = 103 MHz = 109 Hz4 .微波加热技术是利用电磁波把能量传播到被加热物体内部，加热达到生产所需求的一种新技术。5 .微波加热原理：由于微波具有高频特性，它以每秒数十亿次的惊人速度进行周期变化。极 性分子的正、负电荷的中心不重合

11、，其间有一段距离，在外电场的作用下，物料中杂乱无章的极性分子沿着外电场的方向转向，产生转向极化。非极性分子的正、负电荷中心重合，在外电场的作用下使分子中的正负电荷中心沿电场方向只产生位移极化。在这个过程中，由于分子间的相互碰撞，将使电能转化为分子的动能，然后再转化为热能， 使物体的温度升高.微波加热的一个基本条件是：物料本身要吸收微波。对于极性分子组成的物体 (如被烹调的食物)，交变电场就容易对它进行加热.6 .影响微波加热温度的重要因素：在微波加热中，介质发热程度与微波频率、电磁场强度、介质自身的介电常数和介质损耗正切值等参数有关。食品成分的介电常数决定食品在微波场中的受热特性.表征介质在外

12、电场作用下极化程度的物理量叫介电常数.食品的形状7 .微波加热的特性：(一)选择性在微波场中，各电介质吸收微波而产生的热能可用下式表示:p= 5f e2 卜 Jtan 10-12 9式中:P:在单位时间（1s）内，单位体积电介质（1cm3）吸收微波所产生的热能（W cm-3）f :微波频率（Hz） E:电极间电场强度（V cm-1）£ :电介质的介电常数8:电介质的损失角（导电率）tan 8 :电介质的有效损耗正切8 .微波的选择性加热给微波加热的利与弊好处：加热效率高，节约能源，易控制；可用于干燥谷物的杀虫。坏处：微波的选择性加热是造成微波加热不均匀（runaway heating

13、）的主要原因之一。9 .为了克服微波的选择性加热所带来的加热不均匀，方法主要有以下几点：要了解被加热物体的电容特性；按照半衰深度的大小，将食品进行分割；改进容器，克服棱角效应；流体食品可结合搅拌方法；可结合远红外、热风加热等方式10 .（二）穿透性假设P0为电介质表面的入射电场，P为某一穿透深度 D时的电场，则有如下关系存在：P=P0 e -2“ D式中：D：微波的穿透深度（m）入：所用微波的波长（m） s :被加热物体的的介电常数 tanS :被加热物体的导电率由上两式可知道穿透深度 D也是e和tan 8的函数，受被加热物体性质、 温度、状态的影响。11 .微波的穿透性对于微波加热的好处和坏

14、处好处：实现包装后食品的短时杀菌。加热时间短，干燥速度快，而且对有些食品还能起到特有的膨化效果。快速解冻。坏处： 微波加热的穿透性是造成微波加热不均匀（runaway heating）的另一个主要原因之一。12 .为了克服微波穿透性带来的加热不均匀，主要有以下方法：使微波从各个方向照射被加热物体；承载被加热物体的托盘采用微波穿透性好的材料，并且可以旋转；微波炉炉壁和炉底采用可反射微波的材料；被加热物体的厚度应在半衰深度的2倍左右。13 .微波加热最大的问题就是加热不均匀。造成的原因主要有以下几点：微波加热的选择性。在相同的微波场中，不同的食品材料以及这些材料温度、状态的不同， 都会引起食品各部

15、分温度上升的差异。微波虽然有好的穿透性，可是它在实际加热中受反射、穿透、折射、吸收等影响，使被加热物体各部分产生的热能产生较大的差异。电场的尖角集中性，也称为棱角效应（edge effect）。微波作为电磁波的一种，其电场也有尖角集中性。当食品放入微波场中进行加热时，某些部分会因为电场集中而产热多，温升快。微波加热中，热集中的地方称为热点（hot spot）。14 .采用微波加热技术的优缺点：优点：加热、干燥速度快，所需时间短；加热效率高；加热过程具有自动平衡性 *;物料内外同时受热、产品质量高；设备操作简单，适应性强，且占地面积小，工作环境良好；对营养成分破坏小。（如：Vc ,必须氨基酸等）

