農副產品深加工技術.ppt

農副產品深加工技術 上海交通大學農業(yè)與生物學院食品科學與工程系趙大云博士Tel 021 34205711E mail dyzhao 2010年5月19日 匯報提綱 1 農業(yè) 與農副產品深加工 美國的農業(yè)與農產品深加工 2 3 國內農業(yè)與農產品深加工現狀 農副產品深加工新技術 5 解決 三農 問題的根本途徑 4 6 對策建議 如何定義 農業(yè) 傳統(tǒng)觀念農業(yè)的發(fā)展 刀耕火種的 原始農業(yè) 精耕細作的 傳統(tǒng)農業(yè) 現代科技為主要支撐的 現代農業(yè) 在原始農業(yè)時期 由于冶煉技術的發(fā)明 使金屬農具代替了原始石器 骨器 畜力成為重要的生產動力 原始農業(yè)告別了漫長的發(fā)展歷史 進入了以精耕細作為標志的傳統(tǒng)農業(yè)階段 農業(yè) 僅僅是低水平的 種植業(yè) 現代理念高效農業(yè)持續(xù)農業(yè)生態(tài)農業(yè)有機農業(yè)都市農業(yè)觀光農業(yè)低碳農業(yè) 現代農業(yè)不僅生產糧食 同時也生產環(huán)境等現代農業(yè) 實質上是以保障農產品供給 增加農民收入 提供勞動力就業(yè) 維護生態(tài)環(huán)境等為主要目標 以現代科學技術 現代工業(yè)裝備 現代管理技術 現代經營理念為支撐 通過市場機制把產供銷 貿工農相結合 由現代知識性農民和現代企業(yè)家共同經營的一體化 多功能產業(yè) 現代農業(yè)的基本特征與發(fā)展趨勢 1 現代農業(yè)是從田間到餐桌全環(huán)節(jié)組成的一體化產業(yè) 從發(fā)達國家來看 加拿大把農業(yè)定義為 農業(yè)及農產食物產業(yè) 該產業(yè)包括初級產品生產 生產資料供應 食品加工和零售以及消費等各個環(huán)節(jié) 2 現代農業(yè)是以合作制為基礎的高度組織化產業(yè) 從產業(yè)管理與產業(yè)組織角度看 現代農業(yè)是以政府宏觀調控為導向和以市場調節(jié)為基礎 在家庭經營制度基礎上發(fā)育形成的以合作制為基礎的現代合作經濟制度 3 現代農業(yè)是以生產 生態(tài) 生息為目標的可持續(xù)產業(yè) 隨著經濟的快速發(fā)展和社會的不斷進步 農業(yè)在承擔保障農產品有效供給功能的同時 在保護生態(tài)環(huán)境 提高生產者收入水平和生活質量方面發(fā)揮著越來越重要的作用 4 現代農業(yè)是以現代科技為支撐的技術和資本密集型產業(yè) 現代農業(yè)區(qū)別于傳統(tǒng)農業(yè)的一個顯著特征就是 現代農業(yè)的發(fā)展不僅需要建立在科學技術不斷突破和廣泛應用的基礎上 而且還要以強大的資本投入作保障 通過現代工業(yè)設備 現代生產資料和現代科學技術的集約化使用 使現代農業(yè)的技術和資本密集程度顯著高于傳統(tǒng)農業(yè) 5 現代農業(yè)是以高素質農民和企業(yè)家為經營主體的集約型產業(yè) 傳統(tǒng)農業(yè)是一種在技術基本不變條件下人們實現生存與溫飽的手段 而現代農業(yè)已經成為農民致富和發(fā)展的一個平臺 現代農業(yè)它不僅要求經營農業(yè)的農民和企業(yè)家擁有較高的科學文化素質和具備相當的經營管理技能 以便能隨時根據市場的變化和技術的發(fā)展選擇適合自身特點和優(yōu)勢的生產與經營項目 大幅度地提高農業(yè)勞動生產率 土地生產生產率 農產品品質質量和農業(yè)綜合生產能力 并使之成為一種資源和要素集約型的新型產業(yè) 