食品高新技術(shù)總結(jié)

1、緒論1.食物：能食用的東西，是人體生長(zhǎng)發(fā)育、更新細(xì)胞、修補(bǔ)組織、調(diào)節(jié)機(jī)能必不可少的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，也是產(chǎn)生熱量保持體溫、進(jìn)行體力活動(dòng)的能量來(lái)源。 2.食品：通過(guò)各種途徑，經(jīng)過(guò)加工制作，人體能攝取、能吸收和利用，并為提供人體所需的營(yíng)養(yǎng)、能量、滿足人的嗜好、調(diào)節(jié)人體功能的物質(zhì)。 3.食品的功能：營(yíng)養(yǎng)性、嗜好性、功能性4.食品特性：營(yíng)養(yǎng)性、安全性；良好的外觀和風(fēng)味；食用的方便性；運(yùn)輸流通的方便性；滿足審美要求5.食品加工內(nèi)容：（1 ）增加熱能并升高溫度；（ 2 ）去除熱能或降低溫度；（ 3 ）去除水分或降低水分含量；（ 4 ）利用包裝以維持由于加工操作帶來(lái)的產(chǎn)品的特征6.食品加工的目的：（1 ）延長(zhǎng)食品的

2、儲(chǔ)存時(shí)間；（ 2 ）增加多樣性；（ 3 ）提供健康所需的營(yíng)養(yǎng)素；（ 4 ）增加產(chǎn)品的附加值。7.用人工方法加工制成的、具有類似某種天然食品感官特性，并具有一定營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的食品，也叫人造食品。8.食品加工高新技術(shù)：在以農(nóng)副產(chǎn)品為主要原料的食品制造業(yè)中,大量采用各門(mén)學(xué)科中新的、先進(jìn)的技術(shù),使食品生產(chǎn)中損耗降低、投入產(chǎn)出比增大,這些具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益的技術(shù),就組成了食品加工高新技術(shù)。9. 當(dāng)前食品工業(yè)面臨的主要問(wèn)題（1） 我國(guó)食品行業(yè)分工不夠明確。（2） 食品工業(yè)化程度低。（3） 食品企業(yè)的發(fā)展不夠平衡。（4） 食品工業(yè)技術(shù)含量不高,可持續(xù)發(fā)展后勁不足。（5） 食品高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的通暢流程尚

3、未形成。超微粉碎技術(shù)1. 固體物料的粉碎是用物理的方法克服物料內(nèi)部的結(jié)合力使物料破碎達(dá)到一定粒度的過(guò)程。根據(jù)原料和成品顆粒的大小或粒度，粉碎可分為粗粉碎、細(xì)粉碎、微粉碎(超細(xì)粉碎)和超微粉碎4種類型。2. 超微粉碎技術(shù)是利用各種特殊的粉碎設(shè)備，通過(guò)一定的加工工藝流程，對(duì)物料進(jìn)行碾磨、沖擊、剪切等，將粒徑在 3 mm 以上的物料粉碎至粒徑為 10 u m- 25 u m 以下的微細(xì)顆粒，從而使產(chǎn)品具有界面活性，呈現(xiàn)出特殊功能的過(guò)程。 3. 原理：超微粉碎是基于微米技術(shù)原理。物質(zhì)超微化，其表面分子排列、電子分布結(jié)構(gòu)及晶體結(jié)構(gòu)均發(fā)生變化，產(chǎn)生塊（粒）材料所不具備的表面效應(yīng)、小尺寸效應(yīng)、量子效應(yīng)和宏觀

4、量子隧道效應(yīng)，從而使得超微產(chǎn)品與宏觀顆粒相比具有一系列優(yōu)異的物理、化學(xué)及表界面性質(zhì)。物料表面積和孔隙率極大幅度地增加。超微粉體具有良好的溶解性、分散性、吸附性、化學(xué)活性等 微細(xì)化的食品具有很強(qiáng)的表面吸附力和親和力，因此，具有很好的固香性、分散性和溶解性，特別容易吸收消化。4. 在食品加工中的超微粉碎設(shè)備常用設(shè)備為膠磨機(jī)和氣流粉碎機(jī)5.物料粉碎方法的選擇決定于原料的粉碎特性，即抗拉(折、彎)、抗壓(擠和抗剪切(磨、撕)等特性，即硬度、強(qiáng)度、韌性和脆性。強(qiáng)度:強(qiáng)度反映了物料彈性極限的大小。硬度:硬度反映了物料彈性模量的大小。韌性:韌性反映了物料吸收應(yīng)變能量、抵抗裂縫擴(kuò)展的能力。脆性:脆性反映了物料