16、缺点：微波加热最主要的缺点是电能消耗大。超高压技术1 .一般所说的超高压（简称高压），指的是超过100兆帕（约为987个大气压）以上的压力。所谓超高压技术（简称高压技术），是指应用超高压（1OOMpa-lOOOMpa）作用于待处理物质 使之发生改变的过程。2 .超高压杀菌技术的基本原理：超高压杀菌：通过加压系统，经过媒介水或油将压力均匀传递 到食品内各个部位， 导致微生物的形态结构，生物化学反应，基因机制以及细胞壁发生多方面的变化，从而影响微生物原有的生理活动机能，甚至使原有的功能破坏或发生不可逆的变化，杀死或抑制微生物，使酶失活的一种非热力加工方法。因此可保持食品原来的特性，没有热加工的副作

17、用。超高压作用下，微生物细胞膜的渗透性改变。超高压作用下，酶的三、四级结构变化。超高压破坏高分子的氢键、离子键、盐键，对共价键影响小。超高压对香气、维生素、色素等小分子无破坏作用。3 .高压处理过程中，物料在液体介质中体积被压缩，超高压产生的极高的静压不仅会影响细胞的形态，还能使形成的生物高分子立体结构的氢键、 离子键和疏水键等非共价键发生变化， 使蛋白质凝固、淀粉等变性，酶失活或激活， 细菌等微生物被杀死，也可用来改善食品的组 织结构或生成新型食品。4 .超高压技术特点：瞬间压缩、作用均匀、时间短、操作安全和耗能低；污染少（热、化学），绿色环保； 更好保持食品的原风味（色、香、味）和天然营养

18、（如维生素C等）； 通过组织变性，得到新物性食品； 压力不同作用影响性质不同；主体杀菌设备占地面积小，自动化程度高，实现连续化生产。缺点：-产品成本相对较高。-产品的生产条件和冷链的控制技术要求较高。-产品的加工、贮藏、运输、销售需有冷链的支持。超临界流体萃取技术1 .超临界流体萃取（Supercrifrae Fluid Extrction）是利用超临界状态下的流体作为萃取溶剂，从液体或固体物料中萃取出某种或某些组份，而进行物质分离的一种新型分离技术。2 .超临界状态：当温度和压力达到一定值时，物质就会出现超临界状态。物质的超临界状态 是指其气态与液态共存的一种边缘状态。在此状态中，液体的密度

19、与其饱和蒸汽的密度相同，因此界面消失。3 .临界点：液、气两相成平衡状态的点叫临界点。在临界点时的温度和压力分别称为临界温度Tc临界压力Pc。不同的物质其临界点所要求白压力和温度各不相同。C02的超临界温度Tc= 31C,超临界压力 Pc= 7 .13MPa4 .超临界流体：超临界流体是指超过临界温度与临界压力状态的流体。如果某种流体处于临 界温度之上（即T>Tc）,无论压力多高（即 P>Pc）,也不能液化，这个状态的物质常常不 称为气体或液体，而被称为超临界流体（ Supercritical Fluid简称SCF）。5 .超临界流体的优势：=密度接近于液体，溶解能力与溶剂密度相关

20、，利用压力和温度可调控超临界流体溶解能 力。=粘度接近于气体，近似气体的传质能力=较大的扩散系数，良好的渗透能力。6 .用作萃取剂的超临界流体应具备以下条件：1化学性质稳定，对设备没有腐蚀性。2临界温度应接近室温或操作温度，不要太高，也不要太低。3操作温度应低于被萃取溶质的分解温度。4临界压力低，以降低压缩动力。5对萃取质的溶解度高，以减小溶剂循环量。6对被萃取物的选择性高。容易得到纯产品。7货源充足；价格便宜。8医药、食品工业用，必须对人体无毒。7 .CO2作为超临界流体的优势：a.CO2来源广，价格低廉。从合成氨工厂和发酵工业装置中可以很方便地得到CO2 ,因此b.CO2具有原料优势c.C

21、O2不燃烧，不助燃，故使用操作安全。d.CO2无毒，易挥发，不会残留，因而可满足人们对安全卫生的要求。e.CO2对设备无腐蚀性，可降低设备维护维修费用，延长设备寿命。f.CO2的临界温度低，接近常温，使整个工艺节能，同时可满足对热敏性物质保护提取的要 求。8 .超临界萃取剂的临界温度越接近操作温度，则溶解度越大。临界温度相同的萃取剂，与被 萃取溶质化学性质越相似，溶解能力越大。因此应该选取与被萃取溶质相近的超临界流体作 为萃取剂。9 .超临界萃取过程简述：a.SFE利用SCF作为萃取溶剂，SCF所具有独特的物理化学性质，使其极易于渗透到样品基体中去，通过扩散、溶解、分配等作用，使基体中的溶质扩