建設現代農業(yè)是我國農業(yè)發(fā)展的必然選擇 一 有利于農業(yè)增長方式轉變 促進農業(yè)綜合效益提高 現代農業(yè)是以科技為主要推動力的產業(yè) 科技已經滲透到農業(yè)生產等各個環(huán)節(jié) 農業(yè)科技成果的密集使用可以提高農業(yè)資源開發(fā)利用的廣度 深度和精度 并從根本上轉變農業(yè)資源配置的機制 結構和效率 建設現代農業(yè)有利于加速對稀缺資源的替代 徹底改變傳統(tǒng)農業(yè)對耕地 淡水等不可再生資源的過度消耗與使用 從而推進我國農業(yè)由資源依賴型向技術驅動型轉變 由粗放型向集約型轉變 二 有利于農業(yè)產業(yè)結構調整 促進農業(yè)產業(yè)升級換代 現代農業(yè)要求現代科技成果和產業(yè)組織 管理方式向種植業(yè)及其相關產業(yè)推廣與應用 可以促進種植業(yè) 林果業(yè) 畜牧業(yè)和水產養(yǎng)殖業(yè)等產業(yè)不斷分化 延伸和集中 有助于建立起規(guī)?；?區(qū)域化 標準化的分工精細與協(xié)作密切的新興農業(yè)產業(yè)結構體系 進而推進農業(yè)產業(yè)升級 現代技術及工業(yè)化成果向農業(yè)及其相關產業(yè)領域推廣和應用 可以推進農產品加工 包裝 貯藏 運銷 貿易 中介服務等產業(yè)的分化與延伸 并按照現代分工與協(xié)作原則 建立起一體化的農業(yè)工業(yè)經濟結構體系 提升農業(yè)產業(yè)化水平和效率 三 有利于人口 資源和環(huán)境協(xié)調發(fā)展 促進農業(yè)可持續(xù)增長 現代農業(yè)是遵循可持續(xù)發(fā)展原則 以現代科學技術為支撐 按照人口 資源和環(huán)境協(xié)調管理機制建立起來的農業(yè)產業(yè)體系 針對我國人口眾多資源嚴重短缺 環(huán)境矛盾突出的狀況 建立具有中國特殊的現代農業(yè)體系 運用現代管理理念和管理方法對資源進行綜合開發(fā)和合理利用 能夠有效地緩解對農業(yè)資源的過度使用與環(huán)境破壞 建立起人口 資源和環(huán)境良性互動機制 確保我國農業(yè)及整個社會的可持續(xù)發(fā)展 四 有利于城鄉(xiāng)經濟社會統(tǒng)籌發(fā)展 加快小康社會建設步伐 現代農業(yè)是按照城鄉(xiāng)經濟一體化 城鄉(xiāng)社會均等化的制度安排建立起來的農業(yè)產業(yè)體系 這種體系打破了城鄉(xiāng)二元經濟結構和二元管理體制 有利于要素在城鄉(xiāng)之間合理流動和有效配置 有利于農業(yè)和非農產業(yè)之間的系統(tǒng)整合和協(xié)調發(fā)展 有利于城鄉(xiāng)社會均衡發(fā)展 按照城鄉(xiāng)經濟統(tǒng)籌發(fā)展的模式建設我國現代農業(yè) 有助于解決我國十分突出的城鄉(xiāng)社會 經濟二元結構的矛盾 增加農民收入 改善農村社會保障狀況 加快全面建設小康社會戰(zhàn)略目標的實現 消滅 農業(yè) 傳統(tǒng)文化 農耕文明現代都市 生態(tài)環(huán)境新農村建設 農產品深加工農副產品深加工是農村經濟發(fā)展的必由之路實現農業(yè)增效 農民增收 農村發(fā)展 作為發(fā)達國家的一種農業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略或發(fā)展模式 增值農業(yè)是指通過深加工 基因改造和產品多元化等方式不斷提高農產品的附加值 促進農業(yè)與其他產業(yè)的結合 