食品分離技術(shù)-總論

1、食品分離技術(shù)1緒論2食品為什么要分離？3食品的原輔料也是多種成分組成的混合物，生產(chǎn)中要按人們的需要，對(duì)食品原輔料進(jìn)行取舍，進(jìn)行這種處理的過程，就是食品分離過程。目的是排除某種特殊的組分，獲得較高純度的某組分，以便提升產(chǎn)品的價(jià)值。進(jìn)而 1 獲得需要的產(chǎn)品 2 滿足食品安全性的要求 4近年食品安全事件回顧 2005年食品安全事件1、蘇丹紅事件席卷全國2005年2月，在英國最大的食品制造商第一食品公司生產(chǎn)的產(chǎn)品中發(fā)現(xiàn)了被歐盟禁用的蘇丹紅(一號(hào))色素。不到1個(gè)月，蘇丹紅事件席卷中國。 2005年3月15日，上海市相關(guān)部門在對(duì)肯德基多家餐廳進(jìn)行抽檢時(shí)，發(fā)現(xiàn)新奧爾良雞翅和新奧爾良雞腿堡調(diào)料中含有“蘇丹紅一

2、號(hào)”成分。從16日開始，在全國所有肯德基餐廳停止售賣這兩種產(chǎn)品，同時(shí)銷毀所有剩余調(diào)料。” 52006年食品安全事件 1、瘦肉精中毒 9月13日開始，上海市發(fā)生多起因食用豬內(nèi)臟、豬肉導(dǎo)致的疑似瘦肉精食物中毒事故，截至9月16日已有300多人到醫(yī)院就診。9月17日上海市食品藥品監(jiān)管部門確認(rèn)中毒事故為瘦肉精中毒。瘦肉精學(xué)名鹽酸克倫特羅，是一種平喘藥，添加到飼料里，可提高豬的瘦肉率，現(xiàn)已禁用。如果瘦肉精含量過高，可能出現(xiàn)肌肉震顫、頭暈、嘔吐、心悸等中毒癥狀。 2、“蘇丹紅”鴨蛋 11月12日，由河北某禽蛋加工廠生產(chǎn)的一些“紅心咸鴨蛋”在北京被查出含有蘇丹紅4號(hào)。11月14日，北京食品辦又檢出六種咸鴨蛋

3、含蘇丹紅，大連等地也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)含蘇丹紅的紅心咸鴨蛋。國際癌癥研究機(jī)構(gòu)將蘇丹紅4號(hào)列為三類致癌物，其初級(jí)代謝產(chǎn)物鄰氨基偶氮甲苯和鄰甲基苯胺均列為二類致癌物，對(duì)人可能致癌。 62007年食品安全事件 1、2007年8月14日，總數(shù)為7.26噸臺(tái)灣味全旗下的嬰兒奶粉在從香港入境時(shí)，被深圳檢驗(yàn)檢疫局檢驗(yàn)出阪岐腸桿菌超標(biāo)，檢疫局依法對(duì)該批不合格嬰兒奶粉作出監(jiān)督銷毀的處理。 阪崎腸桿菌（又稱阪崎氏腸桿菌）是腸桿菌科的一種，1980年由黃色陰溝腸桿菌更名為阪崎腸桿菌。阪崎腸桿菌能引起嚴(yán)重的新生兒腦膜炎、小腸結(jié)腸炎和茵血癥，死亡率高達(dá)50 以上。 2、2007年4月12日，在廣西壯族自治區(qū)銷售的“思念”、“龍鳳

4、”品牌云吞及水餃被檢出金黃色葡萄球菌。這一檢測結(jié)果的公布之后，商家采取措施，對(duì)購買到問題批次產(chǎn)品的消費(fèi)者提供退貨服務(wù)。72008年食品安全事 件全國發(fā)生多起哺乳期嬰兒食用三鹿奶粉，患有“雙腎多發(fā)性結(jié)石”和“輸尿管結(jié)石”的病例。9月13日，國務(wù)院新聞辦舉行三鹿奶粉新聞發(fā)布會(huì)，“確定為重大的食品安全事故。河北省人民政府已經(jīng)做出決定，對(duì)三鹿集團(tuán)立即停產(chǎn)整頓，并對(duì)有關(guān)責(zé)任人做出處理，對(duì)奶牛飼料、原料奶、乳品原料、奶料加工等各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行嚴(yán)格審查，對(duì)不法分子和相關(guān)工作人員依法、依紀(jì)做出嚴(yán)肅處理?！?繼而，查出熊貓、圣元、蒙牛、伊犁等22家生產(chǎn)的奶粉含有三聚氰胺。 82009年食品安全事件 2009年5月1

