膜分離技術(shù)的工作原理我們來看一下。
利用聚丙烯膜的疏水特性,即水不能透過膜壁,而氣體可以透過膜壁而改變氣體在水中的溶解度。對(duì)密閉體系中的水,改變環(huán)境氣體壓力,或改變氣體的成分,都可以有目的地改變水中氣體的含量,或者某中氣體的含量。
膜法去除水中的CO2和O2的辦法是,讓水在中空纖維膜管內(nèi)流動(dòng),改變管外氣體的壓力情況,如通過負(fù)壓或增壓(加純N2等)的辦法,減小氧氣、二氧化碳在水的溶解度,達(dá)到去除的效果。這是膜分離技術(shù)一種新的應(yīng)用方式,是一種新穎的氣/液膜分離工藝過程。
通過抽真空、抽真空+N2等方法可使水中的O2脫除率大于90%,通過抽真空、進(jìn)壓縮空氣等的方法可使水中的CO2脫除率大于85%
膜進(jìn)水的水質(zhì)要求:
原液粗過濾:<50μm 濁度:<10NTU PH值:1~14 溫度:1~45℃
推薦進(jìn)水工作壓力:0.2 Mpa 較大進(jìn)水壓力: <0.4 Mpa (根據(jù)真空負(fù)壓進(jìn)行調(diào)整)
原液中不能含有濕潤PP膜的成分,如酒精等。
主要用于以下方面。
1、回收乳清蛋白 乳清加工的主要目的是回收乳清中的蛋白質(zhì)。目前,在乳清蛋白粉的回收中,較為普遍采用的工藝是利用超濾對(duì)乳清進(jìn)行濃縮分離。通過超濾分離,可以獲得蛋白質(zhì)含量在35%-80%的乳清蛋白粉。
2、制造干酪 用超濾法制造干酪是迄今為止世界上較好地利用了乳清蛋白的方法,該方法所生產(chǎn)的乳酪要比用傳統(tǒng)方法所生產(chǎn)的乳酪產(chǎn)量增加15%--30%。
3、乳品的標(biāo)準(zhǔn)化和乳蛋白的濃縮,按不同濃縮比要求經(jīng)過超濾過程后,牛乳原料中乳脂和蛋白質(zhì)的組分明顯提高,而乳糖和灰分等組分則保持相對(duì)穩(wěn)定。 由于超濾能截留原乳中幾乎全部的蛋白質(zhì),而允許糖和灰分通過,所以超濾在乳品工業(yè)中一個(gè)重要應(yīng)用是乳蛋白的濃縮。與傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮相比。膜技術(shù)不僅能減少加熱引起的蛋白質(zhì)變性,而且在產(chǎn)品提純方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。
4、發(fā)酵乳制品 應(yīng)用超濾膜技術(shù)生產(chǎn)的高蛋白濃縮液具有很好的乳化性及穩(wěn)定性能,用其來加工發(fā)酵乳制品可以提高其產(chǎn)品質(zhì)量。
5、滲透物的應(yīng)用 超濾透過物中主要含有乳精,可通過發(fā)酵的辦法將其轉(zhuǎn)化成酒精、乳酸或抗生素等,也可通過發(fā)酵將其生產(chǎn)成動(dòng)物飼料蛋白或生產(chǎn)成燃料甲烷。但較經(jīng)濟(jì)可行的辦法還是通過酶促水解反應(yīng)或通過離子交換法生產(chǎn)葡萄糖和半乳糖漿。
6、其他方面的應(yīng)用 在甜煉乳的生產(chǎn)中應(yīng)用超濾技術(shù)有避免結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定的作用。由于每單位體積中牛乳的產(chǎn)量增加,可用于制備高蛋白低脂肪的攪打乳酪的生產(chǎn)。同時(shí),超濾法已亡用于營養(yǎng)品(如6.5%蛋白質(zhì)含量牛乳)的生產(chǎn)中。此外,用超濾濃縮物再結(jié)合蒸發(fā)來生產(chǎn)乳粉也已取得了一些實(shí)用性的成果。
二、反向滲透膜分離技術(shù)
反向滲透膜分離技術(shù)是一種類似于超濾的膜分離操作技術(shù),只是其所利用的膜更加致密,且在膜的一方施加一個(gè)超過滲透壓的壓力,水就會(huì)通過膜而被壓向另一方,人而達(dá)到濃縮的目的。
在乳品加工業(yè)中,反向滲透技術(shù)主要應(yīng)用于乳清的濃縮,以便使其易于進(jìn)行貯藏和運(yùn)輸、對(duì)于乳品加工業(yè)來說,盡管反向滲透技術(shù)在制造冰淇淋和酸奶的生產(chǎn)上有一些應(yīng)用,在契達(dá)干酪的制造上也有一些嘗試的應(yīng)用,而且還可以用來從漂洗水中重新獲得乳固體,并且也可應(yīng)用在干燥的第一步,用于節(jié)約能源,但就其總體而言,反向滲透技術(shù)在乳品加工工業(yè)中的應(yīng)用還不十分廣泛。
三、 電滲析膜分離技術(shù)
電滲析的主要部分也是膜,但其驅(qū)動(dòng)靠的不是壓力而是電位差,就是在電場巾依靠電位差迫使離子通過膜從而除去溶液中的離子。
據(jù)有關(guān)的文獻(xiàn)資料報(bào)道,電滲析技術(shù)常用來利用制作特殊飲食行業(yè)所需要的脫鹽乳,但在乳品加工工業(yè)中電滲析的較大應(yīng)用就是用來制備脫鹽乳清蛋白。專家們的測試結(jié)果表明;用電修橋法所制得濃縮乳清蛋白質(zhì),其碳水化合物和乳脂肪含量較處理以前低,但兩者的蛋白質(zhì)組成沒有差異,并且電滲析乳清蛋蛋白濃縮物又具有較高生物學(xué)價(jià)值,可用于某些蛋白質(zhì)強(qiáng)化食品的生產(chǎn)。
綜上可見,膜技術(shù)在乳品工藝的應(yīng)用對(duì)于改善產(chǎn)品質(zhì)量、增加過程效益及新產(chǎn)品的開發(fā)都有積極的意義。