食品分离技术精选PPT.ppt

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1、关于食品分离技术现在学习的是第1页，共76页第一节第一节 食品分离技术应用范围食品分离技术应用范围物料有效成分的提取和分离；物料有效成分的提取和分离；液体物料的浓缩；液体物料的浓缩；固形杂质的分离；固形杂质的分离；提取或脱除物料中某一组分；提取或脱除物料中某一组分；过滤除菌；过滤除菌；现在学习的是第2页，共76页第二节第二节分离技术分离技术一、过滤技术一、过滤技术二、沉降技术二、沉降技术三、离心分析三、离心分析四、膜分离技术四、膜分离技术五、浸出技术五、浸出技术六、六、蒸馏和精馏蒸馏和精馏七、七、超临界流体萃取技术超临界流体萃取技术八、泡沫吸附分离技术八、泡沫吸附分离技术现在学习的是第3页，共

2、76页现在学习的是第4页，共76页一、过滤一、过滤（一）定义（一）定义指指悬悬浮浮液液通通过过多多孔孔介介质质而而使使其其中中固固液液两两相分离的过程。相分离的过程。（二）基本原理（二）基本原理利用一种能将悬浮固体微粒截留，而液利用一种能将悬浮固体微粒截留，而液体能自由通过的多孔介质，在一定压力差体能自由通过的多孔介质，在一定压力差的推动下，达到分离悬浮液中固、液两相的推动下，达到分离悬浮液中固、液两相的目的。的目的。现在学习的是第5页，共76页（三）过滤设备（三）过滤设备1、重力过滤设备重力过滤设备2、加压过滤机、加压过滤机3、真空过滤机、真空过滤机4、离心过滤机、离心过滤机（四）应用范围四

3、）应用范围1、进行固液系分离、进行固液系分离2、澄清、澄清3、除去微生物、除去微生物现在学习的是第6页，共76页二、沉降二、沉降（一）定义（一）定义 是是分分散散质质相相对对于于分分散散介介质质的的相相对对迁迁移移过过程。程。（二）基本原理（二）基本原理 由由于于分分散散物物系系（相相）与与连连续续相相（分分散散介介质质）两两物物质质的的密密度度不不同同,或或悬悬浮浮液液中中的的粒粒子子直直径径不不同同，从从而而在在重重力力或或离离心心力力作作用用下下产产生分层而得到分离。生分层而得到分离。现在学习的是第7页，共76页（三）沉降设备（三）沉降设备1、重力沉降器；、重力沉降器；2、沉降式离心机；

4、、沉降式离心机；3、旋液分离器、旋液分离器（四）应用范围（四）应用范围1、澄清；、澄清；2、浓缩；、浓缩；3、分离或分级、分离或分级现在学习的是第8页，共76页三、离心分离三、离心分离（一）原理（一）原理 料料液液在在离离心心力力作作用用下下，按按轻轻重重不不同同分分层层从而得到分离。从而得到分离。（二）离心机的分类（二）离心机的分类 过滤式离心机过滤式离心机沉降式离心机沉降式离心机分离式离心机分离式离心机现在学习的是第9页，共76页（三）适用范围（三）适用范围 物料脱水物料脱水悬浮液分离、增浓或澄清悬浮液分离、增浓或澄清乳浊液分离乳浊液分离 现在学习的是第10页，共76页四、膜分离技术四、膜

5、分离技术（一）定义（一）定义将将含含有有两两个个以以上上组组分分的的流流体体通通过过一一固固体体膜膜，借借该该膜膜的的选选择择性性以以及及膜膜两两侧侧的的能能量量差差（静静压压差差、浓浓度度差差、电电位位差差）,将将某某种种成成分分和和流流体体中中的的其其他他组组分分分分离离的的过过程。程。微滤微滤超滤超滤反渗透反渗透电渗析电渗析现在学习的是第11页，共76页（二）膜分离的类型和基本原理（二）膜分离的类型和基本原理1微滤（微滤（microfiltration,MF）分分离离范范围围0.022m，可可截截留留微微细细物物质质，可可滤滤除除细细菌菌和和细细小小的的悬悬浮浮颗颗粒粒。以以孔孔径径10