5、塑變區(qū)域的長(zhǎng)短。4種特性之間有著內(nèi)在的關(guān)系。強(qiáng)度越大、硬度越高、韌性越大、脆性越小的物料，其破壞所需的變形能就越大。6. 氣流超微粉碎利用轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的湍流，將物料加到該超高速氣流中。轉(zhuǎn)子上設(shè)立多極交錯(cuò)排列的若干小室能產(chǎn)生變速渦流，從而形成高頻振蕩，使物料的運(yùn)動(dòng)方向和速度瞬間產(chǎn)生劇烈變化，促使物料顆粒間急促摩擦、撞擊，經(jīng)過(guò)多次的反復(fù)碰撞而裂解成微細(xì)粉。7. 氣流超微粉碎特性：設(shè)備回流裝置，能將分選后的顆粒自動(dòng)返回渦流腔中再進(jìn)行粉碎；有蒸發(fā)除水和冷熱風(fēng)干燥功能； 對(duì)熱敏性、芳香性的物料具有保鮮作用； 對(duì)于多纖維性、彈性、粘性物料也可處理到理想程度； 對(duì)設(shè)備運(yùn)行中產(chǎn)生的超聲波，有一定的滅菌作

6、用。8.用于物料粉碎的作用力主要有拉(折、彎)、壓(擠)和剪切(磨、撕)3類?；痉椒ò◤澢蹟唷核?、剪切等形式。 彎曲折斷:被粉碎的物料相當(dāng)于承受集中載荷的兩支點(diǎn)或多支點(diǎn)梁，當(dāng)物料內(nèi)的彎曲應(yīng)力達(dá)到物料的強(qiáng)度極限時(shí)被折斷。 壓碎:物料置于兩個(gè)粉碎面之間，施加壓力后物料因壓應(yīng)力達(dá)到其抗壓強(qiáng)度極限而被粉碎。 剪切:用一個(gè)平面和一個(gè)帶刀棱的工作表面剪切物料，物料沿剪切力作用線的方向破裂。9.因此，粉碎至少需要兩方面的能量:一是裂解發(fā)生前的變形能，這部分能量與顆粒的體積有關(guān)；二是裂解發(fā)生后出現(xiàn)新表面所需的表面能，這部分能量與新出現(xiàn)的表面積的大小有關(guān)。10.常用的粉碎方法中，根據(jù)變形區(qū)域的大小(與材

7、料特性和所用的粉碎方法-力的大小、作用面積及施力速度等有關(guān))，可分為整體變形破碎、局部變形破碎和不變形破碎三種。1)整體變形破碎:塑性或韌性材料在受力速度慢、受力面積大時(shí)的粉碎，此時(shí)，材料變形范圍大，吸收能量多。這是一種效率最低的粉碎，應(yīng)盡量避免。2)不變形或微變形破碎:脆性物料的粉碎，此時(shí)，材料幾乎沒(méi)有來(lái)得及變形或只有很小區(qū)域的微量變形就破碎了。3)局部變形破碎:力學(xué)性質(zhì)介于上述兩者之間的材料在受力速度較快、受力面積較小時(shí)的粉碎。11.磨介式粉碎是借助與運(yùn)動(dòng)的研磨介質(zhì)(磨介)所產(chǎn)生的沖擊和非沖擊式的彎折、擠壓和剪切等作用力，達(dá)到物料顆粒粉碎的過(guò)程。磨介式粉碎過(guò)程主要為研磨和摩擦，即擠壓和剪切

8、。磨介式粉碎的效果決定于磨介的大小、形狀、配比、運(yùn)動(dòng)方式、物料的填充率、物料的粉碎力學(xué)特性等。磨介式粉碎的典型設(shè)備有球磨機(jī)、攪拌磨和振動(dòng)磨3種。微膠囊技術(shù)1.微膠囊（microencapsule）是一種能包埋和保護(hù)某些物質(zhì)的具有聚合物壁殼的半透性或密封的微型“容器”或“包裝物”。2.微膠囊技術(shù)：通過(guò)特殊方法，利用天然或合成的高分子材料包裹固體、液體甚至是氣體物質(zhì)，制成有囊壁的微型膠囊以及保留或截留其他物質(zhì)的微粒，從而達(dá)到保護(hù)、控釋等效果，這一過(guò)程稱為微膠囊化，實(shí)現(xiàn)微膠囊化過(guò)程的技術(shù)稱為微膠囊技術(shù)。3.微膠囊：芯材和壁材4.微膠囊的功能：（1）改善物質(zhì)的理化性質(zhì)固態(tài)化：將不易加工貯藏的氣體、液體