5、1日，衛(wèi)生部就之前杭州市民狀告“王老吉”召開新聞發(fā)布會(huì)，聲明該飲料中含有的夏枯草不在衛(wèi)生部公布的允許食用的87種中藥材名單中，這意味著流傳了170多年的涼茶涉嫌違法添加非食用物質(zhì)，造成了該產(chǎn)品的銷量下降。 92010年食品安全事件 1、1月17日，北京一中學(xué)生飲用雪碧后，出現(xiàn)頭疼、眩暈癥狀。當(dāng)日入院檢查，被確診為汞中毒。這是在不足3個(gè)月內(nèi)，北京市被發(fā)現(xiàn)的第二例喝雪碧后汞中毒事件。2、自1月份以來，武漢白沙洲農(nóng)副產(chǎn)品大市場對(duì)海南省豇豆連續(xù)3次檢出高毒農(nóng)藥水胺硫磷殘留，為此，武漢市農(nóng)業(yè)局規(guī)定從2月7日起停止銷售來自海南省的豇豆3個(gè)月。 103、2010年3月19日，調(diào)查負(fù)責(zé)人武漢工業(yè)學(xué)院教授何東平

6、召開新聞發(fā)布會(huì)，建議政府相關(guān)部門加緊規(guī)范廢棄油脂收集工作，再次引起了人們對(duì)食品安全的擔(dān)憂。據(jù)報(bào)道，目前我國每年返回餐桌的地溝油有200至300萬噸。醫(yī)學(xué)研究稱地溝油中的黃曲霉素強(qiáng)烈致癌，毒過砒霜100倍。 114、小龍蝦事件 今年7月份開始，南京鼓樓醫(yī)院急診科陸續(xù)收治了因食用龍蝦而入院的病人。這些患者并沒有嘔吐腹瀉等胃腸道癥狀，而均表現(xiàn)為肌肉酸痛難忍，醫(yī)生診斷為橫紋肌溶解癥。情況嚴(yán)重的還因腎功能受損，出現(xiàn)了“醬油尿”。經(jīng)調(diào)查，或因“洗蝦粉”致病。 蛋白粉三聚氰胺，草酸洗蝦粉 12食品安全問題的主要原因一是安全管理不規(guī)范所致。二是利益驅(qū)動(dòng)所致。三是龐大的市場誘導(dǎo)所致。四是部分商人缺乏公德心所致1

7、3教材與參考書張海德.現(xiàn)代食品分離技術(shù),中國農(nóng)業(yè)出版社,2007年 食品分離技術(shù),華南理工大學(xué)出版社,1998年朱明.食品工業(yè)分離技術(shù),化學(xué)工業(yè)出版社,2005年陸九芳.分離過程化學(xué). 清華大學(xué)出版社,1994劉茉娥.新型分離技術(shù)基礎(chǔ).浙江大學(xué)出版社,1993 14教學(xué)目的食品分離技術(shù)是食品科學(xué)類及其相近專業(yè)的一門主干課, 是一門很重要的專業(yè)基礎(chǔ)課, 它在基礎(chǔ)課和專業(yè)課之間起著承前啟后、由理及工的橋梁作用。通過全課程的學(xué)習(xí)，要求學(xué)生掌握食品分離技術(shù)的基本理論及其技術(shù)進(jìn)展，能熟悉各種食品分離技術(shù)的原理、設(shè)備、技術(shù)工藝及典型應(yīng)用等。進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用辯證唯物主義觀點(diǎn)和科學(xué)方法考察、分析和處理工程實(shí)

8、際問題; 培養(yǎng)學(xué)生的工程觀點(diǎn)以及實(shí)驗(yàn)技能和設(shè)計(jì)能力。 15教學(xué)方法與學(xué)習(xí)方法課堂教學(xué)以講授為主，結(jié)合提問、討論，課后自學(xué)一定內(nèi)容。教學(xué)手段采用計(jì)算機(jī)多媒體課件。16考核方法學(xué)時(shí)：理論24學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)8學(xué)時(shí)(設(shè)計(jì)性實(shí)驗(yàn))。考核：課程參與、實(shí)驗(yàn)、筆試相結(jié)合。GRADING SYSTEM17第一節(jié)食品工業(yè)中的分離技術(shù) 一、分離的概念分離就是把具有不同性質(zhì)（物理的、化學(xué)的及物質(zhì)化學(xué)的性質(zhì)）的物質(zhì)分開。分離過程是一個(gè)從無序到有序的過程，是一個(gè)熵減小的過程，需要環(huán)境做功來推動(dòng)過程的進(jìn)行。這個(gè)環(huán)境做功，主要就是靠分離劑（物質(zhì)和能量）來實(shí)現(xiàn)。分離過程的功能包括提取、澄清或凈化、濃縮、干燥和回收等。其目的就是提純

9、、去雜。18分離過程要實(shí)現(xiàn)，最基本的需要要了解分離的基本原則分離的方法分離對(duì)象19分離過程的基本原則物質(zhì)通過分離設(shè)備，在分離劑（質(zhì)量分離劑和能量分離劑）作用下，得到產(chǎn)物或殘留物。20分離方法 物理方法、化學(xué)方法及物理化學(xué)方法。 分離對(duì)象 食品生產(chǎn)過程中的原料、廢棄物、中間產(chǎn)物、產(chǎn)物等等 21二、分離技術(shù)的分類（一）機(jī)械分離（不涉及傳質(zhì)過程）名稱分離因子分離原理舉例沉降重力密度差水處理離心離心力密度差油精制、牛乳脫脂旋風(fēng)分離慣性流動(dòng)力密度差噴霧干燥過濾過濾介質(zhì)粒子大小除菌、噴霧干燥/果汁澄清、顆粒分離壓榨機(jī)械力壓力下液體流動(dòng)油脂生產(chǎn)22（二）傳質(zhì)分離是指在分離過程中，有物質(zhì)傳遞過程的發(fā)生。分為兩

