1、超濾澄清過(guò)濾鮮果汁的創(chuàng)新探究文章標(biāo)題：超濾澄清過(guò)濾鮮果汁的創(chuàng)新探究摘要：本文研究了采用內(nèi)壓聚偏氟乙烯超濾膜對(duì)果汁進(jìn)行過(guò)濾澄清的可行 性，考察了膜面流速和膜的操作壓力對(duì)膜通量的影響。研究了膜對(duì)果汁中 的色度、濁度、電導(dǎo)率和糖度的影響。結(jié)果表明，pvdf超濾膜可以較好的 去除果汁的濁度，平均去除率為90%,其透過(guò)液在室溫保存半年無(wú)沉淀生 成。其對(duì)果汁的色度影響較小，平均去除率為20%,其對(duì)電導(dǎo)率和糖度基本沒(méi)有影響。 關(guān)鍵詞：超濾膜聚偏氟乙烯果汁超濾技術(shù)用于果汁類(lèi)的提純非常普遍，去除果汁類(lèi)的濁度與不純物收 到良好的效果。此外還在果膠的提純和濃縮、玫瑰yi的濃縮等方面都取得 了成功。果汁和飲料行業(yè)的超

2、濾有三種主要作用：分離、澄清和選擇濃度。 乳清是乳酪生產(chǎn)中的副產(chǎn)品，傳統(tǒng)的工藝中被直接排放，造成嚴(yán)重污染和 營(yíng)養(yǎng)成分的損失。釆用超濾預(yù)濃縮,然后噴霧干燥產(chǎn)生乳清蛋白濃縮物，可 用作飲料、冰淇淋等食品的原料。用超濾濃縮雞蛋蛋白，可降低干燥費(fèi)用, 而且可除去葡萄糖等易引起變質(zhì)的成分，生產(chǎn)出的干蛋固體料也是許多食 品（如糖果蜜餞）的原材料。在果汁和釀酒行業(yè)，超濾取代了傳統(tǒng)的分離澄 清工藝，從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工序,并且提高了產(chǎn)品質(zhì)量，節(jié)省了生產(chǎn)費(fèi)用。1實(shí)驗(yàn)規(guī)模和鮮果汁的原液指標(biāo) 11實(shí)驗(yàn)規(guī)模。本研究為小試實(shí)驗(yàn)研究用于過(guò)濾澄清果汁時(shí)超濾膜裝置 的處理量為1520l/h。1. 2澄清果汁的原液指標(biāo)，如表13超

3、濾膜性能，如表22試驗(yàn)裝置和分析方法2. 1試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)裝置如圖1所示：2.2運(yùn)行條件對(duì)膜透過(guò)通量的影響。膜水通量隨操作壓力的變化曲線(xiàn) 膜面流速為1.07m/s o據(jù)實(shí)驗(yàn)可知：膜的水通量隨操作壓力的變化呈現(xiàn)較強(qiáng)的規(guī)律性；在進(jìn) 出口平均壓力0. 050. impa的范圍內(nèi)，膜透過(guò)液通量隨膜面壓力的增加 而呈線(xiàn)性增加。主要因?yàn)槟っ娴膲毫υ酱螅蓚?cè)的推動(dòng)力就越大，果汁 就越容易透過(guò)膜,所以通量就越大。但膜面壓力過(guò)高，很容易使果汁中引 起濁度的物質(zhì)在膜表面沉積和在膜孔內(nèi)吸附，增加膜的透過(guò)阻力，加快膜 的污染，縮短膜的清洗周期和使用壽命。膜水通量隨膜面流速的變化曲線(xiàn)。隨著膜面流速的增加，膜水通量 增

4、加。這主要是因?yàn)槟っ媪魉僭酱螅っ娴睦字Z數(shù)越大，使得膜面的流動(dòng) 由層流向湍流轉(zhuǎn)變，降低了膜面邊界層的厚度，增加了水流對(duì)膜面的剪切 作用，使膜表面的凝膠層的厚度變薄，膜對(duì)透過(guò)液的阻力減小，膜的水通 量增加。從提高膜的透過(guò)液量的方面來(lái)說(shuō)，應(yīng)該加大膜面的流速，但是增 人膜面流速使系統(tǒng)的能耗增加，增加了單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的熱量使料液的 溫度很快升高，不利于保留果汁中的營(yíng)養(yǎng)成分。因此，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我 們選擇膜面流速為lm/s。3結(jié)果與討論3. 1工藝參數(shù)3.2超濾膜對(duì)原液色度去除率。在相同的膜平均進(jìn)出口操作壓力條件下， 膜對(duì)果汁原液色度的去除率隨運(yùn)行時(shí)間的增長(zhǎng)而遞減，它的平均去除率為 20%,這主耍由于