22、散并分配到SCF中，从而将其从基体中萃取出来。b.超临界流体的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加，极性增大，利用程序升压可将不同极性的成分进行分部提取。 提取完成后，改变体系温度或压力， 使超临界流体变成 普通气体逸散出去，物料中已提取的成分就可以完全或基本上完全析出，达到提取和分离的目的。c.在萃取过程中，SFE的萃取效率是由 SCF的溶剂力、溶质的特性、溶质一基体结合状况决 定的。因而在选择萃取条件时，一方面要考虑溶质在SCF中的溶解度，另一方面也要考虑溶质从样品基体活性点脱附并扩散到 SCF中的能力与速度。10 .超临界C02的萃取特性：(1)溶解特性超临界C02是一种非极性流体

23、，符合相似相溶的原理。其溶解力随物质极性的减弱而增大，随物质分子量的增大而减弱。一般地表现为，对分子量小，极性弱的物质 易溶解，对分子量较大，极性较强的物质难溶解，对分子量高，强极性的物质，如氨基酸、 蛋白质、糖和无机盐等则不溶解。在实际应用中，有时根据需要向超临界C02中加入助溶剂，来调整其溶解力。(2)溶解力与P. T的关系 超临界CO2的溶解力受P和T的影响较大。压力 P增加，超 临界C02的密度增加，溶解力也相应增加。以超临界CO2萃取沙棘油为例，T=39C, P=15MPa。时，油的收率为88.0%, 同样温度下，增加压力P=25MPa时，油的收率增加到 90.7%。但一般当压力在

24、40MP。时， 超临界CO2 ,的溶解力就达到了实际所能获得的最高限。因为若再升高压力，萃取收率的提高，相对于为获得及保持这样高的压力所增的投资和操作 费用来说就不经济了。温度T升高，一般情况下CO2的溶解力有所增加，且较压力影响明显。仍以超临界CO2萃 取沙棘油为例。F=30MPa, T=32C时，沙棘油的收率为 90.1%,当温度升高 T = 40C,油 的收率提高到92.1 % .但温度的升高受到对所萃取物质热敏性要求的限制。(3)助溶剂对溶解力的影响：向超临界CO2流体中加入一定量的水、甲醇、乙酸、醋酸乙酯等 物质或者是它们的混合物，可以增加溶解力，从而改变对所萃取物质的选择性。如在超

25、临界CO2流体中加入总体积 5060%的甲醇后，即可以从浓度为13%的发酵液中萃取 L 一脯氨 酸，收率可达50%以上。但在使用助溶剂的时候，要注意助溶剂的分离和残留。11 .超临界流体萃取小结：超临界状态下，将超临界流体与待分离的物质接触，使其有选择性地依次把极性、沸点和分子量不同的成分萃取出来。超临界流体的密度和介电常数随着密闭体系压力的增加而增加，极性增大，利用程序升压可将不同极性的成分进行分步提取。各压力范围所得到的萃取物不可能是单一的，但可以通过控制条件得到最佳比例的 混合成分，然后借助减压、升温的方法萃取物质完全或基本析出，从而达到分离提纯的目的。萃取过程中，SFE的萃取效率是由

26、SCF的溶剂力、溶质的特性、溶质一基体结合状 况决定的。因而在选择萃取条件时，一方面要考虑溶质在SCF中的溶解度，另一方面也要考虑溶质从样品基体活性点脱附并扩散到SCF中的能力与速度。12 .超临界萃取过程主要包括萃取阶段和分离阶段。萃取：扩散、溶解、分配，使溶质扩散并分配到超临界流体中，从而将其从基体中萃取出来。增加压力，流体极性增大，可将不同极性的成分进行分别提取。分离：改变体系温度或压力(降压或升温)，使超临界流体与萃取物迅速分成两相，流体变成普通气体逸散回收循环使用，萃取物析出。13 .根据分离方法的不同，可将超临界萃取流程分为等温变压流程、等压变温流程和等温等 压吸附流程三类。14

27、.夹带剂的作用：增加目标组分在 CO2中的溶解度在CO2流体中添加百分之几的夹带剂，可大大增加目标组分的溶解度，其作用相当于增加 了几十兆帕的压力。增加溶质在CO2中溶解度对温度和压力的敏感性使溶质在萃取段和解析段间仅小幅度的改变温度，压力即可获得更大的溶解度差，从而降低操作难度。提高溶质的选择性加入一些与溶质起特殊作用的夹带剂，可大大提高溶质的选择性。可改变CO2的临界参数15 .超临界CO2萃取的影响因素：1）萃取压力的影响萃取温度一定时，压力增加， 流体的密度增加，对溶质的溶解度增加。 在临界状 态附近，压力的微小变化会引起密度的急剧改变，因此，压力是超临界CO2萃取最重要的参数之一。弱