9、或半固體物料轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的固體粉末，從而使物料具有良好的流動(dòng)性和分散性，容易與其它物料混合均勻、便于運(yùn)輸和使用改變物質(zhì)的密度或體積 （2）控制釋放 （3）保護(hù)敏感成份（4）降低對(duì)健康的危害，減少毒副作用（5）屏蔽味道或氣味（6）隔離不相溶組分5.理想的壁材必須具有以下特點(diǎn)： 高濃度時(shí)有良好的流動(dòng)性，保證在微膠囊化過(guò)程中有良好的可操作性能。能夠乳化芯材并能形成穩(wěn)定的乳化體系。在加工過(guò)程以及儲(chǔ)存過(guò)程中能夠?qū)⑿静耐暾陌裨谄浣Y(jié)構(gòu)中。易干燥以及易脫溶良好的溶解性可食性與經(jīng)濟(jì)性6. 微膠囊化的基本步驟：心材分散入微膠囊化的介質(zhì)中-壁材放入該分散體系中-通過(guò)某種方法將壁材聚集、沉漬或包敷在已分散的心材周?chē)?/p>

10、-壁膜的固化微波技術(shù)1. 微波是微波是頻率非常高的電磁波，又稱為超高頻波，頻率在300兆赫到300千兆赫的電磁波(波長(zhǎng)1米 - 1毫米），比普通的無(wú)線電波波長(zhǎng)更微小。2. 食品工業(yè)所使用的微波加熱設(shè)備的頻率有915MHz(美國(guó)用896MHz)和2450MHz兩種，而普通家用微波爐使用的頻率則一般為2450MHz。3. 1GHz = 103 MHz = 109 Hz4. 微波加熱技術(shù)是利用電磁波把能量傳播到被加熱物體內(nèi)部，加熱達(dá)到生產(chǎn)所需求的一種新技術(shù)。5. 微波加熱原理：由于微波具有高頻特性，它以每秒數(shù)十億次的驚人速度進(jìn)行周期變化。極性分子的正、負(fù)電荷的中心不重合，其間有一段距離，在外電場(chǎng)的作

11、用下，物料中雜亂無(wú)章的極性分子沿著外電場(chǎng)的方向轉(zhuǎn)向，產(chǎn)生轉(zhuǎn)向極化 。非極性分子的正、負(fù)電荷中心重合，在外電場(chǎng)的作用下使分子中的正負(fù)電荷中心沿電場(chǎng)方向只產(chǎn)生位移極化。 在這個(gè)過(guò)程中，由于分子間的相互碰撞，將使電能轉(zhuǎn)化為分子的動(dòng)能，然后再轉(zhuǎn)化為熱能，使物體的溫度升高微波加熱的一個(gè)基本條件是：物料本身要吸收微波。對(duì)于極性分子組成的物體（如被烹調(diào)的食物），交變電場(chǎng)就容易對(duì)它進(jìn)行加熱6. 影響微波加熱溫度的重要因素 ：在微波加熱中，介質(zhì)發(fā)熱程度與微波頻率、電磁場(chǎng)強(qiáng)度、介質(zhì)自身的介電常數(shù)和介質(zhì)損耗正切值等參數(shù)有關(guān)。 食品成分的介電常數(shù)決定食品在微波場(chǎng)中的受熱特性. 表征介質(zhì)在外電場(chǎng)作用下極化程度的物理量叫

12、介電常數(shù)食品的形狀 7. 微波加熱的特性：(一) 選擇性在微波場(chǎng)中，各電介質(zhì)吸收微波而產(chǎn)生的熱能可用下式表示：式中: P：在單位時(shí)間(1s)內(nèi)，單位體積電介質(zhì)(1cm3)吸收微波所產(chǎn)生的熱能(W·cm-3) f ：微波頻率(Hz) E：電極間電場(chǎng)強(qiáng)度(V·cm-1) ：電介質(zhì)的介電常數(shù) ：電介質(zhì)的損失角(導(dǎo)電率) tan：電介質(zhì)的有效損耗正切 8.微波的選擇性加熱給微波加熱的利與弊 好處：加熱效率高，節(jié)約能源，易控制； 可用于干燥谷物的殺蟲(chóng)。 壞處： 微波的選擇性加熱是造成微波加熱不均勻(runaway heating)的主要原因之一。9.為了克服微波的選擇性加熱所帶來(lái)的加