5、新膜的膜孔及表面對(duì)果汁中的花色苛（果汁中的顯色物 質(zhì)），不斷吸附導(dǎo)致透過(guò)液的色度小于原液，著這種吸附達(dá)到平衡，透過(guò) 液的色度趨于穩(wěn)定。在不同的進(jìn)出口操作壓力條件下，膜對(duì)色度的去除率 無(wú)明顯的差別，這說(shuō)明操作壓力變化對(duì)果汁的色度去除無(wú)明顯的影響。33超濾對(duì)果汁原液濁度去除率。在相同的進(jìn)出口平均操作壓力條件下， 膜的濁度去除率隨運(yùn)行時(shí)間的增加逐漸增人，在不同的膜進(jìn)出口平均操作 壓力的條件下，膜均具有較高的濁度去除率，并且這種趨勢(shì)隨著運(yùn)行時(shí)間 的增加而增加。由于超濾為篩分原理，本實(shí)驗(yàn)中膜的截留分子量為，35 萬(wàn)當(dāng)膜是新膜時(shí)，酒石酸等引起濁度的物質(zhì)主要通過(guò)膜面的大孔透過(guò)膜， 使透過(guò)液的濁度增加，隨著操

6、作時(shí)間的增加，果汁原液屮的膠體，蛋白質(zhì) 等物質(zhì)在膜人孔上吸附架橋，減小了大孔的孔徑，減少了引起濁度物質(zhì)的 通過(guò)，同時(shí)，隨著膜透過(guò)液量的穩(wěn)定，膜面凝膠層的形成，減少了濁度物 質(zhì)的透過(guò)，因此膜透過(guò)液的濁度表現(xiàn)為上述現(xiàn)象。3. 4超濾對(duì)果汁糖度的影響。由圖2可以看出，在相同的操作壓力條件下, 膜對(duì)果汁的糖度沒(méi)冇影響，在不同的操作壓力條件下，膜透過(guò)液的糖度與 原液無(wú)明顯差別，因?yàn)楣械奶欠种魉Ｊ瞧咸烟堑刃》肿游镔|(zhì)，它們不 能被膜截留，可以透過(guò)膜，而膜透過(guò)液起始糖度的降低，主要是因?yàn)槟っ?及膜孔內(nèi)吸附造成的。3. 5超濾対果汁的電導(dǎo)率的影響。從圖3可見(jiàn)，在不同的操作壓力條件下, 膜的透過(guò)液的電導(dǎo)率基本

7、不發(fā)生變化。果汁中的離子不在超濾的截留范圍 內(nèi)，所以可以透過(guò)膜，因此，透過(guò)液與原液的電導(dǎo)率接近，無(wú)明顯變化。 在相同的操作壓力條件下，膜透過(guò)液的電導(dǎo)率不隨運(yùn)行時(shí)間而發(fā)牛變化。3.6膜通量衰減運(yùn)行考察。由圖4可見(jiàn)，在相同的操作壓力條件下，膜通 量隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而衰減，但是衰減的幅度并不是很大，在不同的操作 壓力條件下，膜的起始通量隨操作1 2壓力的增加而增加，但是當(dāng)操作壓力較大時(shí)，膜的通量衰減也 較快。在圖中，操作壓力為0. 125mpa時(shí)，其通量由最初的22l/m2h 在2個(gè)小時(shí)的運(yùn)行后衰減到15l/m2h而操作壓力為0. 1 mpa時(shí)其通量 的衰減幅度較小，山最初的18l/m2 h ,經(jīng)過(guò)

8、2小時(shí)運(yùn)行后達(dá)到16l/m 2h,由此可見(jiàn)，操作壓力的選擇應(yīng)適當(dāng)，不宜過(guò)高。4結(jié)論（1） pvdf中空纖維超濾膜組件用來(lái)過(guò)濾澄清果汁是可行的，在平均進(jìn)出口 操作壓力為o.impa和膜面流速為lm/s的條件下，膜的穩(wěn)定通量為 16l/m2h o（2）在較好的保留果汁的原有風(fēng)味的情況下，它對(duì)果汁的濁度平均去除 率為90%,膜透過(guò)液在室溫保存半年，無(wú)沉淀析出，而色度的去除率只冇 20%,對(duì)果汁原液的糖度和電導(dǎo)率基木無(wú)影響。（3）在相同的操作壓力條件下，膜通量隨運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)而衰減，但是 衰減的幅度并不是很大，在不同的操作壓力條件下，膜的起始通量隨操作 壓力的增加而增加，但是當(dāng)操作壓力較大時(shí)，膜的通量衰減也較快。參考文獻(xiàn)：1習(xí)艷麗，葛紅光超過(guò)濾技術(shù)及其應(yīng)用j