28、极性物质-萃取压力710MPa；一般极性物质-萃取压力20MPa左右；强极性物质-萃取压力50MPa以上。2）萃取温度的影响温度主要有两个方面的影响：一方面温度升高，超临界流体密度降低，其溶 解能力相应下降，导致萃取数量的降低。另一方面，升高温度，被萃取物质的挥发性增加， 增加了被萃取物质在超临界气相中的密度，扩散速度也提高从而利于成分的萃取。同时，温度对溶解度的影响还与压力有密切关系：在压力相又低时（4528MPa以下），温度升高，溶解性能降低。在压力相对较高时（4528MPa以上），温度升高，超临界CO2溶解性能提高。所以，一般随温度增加，物质在超临界CO2流体中溶解度变化往往出现最低值。

29、3） CO2流量的影响CO2对萃取效果具有两个方面的影响。一方面，CO2流量增加，CO2流速加快，CO2停留时间减少，与物料接触时间减少，被萃 取成分不能很好的达到溶解平衡， 从而降低萃取效率。 对溶解度小或原料中扩散速度慢的成 分，影响更明显。另一方面，随CO2流量增大，增加了溶剂对原料的萃取次数，缩短了萃取时间，被萃取成 分的推动力加大，传递系数增加，有利于萃取。对被萃取成分溶解度大的，适当加大流量， 提高生产效率。4）夹带剂的选择影响夹带剂要选择具有较好溶解性能、并且能很好的改善超临界CO2流体的极性的溶剂。可以作为较理想的夹带剂如甲醇，乙醇，丙酮，乙酸乙酯，乙睛等。5）原材料粉碎度的影

30、响原料颗粒越小，溶质从原料向超临界流体传输的路径越短，与超临界流体接触的表面积越大，萃取进行得越快、越完全。但是粒度过小，易堵塞气路；造成原料结块，出现沟流，使原料 局部受热不均匀。另一方面在沟流处流体的线速度增大，摩擦发热，会使某些生物活性成分遭到破坏。膜分离技术1 .膜是一种起分子级分离过滤作用的介质。2 .膜分离技术：用半透膜作为选择障碍层，利用膜的选择性（孔径大小） ，以膜的两侧存在 的能量差作为推动力， 允许某些组分透过而保留混合物中其它组分， 从而达到分离目的的技 术。3 .膜分离过程的推动力有两类：4 .借助外界能量，物质发生由低位向高位的流动； 以化学位差为推动力，物质发生由高

31、位向低位的流动。5 .推动力膜过程压力差反浸透，超渡，微滤，气体分离电位差府析浓度差扩散渗析、控制释放浓度差(分压差)濠透气化浓度差加化学反应液膜，膜传感器6 .膜分离技术的特点：(a)膜分离过程中不发生相变化，与有相变化的分离法和其他分离法相比，能耗低;(b)膜分离过程在常温下进行，因而特别适于对热敏性物料，如果汁、酶、药物等的分离、 分级和浓缩、富集；(c)膜分离技术不仅适用于有机物和无机物、病毒、细菌的分离，而且还适用于许多特殊 溶液体系的分离，如将溶液中大分子与无机盐的分离，一些共沸物或近沸物系的分离等。(d)由于只是用压力作为超滤和反渗透的推动力，因此分离装置简单，操作方便，易于自动

32、控制，易于维修。6 .原理推动力透过物 质截留物 质渗透是一个扩散过程,在渗透 中只有溶剂透过膜,溶质及固 体粒子被阻挡，可用于溶液的 浓缩.浓度差水溶质原理推动力透过物截留物质透析是以膜两侧的浓度差为传质推动力， 从溶液中分离出小分 子物质的过程。在生 物分离中主要用于蛋 白质的脱盐。原理浓度差和了化 菸Kssr相对分 子质量>1000的 溶质或 悬浮物推动力透过禳留物物质 质电渗析是利用分子的荷电 性质和分子大小的差别进 行分离的膜分离法，可用 于小分子电解质的分离和 溶液的脱盐。电位差 通常每对为 12V原理推动力透过截留物物质 质反渗透是在透析浓度高例施加大于渗透压的压力，利用膜