延長農業(yè)的產業(yè)鏈 增加農業(yè)的后續(xù)效益 并使農民直接參與農產品在生產 流通 銷售等各個環(huán)節(jié)的增值過程 農民除獲得種植業(yè) 養(yǎng)殖業(yè)的收入外 還可分享農產品加工業(yè)和服務業(yè)的部分利潤 從增值農業(yè)的內涵來看 它與我國的提高農產品附加值 農業(yè)產業(yè)化 農產品深加工等提法有相似之處 但前者是一個完整的現代農業(yè)發(fā)展體系 而后者通常并沒有把農業(yè)生產與農產品加工轉化的各個環(huán)節(jié)統(tǒng)一起來 可以說是增值農業(yè)的初級形態(tài) 美國農業(yè) 數量和規(guī)模220萬個農場 農場平均占地為170公頃 92 的是小型 68 產值來自大型農場農業(yè)在美國的地位GDP9萬億元的16 就業(yè)人口的17 1999年出口的8 農場勞動力占2 農民占美國人口比例1862 20011862 60 1900 30 1930 20 1970 10 2001 2 美國農副產品深加工類型 一 綜合型農產品加工企業(yè)這類企業(yè)是工商資本興辦的企業(yè) 工商資本直接滲透到農業(yè) 將農業(yè)生產與產前 產后各關聯(lián)環(huán)節(jié)納入到一個統(tǒng)一的經營體內 形成完全縱向一體化的綜合經營 企業(yè)一般規(guī)模較大 實力較強 經營范圍涉及供 產 銷各個領域 這類企業(yè)特點 一是集生產和服務于一身 能減少各環(huán)節(jié)之間的交易費用 從而降低經營成本 二是能夠在內部各部門之間平衡盈虧 使總公司保持總體盈利 三是農業(yè)的產前 產后部門與農業(yè)生產直接結合在一個經濟實體中 免去了許多中間環(huán)節(jié) 加快了農產品進入加工和投放市場的速度 二 契約型農產品加工企業(yè)是指農產品加工企業(yè)與農戶簽訂合同 明確雙方的責任與義務 建立嚴格的經濟責任和穩(wěn)定的業(yè)務關系 工商企業(yè)負責向農場主供應農用物資 提供技術服務 保證農產品的加工和銷售 農場主則按照合同向對方提供農產品 并且保證合同規(guī)定的數量 質量 交貸期限等 通過合同契約把農產品加工企業(yè)與農戶連結起來 這類企業(yè)的特點一是合同雙方均保持經濟上 法律上的獨立性 各自實行獨立核算 農業(yè)生產與產品的加工銷售是由不同的經營者獨立進行的 雙方能夠發(fā)揮各自的經營靈活性和積極主動性 二是通過合同建立了嚴格的經濟責任和穩(wěn)定的業(yè)務往來關系 從而保障了一體化經營的正常運行 三是把農產品的產 供 銷諸環(huán)節(jié)整合成一個完整的產業(yè)鏈 四是加工企業(yè)與農戶風險共擔 利益共享 三 合作社型農產品加工企業(yè)這類企業(yè)由農業(yè)合作社興辦 合作社的每個農戶都與合作社訂立合同 一般為期 年 合同規(guī)定各種條件和雙方承擔的義務 如產品的品種 數量 質量 供貨期限和地點等 如果農戶達不到關于產品質量的規(guī)定或其他要求 合同可以提前廢除 期滿后合同可以重訂 條件也可以修改 實施農業(yè)保護階段的經濟指標 資料來源 韓俊 農村市場經濟體制建設 江蘇人民出版社1999年出版 P266 中國農業(yè)發(fā)展的新形勢 一 農業(yè)發(fā)展的新成就 食物數量保障水平逐趨穩(wěn)定 我國用占世界約9 的耕地生產了占世界25 左右的糧食產量 解決了占世界21 左右人口的吃飯問題 基本具備了年產4 5 5億噸糧食的綜合生產能力 由于政府部門的高度重視 2004年我國的糧食生產形勢明顯好轉 4 