6、2104nm的的多多孔孔膜膜过滤溶液。过滤溶液。2超滤（超滤（ultrafiltration,UF）分分离离范范围围0.0020.2m，可可滤滤除除大大分分子子物物质质和和微微粒，以孔径粒，以孔径1100nm的膜过滤。的膜过滤。现在学习的是第12页，共76页现在学习的是第13页，共76页3反渗透（反渗透（reverseosmosis,RO）利利用用反反渗渗透透膜膜选选择择地地透透过过溶溶剂剂的的性性质质，对对溶溶液液施施加加压压力力，克克服服溶溶剂剂的的渗渗透透压压,使使溶溶剂剂通通过过膜膜而而从从溶溶质质中中分分离离出出来来的的过过程程。可可分分离离分分子子量量150或或更更低低的的化化合合

7、物分子。物分子。现在学习的是第14页，共76页现在学习的是第15页，共76页反渗透与超滤主要区别反渗透与超滤主要区别（1）反渗透施加的压力大，超滤小反渗透施加的压力大，超滤小。（2）反反渗渗透透可可分分离离大大、小小分分子子、微微粒粒，一一般般水水才才能能通通过过膜膜，超滤只分离大分子和微粒。超滤只分离大分子和微粒。（3）适适用用范范围围：反反渗渗透透主主要要用用于于海海水水淡淡化化，果果蔬蔬汁汁等等液液体体浓浓缩缩。超超滤滤可可用用于于果果蔬蔬汁汁、酒酒、醋醋澄澄清清、汁汁液液、奶奶浓浓缩缩、天天然然色素等分离。色素等分离。现在学习的是第16页，共76页现在学习的是第17页，共76页现在学习

8、的是第18页，共76页现在学习的是第19页，共76页4电滲析电滲析(Electrodialysis,ED)它它通通过过具具有有选选择择透透性性和和良良好好导导电电性性的的离离子子交交换换膜膜，在在外外加加直直流流电电场场的的作作用用下下，使使原原水水中中阴阴、阳阳离离子子分分别别通通过过阴阴离离子子交交换换膜膜和和阳阳离离子子交交换换膜膜，从从而而达到净化作用的技术。达到净化作用的技术。现在学习的是第20页，共76页现在学习的是第21页，共76页现在学习的是第22页，共76页（三）膜材料和膜组件（三）膜材料和膜组件1膜材料膜材料l高分子膜高分子膜常常用用二二醋醋酸酸纤纤维维素素酯酯(CA)、聚

9、聚砜砜（PS）、聚聚丙丙烯腈（烯腈（PAN）等。）等。l无机膜无机膜多多孔孔陶陶瓷瓷膜膜、中中空空纤纤维维玻玻璃璃膜膜、表表面面改改性性多多层层多孔膜、碳分子筛膜等。多孔膜、碳分子筛膜等。现在学习的是第23页，共76页2、膜应具备以下性能特点、膜应具备以下性能特点l耐压耐压MF膜膜0.150.2mpa、UF膜膜0.30.7mpa、RO膜膜0.76mpa。l耐温耐温082。l耐酸碱耐酸碱l耐化学腐蚀耐化学腐蚀l高渗透流率高渗透流率现在学习的是第24页，共76页3膜组件膜组件（1）分离设备）分离设备主主要要由由膜膜组组件件和和对对流流体体提提供供压压力力的的泵泵组组成成，如如电滲析，需直流电。电滲

10、析，需直流电。（2）对）对MF、UF、RO而言，常用以下组件而言，常用以下组件l板框式组件板框式组件l管式膜组件管式膜组件l卷式膜组件卷式膜组件l中空纤维膜组件中空纤维膜组件现在学习的是第25页，共76页现在学习的是第26页，共76页现在学习的是第27页，共76页（四）膜分离技术特点及在食品工业中（四）膜分离技术特点及在食品工业中的应用实例的应用实例1特点特点l在常温下进行在常温下进行l不发生相变化不发生相变化l能耗低能耗低l在密闭容器中进行在密闭容器中进行l不用添加化学试剂、添加剂不用添加化学试剂、添加剂l选择性好选择性好l使用范围广使用范围广l操作简便，易自动化操作操作简便，易自动化操作现