33、的筛分性 质，使浓度较高的溶液进步浓缩。用于海水淡化，药物浓缩，纯水制造。压力 差，通 常为 1 8MPa溶或浮质解悬物原理推动力透过截留物质物质应用微孔过滤膜来过滤含有悬浮物质的溶液,使悬浮物和微细粒子或高分子 物质从溶液中分离的过程。压力 差,通 常为 0. 050. 5MPa和解质水溶物泛细体分浓广于菌的和用胞等离缩原理推动力透过 物质截留物质应用孔径为ioA (到200A的超过滤膜来过滤 含有大分子或微细粒子的 溶液，使大分子或微细粒 子从溶液中分离的过程.操作压 力常为 0.1- LOMPa水和盐为1 - 50hiil 的 生物大分 子的分 离，如蛋 白质、病原理推动力透过截留物物质

34、 质气体膜分离是利用气体组分在膜内溶解和扩散性能的不同，即渗透速率的不 同来实现分离的技术。压力 差步通 常为0一 lOMPa体蒸 气和汽透膜气和汽不过的体蒸7 .膜材料基本要求：般模操作的压力范机械强度好、耐压：膜孔径小，要保持高通量就必须施加较高的压力,围在0.1-0.5MPa,反渗透膜的压力更高，约为 1-10MPa耐高温：高通量带来的温度升高和清洗的需要耐酸碱：防止分离过程中，以及清洗过程中的水解；易清洗：清洗容易，不易被细菌污染化学相容性：保持膜的稳定性；生物相容性：防止生物大分子的变性；成本低；8 .膜材料分类：天然材料，人造材料，无机膜，复合膜9 .醋酸纤维特点：透过速度大截留盐

35、的能力强易于制备来源丰富不耐温(V 40C)pH范围窄36 ,清洗困难与氯作用，寿命降低易受微生物侵袭适合作反渗透膜10 .聚碉膜P Polysul fone )的特点：(1)温度范围广(2) pH范围广(3)耐氯能力强(4)孔径范围宽(5 )操作压力低(6)适合作超滤膜11 .膜的制备方法：相转变法：浇铸液一支持物上捕开一蒸发部分溶剂一凝胶形成一热处理(退火)。烧结法：膜材料粉一模具内一严格控制温度和压力一由软变熔一形成多孔体一机械加工。核径迹法：厚为 5-15 m薄膜一粒子(如a粒子或中子)照射一化学键断裂形成径迹一酸碱液腐蚀一形成孔道。拉伸法：晶态聚烯煌一在低熔融温度下挤压成膜一延伸得到

36、高的熔融应力一无张力条件下退火一拉伸。复合膜的制备：是相转变膜的继续发展，制造非常薄的特征分离层。在多孔支撑层上制作聚合物膜。12 .影响截留率的因素：分子形状：线状分子易透过，R线 R球；吸附作用：溶质吸附于膜孔壁上，降低膜孔有效直径浓差极化作用：高分子溶质在膜面沉积，使膜阻力增大，较小分子溶质的截留率增大，分离 性能下降。温度/浓度，T升高，C降低，使R降低，因为,膜吸附作用卜降：年流连度格加,R降低国为浓千极亿作用卜降:pH、离子强度影响蛋白质分子构型，影响Ro13 .膜对溶质的截留能力以截留率R (rejection)来表示，其定义为分子为透过液，分母为截留液浓度14 .渗析：把水溶液

37、中熔剂透过半透膜而溶质被截留的现象称为渗析。15 .半透膜：起渗析作用的薄膜，对溶质具有选择性。16 .扩散渗析的原理利用离子交换膜的选择透过性，以浓度差为推动力来实现酸与盐或者碱与酸的分离。优缺点：优点：能耗小，设备结构简单，操作方便，不需要对膜进行酸碱再生，分离过程中不需要加 入其它化学药剂。缺点渗析速度慢，分离效率低。17 .电渗析的基本原理电渗析是在直流电场的作用下，以电位差为推动力，利用阴、阳离子交换膜对溶液中阴、阳离子的选择透过性（即阳膜只允许阳离子通过，阴膜只允许阴离子通过），而使溶液中的溶质与水分离的一种物理化学过程。从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯的一种膜过程。18 .常用的离子交换膜按其选择透过性可分为阳膜、阴膜、复合膜等。19 .阳膜（cation exchange membrane）含有阳离子交