13、熱不均勻，方法主要有以下幾點(diǎn)：要了解被加熱物體的電容特性；按照半衰深度的大小，將食品進(jìn)行分割；改進(jìn)容器，克服棱角效應(yīng)；流體食品可結(jié)合攪拌方法；可結(jié)合遠(yuǎn)紅外、熱風(fēng)加熱等方式 10.(二) 穿透性PP0 e -2D 假設(shè)P0為電介質(zhì)表面的入射電場(chǎng)，P為某一穿透深度D時(shí)的電場(chǎng)，則有如下關(guān)系存在： 式中： D：微波的穿透深度(m) ：所用微波的波長(zhǎng)(m) ：被加熱物體的的介電常數(shù) tan：被加熱物體的導(dǎo)電率 由上兩式可知道穿透深度D也是和tan的函數(shù)，受被加熱物體性質(zhì)、溫度、狀態(tài)的影響。11.微波的穿透性對(duì)于微波加熱的好處和壞處 好處：實(shí)現(xiàn)包裝后食品的短時(shí)殺菌。加熱時(shí)間短，干燥速度快，而且對(duì)有些食品還

14、能起到特有的膨化效果?？焖俳鈨?。壞處： 微波加熱的穿透性是造成微波加熱不均勻(runaway heating)的另一個(gè)主要原因之一。12.為了克服微波穿透性帶來(lái)的加熱不均勻，主要有以下方法：使微波從各個(gè)方向照射被加熱物體； 承載被加熱物體的托盤(pán)采用微波穿透性好的材料，并且可以旋轉(zhuǎn)；微波爐爐壁和爐底采用可反射微波的材料；被加熱物體的厚度應(yīng)在半衰深度的2倍左右。13.微波加熱最大的問(wèn)題就是加熱不均勻。造成的原因主要有以下幾點(diǎn)：微波加熱的選擇性。在相同的微波場(chǎng)中，不同的食品材料以及這些材料溫度、狀態(tài)的不同，都會(huì)引起食品各部分溫度上升的差異。微波雖然有好的穿透性，可是它在實(shí)際加熱中受反射、穿透、折射、

15、吸收等影響，使被加熱物體各部分產(chǎn)生的熱能產(chǎn)生較大的差異。電場(chǎng)的尖角集中性，也稱為棱角效應(yīng)(edge effect)。微波作為電磁波的一種，其電場(chǎng)也有尖角集中性。當(dāng)食品放入微波場(chǎng)中進(jìn)行加熱時(shí)，某些部分會(huì)因?yàn)殡妶?chǎng)集中而產(chǎn)熱多，溫升快。微波加熱中，熱集中的地方稱為熱點(diǎn)(hot spot)。14.采用微波加熱技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：加熱、干燥速度快，所需時(shí)間短；加熱效率高；加熱過(guò)程具有自動(dòng)平衡性*；物料內(nèi)外同時(shí)受熱、產(chǎn)品質(zhì)量高；設(shè)備操作簡(jiǎn)單，適應(yīng)性強(qiáng)，且占地面積小，工作環(huán)境良好；對(duì)營(yíng)養(yǎng)成分破壞小。(如：Vc，必須氨基酸等)缺點(diǎn)：微波加熱最主要的缺點(diǎn)是電能消耗大。超高壓技術(shù)1. 一般所說(shuō)的超高壓(簡(jiǎn)稱高壓)

16、，指的是超過(guò)100兆帕(約為987個(gè)大氣壓)以上的壓力。 所謂超高壓技術(shù)(簡(jiǎn)稱高壓技術(shù))，是指應(yīng)用超高壓(1OOMpa-lOOOMpa)作用于待處理物質(zhì)使之發(fā)生改變的過(guò)程。2. 超高壓殺菌技術(shù)的基本原理:超高壓殺菌：通過(guò)加壓系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)媒介水或油將壓力均勻傳遞到食品內(nèi)各個(gè)部位，導(dǎo)致微生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)，生物化學(xué)反應(yīng)，基因機(jī)制以及細(xì)胞壁發(fā)生多方面的變化，從而影響微生物原有的生理活動(dòng)機(jī)能，甚至使原有的功能破壞或發(fā)生不可逆的變化，殺死或抑制微生物，使酶失活的一種非熱力加工方法。因此可保持食品原來(lái)的特性，沒(méi)有熱加工的副作用。超高壓作用下，微生物細(xì)胞膜的滲透性改變。超高壓作用下，酶的三、四級(jí)結(jié)構(gòu)變化。超高壓破

17、壞高分子的氫鍵、離子鍵、鹽鍵，對(duì)共價(jià)鍵影響小。超高壓對(duì)香氣、維生素、色素等小分子無(wú)破壞作用。3. 高壓處理過(guò)程中，物料在液體介質(zhì)中體積被壓縮，超高壓產(chǎn)生的極高的靜壓不僅會(huì)影響細(xì)胞的形態(tài)，還能使形成的生物高分子立體結(jié)構(gòu)的氫鍵、離子鍵和疏水鍵等非共價(jià)鍵發(fā)生變化，使蛋白質(zhì)凝固、淀粉等變性，酶失活或激活，細(xì)菌等微生物被殺死，也可用來(lái)改善食品的組織結(jié)構(gòu)或生成新型食品。4.超高壓技術(shù)特點(diǎn)：瞬間壓縮、作用均勻、時(shí)間短、操作安全和耗能低； 污染少(熱、化學(xué))，綠色環(huán)保； 更好保持食品的原風(fēng)味(色、香、味)和天然營(yíng)養(yǎng)(如維生素C等)； 通過(guò)組織變性，得到新物性食品； 壓力不同作用影響性質(zhì)不同；主體殺菌設(shè)備占地面