11、在学习的是第28页，共76页2.膜分离技术在果蔬汁加工中的应用膜分离技术在果蔬汁加工中的应用超滤技术在苹果汁加工中的应用超滤技术在苹果汁加工中的应用超滤技术用于苹果汁澄清精制的工艺流程及特点超滤技术用于苹果汁澄清精制的工艺流程及特点 苹果苹果料料仓仓清洗清洗 挑挑选选破碎破碎 压压榨榨 筛滤筛滤芳香物回收芳香物回收酶酶解解离心澄清离心澄清硅藻土硅藻土过滤过滤精精滤滤浓缩浓缩罐装（成品）罐装（成品）超滤超滤现在学习的是第29页，共76页现在学习的是第30页，共76页3.超滤技术在酒类生产中的应用超滤技术在酒类生产中的应用（1）熟啤的过滤）熟啤的过滤硅藻土过滤硅藻土过滤3m膜膜过滤过滤1m膜膜过滤

12、过滤清酒罐清酒罐罐装罐装（2）生啤的过滤）生啤的过滤硅藻土过滤硅藻土过滤3m膜膜过滤过滤清酒罐清酒罐1m膜膜过滤过滤0.45m或或0.22m膜膜过滤过滤无菌罐装无菌罐装现在学习的是第31页，共76页 啤酒行业中气体的无菌过滤啤酒行业中气体的无菌过滤 气体气体0.45m预过滤器预过滤器0.22m终终端膜端膜过滤过滤器器无菌气体无菌气体蒸汽蒸汽蒸汽蒸汽过滤过滤器器现在学习的是第32页，共76页（3）白酒生产中的应用）白酒生产中的应用（4）葡萄酒生产中的应用）葡萄酒生产中的应用（5）黄酒米酒生产中的应用）黄酒米酒生产中的应用（6）酒厂生产用水中的应用）酒厂生产用水中的应用现在学习的是第33页，共76

13、页7、膜技术在食用油加工和植物蛋白浓缩、提纯中、膜技术在食用油加工和植物蛋白浓缩、提纯中的应用的应用l膜法生产大豆分离蛋白l传统的传统的“碱溶酸沉碱溶酸沉”法：法：l 水水l 豆粕豆粕提取提取蛋白浆液蛋白浆液离心分离离心分离渣子渣子干燥干燥l l 离心分离离心分离沉淀沉淀蛋白提取液蛋白提取液酸酸l l蛋白乳清水蛋白乳清水凝乳蛋白凝乳蛋白碱碱 l l净化处理净化处理 解析中和解析中和l 废水排放废水排放 蛋白液蛋白液喷雾干燥喷雾干燥蛋白成品蛋白成品包装包装现在学习的是第34页，共76页l膜法：l 水水l 豆粕豆粕提取提取蛋白浆液蛋白浆液离心分离离心分离渣子渣子干燥干燥l l 透过液透过液超滤超滤

14、预处理预处理蛋白提取液蛋白提取液l l 净化净化 浓缩液浓缩液功能处理功能处理喷雾干燥喷雾干燥 l l 大豆低聚糖大豆低聚糖 分离大豆蛋白粉分离大豆蛋白粉l 包装包装成品成品现在学习的是第35页，共76页五、浸出技术五、浸出技术（一）定义（一）定义用用适适当当的的溶溶剂剂将将固固体体原原料料中中的的可可溶溶性性组分提取出来的操作。组分提取出来的操作。（二）基本原理（二）基本原理浸浸在在溶溶剂剂中中的的固固体体原原料料先先湿湿润润、可可溶溶性性溶溶质质溶溶解解，从从内内部部扩扩散散到到固固体体表表面面，最最后后溶质从固体表面通过液膜扩散达溶剂中。溶质从固体表面通过液膜扩散达溶剂中。现在学习的是第

