膜分離技術在乳品中的應用

1、膜分離技術在乳品中的應用膜分離技術在乳品中的應用一、一、膜分離技術概述膜分離技術概述近年來膜分離技術發(fā)展迅速，已廣泛的應用于各行各業(yè)。特別是在乳制品的加工中，其在濃縮、分離除菌等方面顯示出傳統(tǒng)工藝無法比擬的優(yōu)勢，尤其是其廣泛的經(jīng)濟效益和社會效益以及環(huán)保節(jié)能的特性，必將成為二十一世紀的高新技術之一。膜分離技術是應用天然或人工合成的高分子膜，以界能量或化學位差為推動力，對雙組份或多組分溶質(zhì)和溶劑進行分離、分級、提純和濃縮的方法。按分離原理進

2、行分類（如下圖所示）：膜的種類膜的功能分離驅(qū)動力透過物質(zhì)被截留物質(zhì)微濾多孔膜、溶液的微濾、脫微粒子壓力差水、溶液、溶解物懸浮物、細菌類、微粒子超濾脫除溶液中的膠體、各類大分子壓力差溶劑、離子和小分子蛋白質(zhì)、各類酶、細菌、病毒、乳膠、微粒子反滲透和納濾脫除溶液中的鹽類及低分子物壓力差水、溶劑無機鹽、糖類、氨基酸、BOD、COD等透析脫除溶液中的鹽類及低分子物濃度差離子低分子物、酸、堿無機鹽、尿素、尿酸、糖類、氨基酸電滲析脫除溶液中的離子電

3、位差離子無機鹽、有機離子滲透汽化溶液中的低分子及溶劑間的分離壓力差濃度差蒸汽液體、無機鹽、乙醇溶液氣體分離氣體、氣體與蒸汽分離濃度差易透過氣體不易透過氣體備注：BOD：生物需氧量或生化耗氧量，表示水中有機物等需氧污染物質(zhì)含量的一個綜合指標，說明水中有機物由于微生物的生化作用進行氧化分解，使之無機化或氣體化時所消耗水中溶解氧的總數(shù)量。COD：是在一定的條件下，采用一定的強氧化劑處理水樣時，所消耗的氧化劑量，表示的是水中還原性物質(zhì)多少的一個

4、指標。目前工業(yè)上廣泛應用的膜按形態(tài)又可分為固膜、液膜和氣膜三類，其中大規(guī)模應用的為固膜，液膜也有規(guī)模性的試用，而氣膜尚處于實驗研究階段。乳制品中也是以固膜應用為主，其中固膜以高分子合成膜為主，其材料主要有醋酸纖維素類、硝酸纖維素類、聚酰胺類、聚砜類、聚酯類及含氮雜環(huán)高聚物類脫鹽是指通過超級滲析濾膜將物料中的鹽分脫去的過程，生產(chǎn)乳酪所產(chǎn)生的咸乳清含鹽量極高，很難和甜乳清同樣進行處理，必須先脫鹽后才能回收、蒸發(fā)和干燥。下表是納濾對乳清組分的

5、通透情況：乳清組分截留率（﹪）蛋白質(zhì)100非蛋白質(zhì)50乳糖﹥99氯化鈉20~25鉀15~20鈣93~95鎂95磷95通過觀察我們發(fā)現(xiàn)，單價金屬離子和氯離子可以通過，而二價離子及大多數(shù)其他組分都有一定截留，蛋白質(zhì)甚至達100﹪。而可用納濾或反滲透取代電滲析用于乳清脫鹽。該法不僅可以減少設備投資，而且還能節(jié)省能源和運行費用。（6）在乳清處理中的應用乳清處理主要是回收其中的乳清蛋白濃縮物，傳統(tǒng)的方法是加熱蒸發(fā)除去大部分呢的水，在達到要求濃度后

6、進行噴霧干燥獲得乳清粉。改進后的工藝引入膜分離技術，先用超濾除去70﹪~80﹪的水分，知直到再用超濾脫水的成本大于蒸發(fā)時，余下的水改用蒸發(fā)法，將水脫除到噴霧所需的濃度，最后采用噴霧干燥，這樣的工藝流程最合理，也最節(jié)省成本，制得的乳清粉純度也最高。（7）利用超濾技術制備乳鐵蛋白由于超濾法提供了不加熱或不發(fā)生相變進行大分子質(zhì)量組分的濃縮、分離的方法，所以他非常適合熱敏性的功能性組分的分離。其基本工藝流程是：原料乳預處理冷凍保藏緩化脫脂酪蛋白

7、沉淀乳清超濾分離濃縮液殺菌干燥制品。應用超濾技術制備乳鐵蛋白的回收率為70﹪左右，濃縮倍數(shù)為2.7，超濾操作簡單，費用相對較低，易于形成工業(yè)化規(guī)模，其缺點是制備的乳鐵蛋白純度低，膜需經(jīng)常處理。（8）超濾法濃縮分離免疫初乳中的抗體牛初乳中混有大量抗體，經(jīng)去脂、去酪蛋白后所得免疫初乳乳清，用中空纖維超濾器（分子截留量為100000u）進行濃縮分離，濃縮4.5~7倍后，抗體收率在90﹪以上。為制得純度抗體分離物，可先用35﹪飽和濃度的硫酸銨進

8、行鹽析然后再進行超濾脫鹽、濃縮，制得的抗體濃縮物純度可達80﹪以上。（9）廢水處理問題乳品工業(yè)需要用大量的堿液進行CIP清洗，這些含堿的清洗液有機物含量很高，需要先中和再生化處理，才能達到排放標準，避免對環(huán)境的污染。如果用膜對清洗液進行超濾凈化，經(jīng)過凈化的清洗液就可以回用，這樣能夠節(jié)省大量能源、水和化學試劑。三、三、應用實例應用實例——ESL乳（延長貨架期乳）乳（延長貨架期乳）ESL乳是ExtendShelfLifeMilk，即延長貨架