55億噸的糧食年總產量目標能夠實現 食物的結構不斷優(yōu)化 肉 蛋 奶 菜 水產品等食物種類在整個食物結構中的比重不斷上升 食物質量安全水平正在提升 食物質量在食物內在品質 衛(wèi)生安全 營養(yǎng)搭配等多方面都有了不同程度的改善 初步形成了一些基本經驗 例如 10多年綠色食品的成功實踐 為我國農業(yè)發(fā)展探索出了一條新的道路 截至2003年7月底 全國綠色食品生產企業(yè)總產值已達594億元 稅后利潤24億元 出口2億美元以上 相當一部分綠色食品已成功的進入了日本 美國 歐洲 中東等國家和地區(qū)的市場 并顯示出了在技術 質量 價格 品牌上的明顯優(yōu)勢 農業(yè)產業(yè)結構逐步優(yōu)化 通過結構調整 近年來種植業(yè)的比重不斷下降 畜牧業(yè) 漁業(yè)的比重有所上升 農產品加工業(yè)得到快速發(fā)展 2002年農 種植業(yè) 林 不包括林業(yè)產業(yè) 牧 漁業(yè)的總產值為27390 80億元 它們的比重分別是54 5 3 8 30 9 和10 8 農業(yè)產業(yè)化程度顯著提高 全國6 6萬個改變了傳統(tǒng)的農業(yè)經營方式的各類農業(yè)產業(yè)化經營組織 帶動了近7000萬農戶從家庭分散經營走向規(guī)模化生產 農產品加工業(yè)特別是食品工業(yè)發(fā)展迅速 2003年我國農產品加工業(yè)總產值3 1萬億元 占全國工業(yè)總產值的22 4 食品工業(yè)產值接近1 3萬億元 農村基礎設施有所改善 農村機械化 水利 交通 通訊 水電等公共事業(yè)的發(fā)展 改善了農業(yè)生產條件和農民生活條件 促進了城鄉(xiāng)經濟社會協(xié)調發(fā)展 2002年 農村集體和農民個人固定資產投資達到8011 1億元 比1989年增長5 2倍 農村基礎設施和農民居住環(huán)境得到了一定的改善 全國城鎮(zhèn)化水平由1989年的26 2 提高到2003年的近40 農民收入渠道逐步拓展 農民市場意識有所增強 農產品商品率提高 農民外出務工規(guī)模擴大 現金收入增長較快 農村居民溫飽型生活正在向全面小康生活發(fā)展 2003年 農民人均純收入達到2622元 農村居民消費質量逐步改善 農民收入渠道趨向多元化 二 農業(yè)發(fā)展的主要矛盾 糧食綜合生產能力不強 農業(yè)基礎還較為薄弱 水利等農業(yè)基礎設施發(fā)展滯后 耕地質量不高 中低產田面積占耕地面積約2 3 農業(yè)的綜合效益不高 農業(yè)生產方式大多仍然是小規(guī)模經營 集約化 規(guī)?；?產業(yè)化程度偏低 農業(yè)結構調整進展也不平衡 農產品國際市場競爭力還比較薄弱 農產品加工的深度 水平還有待于盡快提升 農產品的標準 技術 管理 等方面與國際相關行業(yè)接軌的程度還不夠緊密 農民收入增長乏力 1996年以來 農民純收入的增長幅度逐年下降 城鄉(xiāng)居民收入的差距增大 1984年城鄉(xiāng)居民人均純收入比例為1 7 1 2003年該比值擴大為3 24 1 科技支撐能力不強 農業(yè)生產的規(guī)模化 專業(yè)化和多樣化對科技提出了更高的要求 大幅度提高農業(yè)勞動生產率需要通過先進適用技術的廣泛應用 而目前我國科技進步率只有45 左右 資源與環(huán)境問題依然嚴峻 我國耕地面積繼續(xù)減少 2003年凈減少耕地253 7萬公頃 水資源供求關系依然緊張 2003年人均水資源2076立方米 全年總用水量5410億立方米 分別比上年下降5 6 1 5 生態(tài)環(huán)境逐步有所好轉 