18、積小，自動(dòng)化程度高，實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)。缺點(diǎn):-產(chǎn)品成本相對(duì)較高。-產(chǎn)品的生產(chǎn)條件和冷鏈的控制技術(shù)要求較高。-產(chǎn)品的加工、貯藏、運(yùn)輸、銷售需有冷鏈的支持。超臨界流體萃取技術(shù)1. 超臨界流體萃取(Supercrifrae Fluid Extrction)是利用超臨界狀態(tài)下的流體作為萃取溶劑，從液體或固體物料中萃取出某種或某些組份，而進(jìn)行物質(zhì)分離的一種新型分離技術(shù)。2. 超臨界狀態(tài)：當(dāng)溫度和壓力達(dá)到一定值時(shí)，物質(zhì)就會(huì)出現(xiàn)超臨界狀態(tài)。物質(zhì)的超臨界狀態(tài)是指其氣態(tài)與液態(tài)共存的一種邊緣狀態(tài)。在此狀態(tài)中，液體的密度與其飽和蒸汽的密度相同，因此界面消失。3. 臨界點(diǎn)：液、氣兩相成平衡狀態(tài)的點(diǎn)叫臨界點(diǎn)。在臨界點(diǎn)時(shí)的

19、溫度和壓力分別稱為臨界溫度Tc臨界壓力Pc。不同的物質(zhì)其臨界點(diǎn)所要求的壓力和溫度各不相同。C02的超臨界溫度Tc31，超臨界壓力Pc7 .13MPa4. 超臨界流體：超臨界流體是指超過(guò)臨界溫度與臨界壓力狀態(tài)的流體。如果某種流體處于臨界溫度之上（即TTc），無(wú)論壓力多高（即PPc），也不能液化，這個(gè)狀態(tài)的物質(zhì)常常不稱為氣體或液體，而被稱為超臨界流體（Supercritical Fluid 簡(jiǎn)稱SCF）。5. 超臨界流體的優(yōu)勢(shì)：=密度接近于液體，溶解能力與溶劑密度相關(guān)，利用壓力和溫度可調(diào)控超臨界流體溶解能力。=粘度接近于氣體，近似氣體的傳質(zhì)能力=較大的擴(kuò)散系數(shù)，良好的滲透能力。6. 用作萃取劑的超

20、臨界流體應(yīng)具備以下條件： 1 化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，對(duì)設(shè)備沒(méi)有腐蝕性。    2 臨界溫度應(yīng)接近室溫或操作溫度，不要太高，也不要太低。    3 操作溫度應(yīng)低于被萃取溶質(zhì)的分解溫度。    4 臨界壓力低，以降低壓縮動(dòng)力。    5 對(duì)萃取質(zhì)的溶解度高，以減小溶劑循環(huán)量。    6 對(duì)被萃取物的選擇性高。容易得到純產(chǎn)品。    7 貨源充足；價(jià)格便宜。 &

21、#160;  8醫(yī)藥、食品工業(yè)用，必須對(duì)人體無(wú)毒。7. CO2作為超臨界流體的優(yōu)勢(shì)：a.CO2來(lái)源廣，價(jià)格低廉。從合成氨工廠和發(fā)酵工業(yè)裝置中可以很方便地得到CO2 ，因此b.CO2具有原料優(yōu)勢(shì)c.CO2 不燃燒，不助燃，故使用操作安全。d.CO2無(wú)毒，易揮發(fā)，不會(huì)殘留，因而可滿足人們對(duì)安全衛(wèi)生的要求。e.CO2對(duì)設(shè)備無(wú)腐蝕性，可降低設(shè)備維護(hù)維修費(fèi)用，延長(zhǎng)設(shè)備壽命。f.CO2的臨界溫度低，接近常溫，使整個(gè)工藝節(jié)能，同時(shí)可滿足對(duì)熱敏性物質(zhì)保護(hù)提取的要求。8. 超臨界萃取劑的臨界溫度越接近操作溫度，則溶解度越大。臨界溫度相同的萃取劑，與被萃取溶質(zhì)化學(xué)性質(zhì)越相似，溶解能力越大。因此