15、36页，共76页（三）影响因素（三）影响因素1可浸出物质的含量：含量愈高，浸出速度愈大。可浸出物质的含量：含量愈高，浸出速度愈大。2原料形状、大小：固体表面积愈大，扩散原料形状、大小：固体表面积愈大，扩散速度愈大。速度愈大。3浸出温度：温度愈高，扩散速度愈大。浸出温度：温度愈高，扩散速度愈大。4浸出时间：时间愈长，浸出量愈大。浸出时间：时间愈长，浸出量愈大。5浓度差：浓度差愈大，浸出速度愈大。浓度差：浓度差愈大，浸出速度愈大。6溶剂：水、乙醇、乙醚、氯仿等。溶剂：水、乙醇、乙醚、氯仿等。现在学习的是第37页，共76页（四）浸出方式（四）浸出方式 提取液提取液新溶剂新溶剂1.单级间歇式单级间歇式

16、2.多级接触式（逆流式）多级接触式（逆流式）固体原料固体原料渣渣3连续式连续式现在学习的是第38页，共76页现在学习的是第39页，共76页六、蒸馏和精馏六、蒸馏和精馏 常用于挥发性物质的提取和有机溶剂回收。现在学习的是第40页，共76页（一）蒸馏（一）蒸馏根根据据液液体体各各成成分分的的沸沸点点不不同同使使之之部部分分汽汽化化，然然后后将将蒸蒸汽汽冷冷凝凝。分分离离出出低低沸沸点点组组分的产品，但纯度低。分的产品，但纯度低。（二）精馏（二）精馏把把蒸蒸馏馏得得到到的的初初步步产产品品又又一一次次部部分分汽汽化化并并冷冷凝凝，产产品品组组分分的的含含量量进进一一步步提提高高，反复多次的操作，可得

17、到纯度高的产品。反复多次的操作，可得到纯度高的产品。现在学习的是第41页，共76页分子蒸馏分离技术分子蒸馏分离技术1.概念概念分分子子蒸蒸馏馏技技术术是是一一种种利利用用分分子子自自由由程程的的原原理理，对对含含有有不同物质的物料在液不同物质的物料在液-液状态下进行分离的技术。液状态下进行分离的技术。2.分子蒸馏技术是一种特殊的高真空蒸馏分离技术。分子蒸馏技术是一种特殊的高真空蒸馏分离技术。3.分分子子蒸蒸馏馏是是在在高高真真空空下下物物料料未未达达到到沸沸点点时时进进行行的的，而而被被蒸蒸馏馏物物受受热热时时间间很很短短，所所以以特特别别适适用用于于高高沸沸点点、热热敏敏性性物物质质的分离。

18、的分离。现在学习的是第42页，共76页现在学习的是第43页，共76页现在学习的是第44页，共76页现在学习的是第45页，共76页现在学习的是第46页，共76页（三）食品工业应用（三）食品工业应用 精制鱼油、鱼肝油、脂肪酸及其衍生精制鱼油、鱼肝油、脂肪酸及其衍生物、二聚酸、生育酚、单甘酯、脂肪酸酯、物、二聚酸、生育酚、单甘酯、脂肪酸酯、牛油及猪油脱胆固醇、小麦胚芽油、乳酸、牛油及猪油脱胆固醇、小麦胚芽油、乳酸、双甘油酯、辣椒油树脂、植物蜡等。双甘油酯、辣椒油树脂、植物蜡等。现在学习的是第47页，共76页现在学习的是第48页，共76页现在学习的是第49页，共76页现在学习的是第50页，共76页现在