但水土流失 草地退化 土壤沙化等整體仍未遏制 應該引起嚴重關注 農民組織化程度偏低 全國實行生產 加工 銷售一體化經營的龍頭企業(yè)和農民合作經濟組織雖然有了一定的發(fā)展 據有關統(tǒng)計 全國農民合作經濟組織等帶動的農戶只有1 4左右 仍有1 7億農戶需要組織和聯(lián)合起來 農民文化素質低下 在農村青壯年中 小學及以下文化程度占38 2 初中程度占49 3 高中及中專文化程度占11 9 大專及以上文化程度占0 6 應當采取有效措施 加快提高農民的科學文化水平 中國城市化道路曲折 城市化不僅是進城 我國區(qū)域經濟 社會二元結構 如何破解城鄉(xiāng)二元經濟 中國城鄉(xiāng)二元經濟結構的演變劃分為幾大階段 1 新中國成立 1978年 城鄉(xiāng)二元經濟結構產生并迅速拉大2 1979 1984年 城鄉(xiāng)二元性特征減弱3 1985 1996年 城鄉(xiāng)二元經濟結構波動往復變化4 1997 2002年 城鄉(xiāng)二元性特征再次強化5 2003年 今 城鄉(xiāng)二元經濟結構難題走上破解之路 1 難題破解的突破口 2 新農村建設與城鄉(xiāng)二元經濟結構的破解 3 如何理解和推進城鄉(xiāng)一體化 4 剩余勞動力轉移與城鄉(xiāng)二元經濟結構的破解 西部大開發(fā)戰(zhàn)略 西部地區(qū)包括西西南 西北的十余個省區(qū) 面積占63 人口占23 產值占15 西部大開發(fā)戰(zhàn)略 西部農民人均收入不足東部地區(qū)農民的一半 農副產品深加工是農村經濟發(fā)展的必由之路 把農副產品深加工做出特色 做出規(guī)模 做出品牌 以有效抵御危機 努力實現農業(yè)增效 農民增收 農村發(fā)展 農產品深加工技術裝備是裝備制造業(yè)的組成部分 而且是關系到加快發(fā)展農產品深加工 從根本上解決我國 三農 問題的重要組成部分 但它起步晚 無排頭兵企業(yè) 發(fā)展滯后 是我國加快發(fā)展農產品深加工的 瓶頸 據統(tǒng)計 在2001 2005年批復的五個 農產品深加工食品工業(yè)專項 中 85 以上的技術裝備是從國外進口的 國內的技術裝備僅作為輔助配套設備 農產品深加工 國家發(fā)展戰(zhàn)略 2002年8月21日 23日在北京召開了 中國國際農產品深加工 食品工業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研討會 中共中央政治局委員 國務院副總理溫家寶出席并發(fā)表了重要講話 溫家寶指出要發(fā)展農產品深加工特別是食品工業(yè) 實現農產品多層次 多環(huán)節(jié)的轉化增值 帶動農村種植業(yè) 養(yǎng)殖業(yè)和其他產業(yè)的發(fā)展 開拓農產品市場 擴大農產品消費 提高農業(yè)綜合效益 增加農民收入 要大力發(fā)展農產品深加工和食品工業(yè) 拓展就業(yè)領域 加快農業(yè)勞動力轉移 與世界先進發(fā)達國家相比尚有較大的差距 主要表現在以下幾個方面 1 加工產品的品種少 檔次低 包裝規(guī)格少 2 食品加工程度低 綜合利用差 3 食品生產企業(yè)規(guī)模小 生產集中度低 多數企業(yè)技術裝備比較落后 消耗高 4 食品工業(yè)與農業(yè)原料基地的產業(yè)鏈尚未形成 食品加工廠缺乏穩(wěn)定優(yōu)質的原料基地 5 地區(qū)發(fā)展不夠平衡 西部食品工業(yè)比較落后 6 舉世關注的食品安全問題雖然有了顯著地改善 但是仍然存在很多問題 假冒偽劣食品屢禁不止 瓜果蔬菜農藥殘留超標 