22、應(yīng)該選取與被萃取溶質(zhì)相近的超臨界流體作為萃取劑。9. 超臨界萃取過(guò)程簡(jiǎn)述:a.SFE利用SCF作為萃取溶劑，SCF所具有獨(dú)特的物理化學(xué)性質(zhì)，使其極易于滲透到樣品基體中去，通過(guò)擴(kuò)散、溶解、分配等作用，使基體中的溶質(zhì)擴(kuò)散并分配到SCF中，從而將其從基體中萃取出來(lái)。b.超臨界流體的密度和介電常數(shù)隨著密閉體系壓力的增加而增加，極性增大，利用程序升壓可將不同極性的成分進(jìn)行分部提取。提取完成后，改變體系溫度或壓力，使超臨界流體變成普通氣體逸散出去，物料中已提取的成分就可以完全或基本上完全析出，達(dá)到提取和分離的目的。c.在萃取過(guò)程中，SFE的萃取效率是由SCF的溶劑力、溶質(zhì)的特性、溶質(zhì)基體結(jié)合狀況決定的。因

23、而在選擇萃取條件時(shí)，一方面要考慮溶質(zhì)在SCF中的溶解度，另一方面也要考慮溶質(zhì)從樣品基體活性點(diǎn)脫附并擴(kuò)散到SCF中的能力與速度。10. 超臨界C02的萃取特性:(1)溶解特性 超臨界C02是一種非極性流體，符合相似相溶的原理。其溶解力隨物質(zhì)極性的減弱而增大，隨物質(zhì)分子量的增大而減弱。一般地表現(xiàn)為，對(duì)分子量小，極性弱的物質(zhì)易溶解，對(duì)分子量較大，極性較強(qiáng)的物質(zhì)難溶解，對(duì)分子量高，強(qiáng)極性的物質(zhì)，如氨基酸、蛋白質(zhì)、糖和無(wú)機(jī)鹽等則不溶解。在實(shí)際應(yīng)用中，有時(shí)根據(jù)需要向超臨界C02中加入助溶劑，來(lái)調(diào)整其溶解力。(2)溶解力與PT的關(guān)系 超臨界CO2的溶解力受P和T的影響較大。壓力P增加，超臨界C02的密度增加

24、，溶解力也相應(yīng)增加。 以超臨界CO2 萃取沙棘油為例，T39，P15MPa。時(shí)，油的收率為88.0，同樣溫度下，增加壓力P25MPa時(shí)，油的收率增加到90.7。但一般當(dāng)壓力在40MP。時(shí)，超臨界CO2 ，的溶解力就達(dá)到了實(shí)際所能獲得的最高限。因?yàn)槿粼偕邏毫?，萃取收率的提高，相?duì)于為獲得及保持這樣高的壓力所增的投資和操作費(fèi)用來(lái)說(shuō)就不經(jīng)濟(jì)了。 溫度T升高，一般情況下CO2的溶解力有所增加，且較壓力影響明顯。仍以超臨界CO2 萃取沙棘油為例。F30MPa，T32時(shí)，沙棘油的收率為90.1%，當(dāng)溫度升高T40，油的收率提高到92.1但溫度的升高受到對(duì)所萃取物質(zhì)熱敏性要求的限制。(3) 助溶劑對(duì)溶解力

25、的影響:向超臨界CO2流體中加入一定量的水、甲醇、乙酸、醋酸乙酯等物質(zhì)或者是它們的混合物，可以增加溶解力，從而改變對(duì)所萃取物質(zhì)的選擇性。如在超臨界CO2流體中加入總體積5060的甲醇后，即可以從濃度為13的發(fā)酵液中萃取L一脯氨酸，收率可達(dá)50以上。 但在使用助溶劑的時(shí)候，要注意助溶劑的分離和殘留。11. 超臨界流體萃取小結(jié):超臨界狀態(tài)下，將超臨界流體與待分離的物質(zhì)接觸，使其有選擇性地依次把極性、沸點(diǎn)和分子量不同的成分萃取出來(lái)。 超臨界流體的密度和介電常數(shù)隨著密閉體系壓力的 增加而增加，極性增大，利用程序升壓可將不同極性的成分進(jìn)行分步提取。 各壓力范圍所得到的萃取物不可能是單一的，但可以通過(guò)控制