19、学习的是第51页，共76页现在学习的是第52页，共76页七、超临界流体萃取技术七、超临界流体萃取技术超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术。该超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术。该技术利用流体（溶剂）在临界点附近某一区域（超临技术利用流体（溶剂）在临界点附近某一区域（超临界区）内与呆分离混合物中的溶质具有异常相平衡行界区）内与呆分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且它对溶质溶解能力随温度和压力改为和传递性能，且它对溶质溶解能力随温度和压力改变而在相当宽的范围内变动这一特性而达到溶质分离变而在相当宽的范围内变动这一特性而达到溶质分离的一项技术。的一项技术。1897年年Hannay

20、等发现超临界乙醇具有极佳的溶解能等发现超临界乙醇具有极佳的溶解能力，力，60年代德国年代德国Zosel利用其从羊毛油中提取羊毛脂，利用其从羊毛油中提取羊毛脂，现代应用较广泛。现代应用较广泛。现在学习的是第53页，共76页（一）定义（一）定义利用作为溶剂的流体在临界温度压力以利用作为溶剂的流体在临界温度压力以上与待分离混合物中的溶质具有异常相平上与待分离混合物中的溶质具有异常相平衡行为和传递性能，且溶解能力随温度和衡行为和传递性能，且溶解能力随温度和压力改变而在相当宽的范围内变动的特性，压力改变而在相当宽的范围内变动的特性，萃取混合物中可溶性组成的分离技术。萃取混合物中可溶性组成的分离技术。现在

21、学习的是第54页，共76页（二）基本原理（二）基本原理1超临界流体的基本性质超临界流体的基本性质物物质质存存在在着着气气体体和和液液体体不不能能共共存存的的固固有有状状态态，此此态态称称为为临临界界态态，气气体体能能被被液液化化的的最最高高温温度度称称为为临临界界温温度度（Tc），在在临临界界温温度度下下被被液液化化的的最最低低压压力力称称为为临临界界压压力力（Tc），临临界界温温度度和和临临界界压压力力统统称称为为临临界界点点。在在临临界界点点附附近近，压压力力和和温温度度的的微微小小变变化化都都会会引引起起气气体体密密度度的的很很大大变变化化。随随着着向向超超临临界界气气体体加加压压，气气

22、体体密密度度增增大大到到液液态态性性质质，这这种种状状态态的的液液体体称称为为超超临临界界流流体体（Supercriticalfluid,简简称称SCF），其其性性质质介介于于气气体体和和液液体体之之间间。超超临临界界流流体体的的密密度度为为气气体体的的数数百百倍倍，并并且且接接近近液液体体，而而其其流流动动性性和和粘粘度度仍仍接接近近于于气气体体，扩扩散散系系数数大大约约为为气气体体的的百百分分之一，而较液体大数百倍。之一，而较液体大数百倍。适适用用于于超超临临界界萃萃取取的的溶溶剂剂有有二二氧氧化化碳碳、乙乙烷烷、丙丙烷烷、氢氢、甲甲苯苯等等等。等。现在学习的是第55页，共76页现在学习的

23、是第56页，共76页2CO2的超临界特性的超临界特性应用二氧化碳作溶剂，具有以下优点：应用二氧化碳作溶剂，具有以下优点：（1）临界温度接近常温，保护热敏性天然物品，且易于操）临界温度接近常温，保护热敏性天然物品，且易于操作；作；（2）临界压力低，易于达到；）临界压力低，易于达到；（3）化学稳定性好、无燃烧、无爆炸的危险；）化学稳定性好、无燃烧、无爆炸的危险；（4）无毒、无色、无味、不会污染制品）无毒、无色、无味、不会污染制品（5）具有防止氧化，抑制细菌活性作用；）具有防止氧化，抑制细菌活性作用；（6）易得到价廉而高纯度的气体。易得到价廉而高纯度的气体。现在学习的是第57页，共76页现在学习的是

24、第58页，共76页3超临界流体萃取过程超临界流体萃取过程（1）等压变温法）等压变温法（2）等温变压法）等温变压法（3）吸附法）吸附法现在学习的是第59页，共76页现在学习的是第60页，共76页等温变压流程：等温变压流程：CO2气气体经压缩后达到最大溶解体经压缩后达到最大溶解能力能力(即超临界状态即超临界状态)，然后，然后进入萃取器中与被萃取的物进入萃取器中与被萃取的物料接触；萃取物经减压后在料接触；萃取物经减压后在分离器内溶解能力将大大下分离器内溶解能力将大大下降，溶质也就分离出来了；降，溶质也就分离出来了；气体再进入压缩机进行加压，气体再进入压缩机进行加压，重新作为下一循环的萃取剂。重新作为