已引起消費者對食品的極大疑慮 推進農產品深加工促進食品工業(yè)發(fā)展 國家經貿委副主任歐新黔一 加快食品工業(yè)結構的調整步伐 積極培育具有國際競爭力的食品企業(yè)集團二 按市場經濟要求 抓好食品原料基地建設三 依靠科技進步 努力開發(fā)創(chuàng)新四 進一步推進西部地區(qū)食品工業(yè)的發(fā)展五 繼續(xù)加大產業(yè)政策對農產品深加工及食品工業(yè)的支持力度六 完善法律法規(guī) 重視食品安全七 學習掌握世貿組織基本規(guī)則 為我國食品工業(yè)發(fā)展創(chuàng)造良好的環(huán)境 農副產品深加工的發(fā)展方向 1 生產力的發(fā)展引起生活水平的提高2 生活水平的提高引起消費結構的變化3 消費結構的發(fā)展變化為不斷開發(fā)新型加工性食品提供了廣闊市場4 加工性食品開發(fā)應當堅持綜合性 多層次 配方式 大眾化 低價位的發(fā)展方向5 開發(fā)生產營養(yǎng)型加工性食品的物質技術條件非常充分 農產品 食品工業(yè)高新技術 1 食品生物技術 基因工程 酶工程 發(fā)酵工程 蛋白質工程等 食品生產2 分離新技術 超臨界 膜分離 分子蒸餾 色譜分離等 食品成分分離3 現代高新滅菌技術 超高壓 輻照 高壓脈沖電場 磁場等 食品加工4 超微粉碎技術 高附加值的保健品5 擠壓與膨化技術 食品加工6 微膠囊技術 新型食品加工中的應用 7 生物傳感器技術 食品分析中的應用8 食品納米加工技術以及納米包裝材料 食品保鮮中的應用9 利用核磁共振技術 食品物性的研究10 基因技術 DNA重組 分子克隆 分子雜交 食品原料選育和食品微生物育種等方面的應用 11 氣調保鮮技術 我國的應用及前景展望12 食品安全檢測新技術與溯源技術 食品工程高新技術 超高壓技術超高壓 超高壓技術 I 殺菌與品質改良 高壓對共價鍵等高能鍵作用很小 對氫鍵等低能鍵作用很大 對蛋白質一級結構幾乎沒影響 對三級 四級結構作用大 破壞淀粉的晶體結構 并使淀粉粒膨脹 糊化 提高淀粉的消化率 破壞生物體細胞膜結構 增大細胞膜透性 改變某些材料的生化反應速度和方向 高壓食品加工技術特點 與熱加工相比 可以避免營養(yǎng)成份損失和重量損失 由于高壓對小分子物質作用很小 因此風味物質 色素 維生素等成份保存完好 時間短 能耗低 其能耗僅為加熱法的十分之一 保質期長 工藝簡化 日本果汁工藝示例 超高壓容器 壓力范圍 100 1000MP溫度范圍 20 100 傳壓介質 飲用水 超高壓技術 II 高液壓切割 高壓水在食品加工中的應用 高壓水系統(tǒng) 壓力對切割深度的影響 高壓切割特點 污染少 可切割新鮮肉和蔬菜 能耗低 操作方便 能切割出非常復雜的形狀 對多層結構的食品 每層切口存在差異 對切割不透的食品 易造成高壓水飛濺 超高壓技術 III 高壓凍結與解凍 細胞凍結與解凍 螺旋單體速凍原理 螺旋單體速凍機 液氮噴淋圖例 液氮噴淋速凍裝置 凍結過程 解凍過程 新鮮目魚細胞 食品工程高新技術 超臨界流體萃取技術 超臨界流體即指沸點曲線或蒸發(fā)曲線的頂點C為臨界點以上流體 超臨界流體的三相圖 超臨界流體萃取的基本流程 固體物料的超臨界流體萃取系統(tǒng) 圖9幾種典型的間歇式萃取系統(tǒng) a 單級分離 b 兩級分離 c 精餾 分離1 萃取釜2 減壓閥3 分離釜4 換熱器5 壓縮機6 分離釜7 精餾柱 1 普通的間歇式萃取系統(tǒng) 圖10半連續(xù)超臨界CO2萃取萃取器示意圖1 閥門2 吹揚器3 萃取釜 2 半連續(xù)的超臨界流體萃取系統(tǒng) 一種新型萃取器 圖11新型萃取器1 筒體底部2 球閥3 