26、條件得到最佳比例的混合成分，然后借助減壓、升溫的方法萃取物質(zhì)完全或基本析出，從而達(dá)到分離提純的目的。 萃取過(guò)程中，SFE的萃取效率是由SCF的溶劑力、溶質(zhì)的特性、溶質(zhì)基體結(jié)合狀況決定的。因而在選擇萃取條件時(shí)，一方面要考慮溶質(zhì)在SCF中的溶解度，另一方面也要考慮溶質(zhì)從樣品基體活性點(diǎn)脫附并擴(kuò)散到SCF中的能力與速度。12.超臨界萃取過(guò)程主要包括萃取階段和分離階段。萃取：擴(kuò)散、溶解、分配，使溶質(zhì)擴(kuò)散并分配到超臨界流體中，從而將其從基體中萃取出來(lái)。增加壓力，流體極性增大，可將不同極性的成分進(jìn)行分別提取。分離：改變體系溫度或壓力（降壓或升溫），使超臨界流體與萃取物迅速分成兩相，流體變成普通氣體逸散回收循

27、環(huán)使用，萃取物析出。13. 根據(jù)分離方法的不同，可將超臨界萃取流程分為等溫變壓流程、等壓變溫流程和等溫等壓吸附流程三類。14. 夾帶劑的作用：增加目標(biāo)組分在CO2中的溶解度 在CO2流體中添加百分之幾的夾帶劑，可大大增加目標(biāo)組分的溶解度，其作用相當(dāng)于增加了幾十兆帕的壓力。增加溶質(zhì)在CO2中溶解度對(duì)溫度和壓力的敏感性 使溶質(zhì)在萃取段和解析段間僅小幅度的改變溫度，壓力即可獲得更大的溶解度差，從而降低操作難度。提高溶質(zhì)的選擇性 加入一些與溶質(zhì)起特殊作用的夾帶劑，可大大提高溶質(zhì)的選擇性。可改變CO2的臨界參數(shù)15. 超臨界CO2萃取的影響因素:1）萃取壓力的影響 萃取溫度一定時(shí)，壓力增加，流體的密度增

28、加，對(duì)溶質(zhì)的溶解度增加。在臨界狀態(tài)附近，壓力的微小變化會(huì)引起密度的急劇改變，因此，壓力是超臨界CO2萃取最重要的參數(shù)之一。 弱極性物質(zhì)-萃取壓力710MPa； 一般極性物質(zhì)-萃取壓力20MPa左右； 強(qiáng)極性物質(zhì)-萃取壓力50MPa以上。2）萃取溫度的影響 溫度主要有兩個(gè)方面的影響：一方面溫度升高，超臨界流體密度降低，其溶解能力相應(yīng)下降，導(dǎo)致萃取數(shù)量的降低。另一方面，升高溫度，被萃取物質(zhì)的揮發(fā)性增加，增加了被萃取物質(zhì)在超臨界氣相中的密度，擴(kuò)散速度也提高從而利于成分的萃取。 同時(shí)，溫度對(duì)溶解度的影響還與壓力有密切關(guān)系：在壓力相對(duì)較低時(shí)(4528MPa以下)，溫度升高，溶解性能降低。在壓力相對(duì)較高時(shí)

29、(4528MPa以上)，溫度升高，超臨界CO2溶解性能提高。所以，一般隨溫度增加，物質(zhì)在超臨界CO2流體中溶解度變化往往出現(xiàn)最低值。3） CO2流量的影響 CO2對(duì)萃取效果具有兩個(gè)方面的影響。一方面，CO2流量增加，CO2流速加快，CO2停留時(shí)間減少，與物料接觸時(shí)間減少，被萃取成分不能很好的達(dá)到溶解平衡，從而降低萃取效率。對(duì)溶解度小或原料中擴(kuò)散速度慢的成分，影響更明顯。另一方面，隨CO2 流量增大，增加了溶劑對(duì)原料的萃取次數(shù)，縮短了萃取時(shí)間，被萃取成分的推動(dòng)力加大，傳遞系數(shù)增加，有利于萃取。對(duì)被萃取成分溶解度大的，適當(dāng)加大流量，提高生產(chǎn)效率。4） 夾帶劑的選擇影響 夾帶劑要選擇具有較好溶解性能

30、、并且能很好的改善超臨界CO2流體的極性的溶劑?？梢宰鳛檩^理想的夾帶劑如甲醇，乙醇，丙酮，乙酸乙酯，乙腈等。5） 原材料粉碎度的影響原料顆粒越小，溶質(zhì)從原料向超臨界流體傳輸?shù)穆窂皆蕉?，與超臨界流體接觸的表面積越大，萃取進(jìn)行得越快、越完全。但是粒度過(guò)小，易堵塞氣路；造成原料結(jié)塊，出現(xiàn)溝流，使原料局部受熱不均勻。另一方面在溝流處流體的線速度增大，摩擦發(fā)熱，會(huì)使某些生物活性成分遭到破壞。膜分離技術(shù)1. 膜是一種起分子級(jí)分離過(guò)濾作用的介質(zhì)。2. 膜分離技術(shù)：用半透膜作為選擇障礙層，利用膜的選擇性（孔徑大?。阅さ膬蓚?cè)存在的能量差作為推動(dòng)力，允許某些組分透過(guò)而保留混合物中其它組分，從而達(dá)到分離目的的技