25、下一循环的萃取剂。现在学习的是第61页，共76页萃取工艺流程图现在学习的是第62页，共76页自动控制系统流程图现在学习的是第63页，共76页现在学习的是第64页，共76页现在学习的是第65页，共76页（三）特点（三）特点1.超临界流体具有良好的渗透性和溶解性，可快速提取有超临界流体具有良好的渗透性和溶解性，可快速提取有效成分。效成分。2.在临界点附近，流体温度、压力的变化微小变化会引起在临界点附近，流体温度、压力的变化微小变化会引起溶解能力的极大变化，这种强选择性对分离溶解度接近溶解能力的极大变化，这种强选择性对分离溶解度接近的两种成分有利，并且萃取后的溶质和溶剂分离也很容的两种成分有利，并且

26、萃取后的溶质和溶剂分离也很容易。易。3.选用选用CO2，可在，可在t=31.1,p=7.38mPa下操作，可阻止高下操作，可阻止高温和氧气对食品影响。温和氧气对食品影响。4.溶剂回收重复使用，无污染。溶剂回收重复使用，无污染。5.能耗低。能耗低。6.设备投资大。设备投资大。现在学习的是第66页，共76页（四）应用（四）应用1香精与芳香成分萃取香精与芳香成分萃取2除去有害成分除去有害成分3脱色或提取色素脱色或提取色素4油脂萃取油脂萃取5酶、维生素等精制回收酶、维生素等精制回收现在学习的是第67页，共76页现在学习的是第68页，共76页现在学习的是第69页，共76页八、泡沫吸附分离技术八、泡沫吸附

27、分离技术（一）定义（一）定义泡沫分离根据表面吸附的原理，利用通气鼓泡泡沫分离根据表面吸附的原理，利用通气鼓泡在液相中形成的气泡为载体对液相中的溶质或颗粒在液相中形成的气泡为载体对液相中的溶质或颗粒进行分离，因此又称泡沫吸附分离。进行分离，因此又称泡沫吸附分离。（二）基本原理（二）基本原理它根据表面吸附原理，溶液起泡后表面活性物它根据表面吸附原理，溶液起泡后表面活性物质聚集在气泡表面，当上浮形成泡沫层后将浓缩的表质聚集在气泡表面，当上浮形成泡沫层后将浓缩的表面活性物质面活性物质(泡沫层泡沫层)和净化液相分开。和净化液相分开。现在学习的是第70页，共76页（三）操作方法（三）操作方法1加表面活性剂

28、加表面活性剂(如被提物无表面活性时如被提物无表面活性时)2吹汽、搅拌，形成气泡吹汽、搅拌，形成气泡3分离出泡沫，并破坏泡沫，分离出被提物。分离出泡沫，并破坏泡沫，分离出被提物。现在学习的是第71页，共76页分离方式分离方式(1)提馏方式：塔底流出液中被提物的含量较提馏方式：塔底流出液中被提物的含量较低。低。(2)提浓方式：可提高泡沫中被提物的浓度。提浓方式：可提高泡沫中被提物的浓度。(3)联合方式：既可以在塔顶得到浓度较高的联合方式：既可以在塔顶得到浓度较高的产物，又可以在塔底获得含量较低的液体。产物，又可以在塔底获得含量较低的液体。现在学习的是第72页，共76页现在学习的是第73页，共76页（四）应用前景（四）应用前景1.废水处理废水处理2.从海水中提取痕量组分从海水中提取痕量组分3.分离蛋白、胶体、皂苷等分离蛋白、胶体、皂苷等现在学习的是第74页，共76页再见！再见！现在学习的是第75页，共76页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第76页，共76页