隋性球層4 CO2入口5 加熱夾套6 筒體7 過濾板8 CO2出口9 筒體頂部10高壓螺栓與透鏡墊11 鎖 圖12液相物料連續(xù)逆流萃取系統(tǒng) 1 國產設備的生產情況 工業(yè)化超臨界CO2萃取設備 南通市華安超臨界萃取有限公司 南通市華安超臨界萃取有限公司 美晨集團股份有限公司 北京超流萃取技術研究所 北京天安嘉華超臨界科技發(fā)展有限公司 云南亞太致興生物工程研究所 2 國外設備的生產情況 1 德國伍德公司 1998年引進德國伍德公司的3 500L的設備1999年引進德國伍德公司的6 1500L的設備2000年引進德國伍德公司的3 3500L的設備 銀廣廈 超臨界萃取技術的應用 超臨界流體技術的其他新技術的發(fā)展與應用 一 超臨界溶液快速膨脹技術 RESS RESS工藝流程 圖22噴嘴 循環(huán)水凸緣凸緣入口 擋板采樣盤噴嘴脫脂棉CO2出口水夾套循環(huán)水出口 螺釘孔 圖23膨脹室 RESS技術的應用 超細顆粒制備 包覆涂膜 藥物輸送 圖24RESS流化床顆粒包覆試驗系統(tǒng)1 CO2鋼瓶2 冷卻器3 泵4 流量計5 加熱器6 萃取柱7 噴嘴8 流化床9 分布器10 空氣流量計11 風機 二 氣體抗溶劑結晶 GAS 技術 GAS的主要原理 當高壓氣體溶入含有溶質的溶液相內 使其中的溶劑發(fā)生迅速膨脹 于是大大降低了溶質在其中的溶解度 導致該溶質的快速結晶析出 該膨脹液體與常壓下的液體相比 具有更高的擴散系數和更低的粘度 因此用GAS法得到的結晶中溶劑含量比傳統(tǒng)法要少的多 大大提高了結晶的純度 三 超臨界流體干燥技術 在超臨界狀態(tài)下 溶液不存在表面張力 因此采用超臨界CO2萃取干燥時 即脫除水或其他溶劑的過程中 不存在因毛細管表面張力作用而導致的微觀結構的改變 如孔道的塌陷等 可以得到粒徑很小 分布均勻的藥物顆粒 四 超臨界細胞破碎技術五 超臨界流體滅菌技術六 超臨界流體反應技術七 超臨界色譜技術 亞臨界水萃取技術 亞臨界水也被稱為過熱水 高溫水 高壓熱水或熱液態(tài)水 是指在一定壓力下 將水加熱到100 C以上臨界溫度374 C 水的臨界點 374 22MPa 以下的高溫 水體仍然保持在液體狀態(tài) 或指壓力和溫度在其臨界值之下的附近區(qū)域的液態(tài)水 亞臨界水萃取是通過改變溫度和壓力 使水的極性在較大范圍內變化 從而使其能在一個較寬的范圍對中等極性乃至非極性的組分具有良好的溶解性 亞臨界水對脂溶性組分溶解能力類似于有機溶劑 亞臨界水萃取技術原理 亞臨界流體萃取和分部分離工藝流程圖 亞臨界水萃取技術優(yōu)勢 常溫下純水 約為80 而升溫升壓至250 5MPa時 水的介電常數降低到27 這個值和25 011MPa下的乙醇相同 因此極性足夠低 可以溶解許多中等和低極性化合物 水的溫度低于100 極性PORs如苯酚能達到較滿意的回收率 90 另一方面 水是一種綠色環(huán)保 資源豐富的溶劑 如果能將亞臨界水萃取技術開發(fā)成一種工程化中藥提取技術 將更接近于中國傳統(tǒng)水煎煮中藥的模式 避免有機溶劑的應用和污染 亞臨界水萃取用于中藥提取一個很大的障礙就是溫度較高 對熱敏性中藥有效成分會造成分解 可以考慮添加少量有機溶劑如乙醇等 尋找可食用并適宜的表面活性劑促進亞臨界水萃取對中極性和低極性有效物質的溶解 亞臨界水萃取應用 生物活性物質萃取香料成分萃取食品分析檢測樣品前處理環(huán)境處理 食品工程高新技術 分子蒸餾技術MOLECULARDISTILLATIONTECHNOLOG 分子蒸餾技術是現代工業(yè)生產的一項重要分離技術 分子蒸餾的原理 根據分子運動理論 液體分子受熱從液面逸出 