31、術(shù)。3. 膜分離過(guò)程的推動(dòng)力有兩類：4. 借助外界能量，物質(zhì)發(fā)生由低位向高位的流動(dòng)；以化學(xué)位差為推動(dòng)力，物質(zhì)發(fā)生由高位向低位的流動(dòng)。5.6. 膜分離技術(shù)的特點(diǎn)：（a）膜分離過(guò)程中不發(fā)生相變化，與有相變化的分離法和 其他分離法相比,能耗低；（b）膜分離過(guò)程在常溫下進(jìn)行，因而特別適于對(duì)熱敏性物料，如果汁、酶、藥物等的分離、分級(jí)和濃縮、富集；（c）膜分離技術(shù)不僅適用于有機(jī)物和無(wú)機(jī)物、病毒、細(xì)菌的分離，而且還適用于許多特殊溶液體系的分離，如將溶液中大分子與無(wú)機(jī)鹽的分離，一些共沸物或近沸物系的分離等。（d）由于只是用壓力作為超濾和反滲透的推動(dòng)力，因此分離裝置簡(jiǎn)單，操作方便，易于自動(dòng)控制，易于維修。 6.

32、7.膜材料基本要求：機(jī)械強(qiáng)度好、耐壓：膜孔徑小，要保持高通量就必須施加較高的壓力，一般模操作的壓力范圍在0.1-0.5MPa，反滲透膜的壓力更高，約為1-10MPa耐高溫:高通量帶來(lái)的溫度升高和清洗的需要耐酸堿：防止分離過(guò)程中，以及清洗過(guò)程中的水解；易清洗：清洗容易，不易被細(xì)菌污染化學(xué)相容性：保持膜的穩(wěn)定性；生物相容性：防止生物大分子的變性；成本低；8. 膜材料分類：天然材料，人造材料，無(wú)機(jī)膜，復(fù)合膜9. 醋酸纖維特點(diǎn)：透過(guò)速度大截留鹽的能力強(qiáng)易于制備來(lái)源豐富不耐溫（ 40）pH 范圍窄36 ，清洗困難與氯作用，壽命降低易受微生物侵襲適合作反滲透膜10. 聚砜膜（ Polysul fone）的

33、特點(diǎn)：（1）溫度范圍廣（2）pH 范圍廣（3）耐氯能力強(qiáng)（4）孔徑范圍寬（5 ) 操作壓力低（6）適合作超濾膜11.膜的制備方法：相轉(zhuǎn)變法：澆鑄液支持物上捕開(kāi)蒸發(fā)部分溶劑凝 膠形成熱處理(退火)。燒結(jié)法： 膜材料粉模具內(nèi)嚴(yán)格控制溫度和壓力 由 軟變?nèi)?形成多孔體 機(jī)械加工。核徑跡法：厚為5-15mm薄膜粒子(如a粒子或中子)照射 化學(xué)鍵斷裂形成徑跡酸堿液腐蝕形成孔道。拉伸法： 晶態(tài)聚烯烴在低熔融溫度下擠壓成膜 延伸 得到高的熔融應(yīng)力無(wú)張力條件下退火拉伸。復(fù)合膜的制備：是相轉(zhuǎn)變膜的繼續(xù)發(fā)展，制造非常薄的特 征分離層。在多孔支撐層上制作聚合物膜。12. 影響截留率的因素：分子形狀：線狀分子易透過(guò)，

34、R線 < R球；吸附作用：溶質(zhì)吸附于膜孔壁上，降低膜孔有效直徑 濃差極化作用：高分子溶質(zhì)在膜面沉積，使膜阻力增大，較小分子溶質(zhì)的截留率增大，分離性能下降。溫度/濃度，T升高，C降低，使R降低，因?yàn)槟の阶饔孟陆?#175;；錯(cuò)流速度增加­，R降低¯，因?yàn)闈獠顦O化作用下降¯；pH、離子強(qiáng)度影響蛋白質(zhì)分子構(gòu)型，影響R。13.膜對(duì)溶質(zhì)的截留能力以截留率R（rejection）來(lái)表示，其定義為分子為透過(guò)液，分母為截留液濃度14. 滲析：把水溶液中溶劑透過(guò)半透膜而溶質(zhì)被截留的現(xiàn)象稱為滲析。15. 半透膜：起滲析作用的薄膜，對(duì)溶質(zhì)具有選擇性。16. 擴(kuò)散滲析的原理 利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，以濃度差為推動(dòng)力來(lái)實(shí)現(xiàn)酸與鹽或者堿與酸的分離。優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能耗小，設(shè)備