不同種類的分子 其平均自由程不同 液體混合物為達到分離的目的 首先進行加熱 能量足夠的分子逸出液面 輕分子的平均自由程大 重分子的平均自由程小 若在離液面小于輕分子平均自由程而大于重分子平均自由程處設置一冷凝面 使得輕分子落在冷凝面上被冷凝 從而破壞了輕分子的動態(tài)平衡 使得輕分子繼續(xù)不斷逸出 而重分子因達不到冷凝面 很快趨于動態(tài)平衡 這樣就將混合物分離了 由于輕分子只走很短的距離即被冷凝 所以分子蒸餾亦叫短程蒸餾 Short PathDistillation 分子蒸餾的特點 1 操作溫度低于物料的沸點 2 蒸餾壓強低 3 受熱時間短 分子蒸餾的優(yōu)點和缺點 為了充分了解分子蒸餾過程的優(yōu)點 首先有必要提到間歇式 降膜式和刮膜式蒸發(fā)系統(tǒng)的物理局限性 以此為基礎 分子蒸餾的優(yōu)點就顯而易見 真空間歇蒸餾 物料在蒸餾釜內停留時間較長 且處于沸點狀態(tài) 所以殘留物甚至餾出物經常發(fā)生熱破壞 降膜式蒸發(fā)器 成膜質量主要取決于 重力 物料的粘度和給料流率 降膜成層流狀態(tài) 導致膜上出現 死點 使物料過熱而熱分解 膜層中存在較大的溫度梯度 妨礙了最佳蒸餾效果 刮膜式蒸發(fā)器 機械 刮膜 溫度梯度和死點被大大減小極限真空有限 有較高的流阻 分子蒸餾裝置 內部冷凝器 流阻小 極限真空高 分子蒸餾與其它蒸餾方法相比其突出優(yōu)點在于 a 操作溫度低b 物料受熱時間短 這兩點對于高沸點和熱敏物料尤為重要 c 工業(yè)化生產能力 分子蒸餾的缺點 1 生產能力方面2 設備投資方面 分子蒸餾器的模式 離心薄膜式 轉子刮膜式 主要區(qū)別在于物料形成薄膜的方法不同現在國內 外的工業(yè)化裝置以轉子刮膜式為主 離心薄膜式分子蒸餾器 轉子刮膜式分子蒸餾器 應用情況簡介 石油化工方面塑料工業(yè)方面食品工業(yè)方面醫(yī)藥方面香料工業(yè)方面 事例1 事例2 事例3 事例4 事例5 1 酸性氯化物2 氨基酸酯3 葡萄糖衍生物4 吲哚5 萜酯6 天然和合成維生素7 互葉白千層油8 辣椒堿9 大蒜素的精制10 川芎11 當歸姜油中草藥有效成分的提純 制藥 應用領域和產品 化工 1 醇類2 酯3 乙二醇醚4 除草劑5 全能碳氫化合物6 殺蟲劑7 硅油8 妥爾革柔油 1 環(huán)氧樹脂2 環(huán)氧化油3 異氰酸鹽4 增塑劑5 穩(wěn)定劑 塑料 1 脂肪酸及衍生物2 二聚酯肪酸3 魚油4 小麥胚芽油5 種子油6 單甘油酯7 雙甘油酯8 生育酚9 黃油 塑料 1 鹽基油2 亮庫存油3 潤滑油4 石蠟油5 瀝青殘留物6 焦油 石油化工 1 羊毛酯酸2 羊毛酯醇3 烷基多酣4 海藻 金雀花 褐苔 鮮花 根菜作物 辣椒的提取物 日化 1 廣藿香油2 玫瑰油3 山倉子油4 桉葉油 茶樹油 5 香茅油6 橙油7 紫羅蘭酮 香料香精 典型的三級分子蒸餾流程圖 廣受科研人員歡迎的實驗型設備 MD S80 中試型設備 MD S150 MD S300 MD S500 MD S9001000噸 年分子蒸餾單甘脂裝置 MDL 150 離心式 食品工程高新技術 食品速凍技術與冷鏈發(fā)展狀況 年人均消費水平 冷凍產品狀況 易腐食品低溫運輸狀況 易腐食品低溫貯藏狀況 易腐食品低溫貯藏狀況 上海 凍結速度對食品質量的影響 研究熱點問題 速凍食品的質量問題超高壓速凍技術快速冷凍技術部分玻璃化技術介電解凍技術實現上述技術的裝備冷鏈建設與工藝管理問題 螺旋速凍機 螺旋速凍機 單體流化速凍機 單體流化速凍機 低溫介質速凍機 低溫介質速凍機 低溫介質速凍機 隧道式速凍機 果蔬田間熱與呼吸熱 Therespirationr