10、大類：平衡分離過程和速率控制分離過程。 平衡分離過程為借助分離媒介（如熱能、溶劑、吸附劑等）使均相混合物系統(tǒng)變?yōu)閮上嘞到y(tǒng)，再以混合物中各組分在處于相平衡的兩相中不等同的分配為依據(jù)而實(shí)現(xiàn)分離。速率控制分離過程是指借助某種推動(dòng)力，如濃度差、壓力差、溫度差、電位差等的作用，某些情況下在選擇性透過膜的配合下，利用各組分?jǐn)U散速度的差異而實(shí)現(xiàn)混合物的分離操作。 231.平衡分離過程名稱原料相態(tài)分離因子分離原理工業(yè)應(yīng)用舉例蒸發(fā)液體熱量蒸汽壓差液體濃縮蒸餾液體熱量蒸汽壓差芳香物質(zhì)回收結(jié)晶液體冷卻或蒸發(fā)利用過飽和度/熔點(diǎn)糖精制、凍結(jié)產(chǎn)品干燥含濕的固體熱量、氣體水分蒸發(fā)食品脫水冷凍干燥液體熱量、減壓凍結(jié)/升華食品

11、干燥萃取固體、液體萃取劑溶解度不同脂肪萃取、天然產(chǎn)物萃取浸提固體溶劑溶解度油提取、蔗糖抽提吸附液體、氣體固體吸附劑吸附勢油脂脫色，水分吸附離子交換液體固體樹脂離子親和力乳清脫鹽、水的軟化24 2.速率控制分離過程 （1）膜分離 膜分離是利用流體中各組分對(duì)膜的滲透速率的差別而實(shí)現(xiàn)組分分離的單元操作。過程的推動(dòng)力可以是壓力差、濃度差或電位差。 （2）場分離 場分離是利用電磁場、重力場、溫度場等物理場作為推動(dòng)力，對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分離的過程。 25名稱原料相態(tài)分離因子分離原理舉例反滲透液體壓力/膜膜滲透性果汁濃縮、海水淡化超濾液體壓力/膜膜滲透性乳清粉生產(chǎn)、牛奶濃縮液膜液體、氣體濃度/膜膜滲透與化學(xué)反應(yīng)污水

12、處理、生化反應(yīng)電滲析液體電場/膜電位差氨基酸脫鹽、葡萄糖精制電泳液體電場力帶電離子擴(kuò)散遷移氨基酸、核酸、酶分離色譜分離氣體、液體固相載體吸附濃度差難分離物質(zhì)的分離分子蒸餾液體氣體擴(kuò)散分子擴(kuò)散甘油單酯分離、從油中分離維生素A、E食品工業(yè)中的速率控制分離過程 26（三）其他物理場輔助分離技術(shù)1.超聲波萃取 2.微波輔助萃取 3.超聲微波協(xié)同萃取 27超聲波萃取原理超聲波是指頻率為20千赫50兆赫左右的電磁波，它是一種機(jī)械波，需要能量載體(介質(zhì))來進(jìn)行傳播。原料中的有效成分在超聲波場作用下不但作為介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)獲得自身的巨大加速度和動(dòng)能，而且通過“空化效應(yīng)”獲得強(qiáng)大的外力沖擊，所以能高效率并充分分離出來。

13、（1）加速介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)。高于20KHz聲波頻率的超聲波在連續(xù)介質(zhì)（例如水）中傳播時(shí)，在其傳播的波陣面上將引起介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)（包括有效成分的質(zhì)點(diǎn)）的運(yùn)動(dòng)，使介質(zhì)質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)獲得巨大的加速度和動(dòng)能。從而使有效成分迅速逸出基體而游離于水中。（2）空化作用。超聲波在液體介質(zhì)中傳播產(chǎn)生特殊的“空化效應(yīng)”，“空化效應(yīng)”不斷產(chǎn)生無數(shù)內(nèi)部壓力達(dá)到上千個(gè)大氣壓的微氣穴，并不斷“爆破”產(chǎn)生微觀上的強(qiáng)大沖擊波作用在原料上，使其有效成分物質(zhì)被“轟擊”逸出。（3）超聲波的振動(dòng)勻化（Sonication）。使樣品介質(zhì)內(nèi)各點(diǎn)受到的作用一致，使整個(gè)樣品萃取更均勻。 28微波輔助萃取原理一方面，微波萃取是高頻電磁波穿透萃取煤質(zhì)，到達(dá)被萃

14、取物料得內(nèi)部維管束和腺胞系統(tǒng)。微波能迅速轉(zhuǎn)化為熱能使細(xì)胞內(nèi)部溫度迅速上升，當(dāng)細(xì)胞內(nèi)部壓力超過細(xì)胞壁承受能力，細(xì)胞破裂，細(xì)胞內(nèi)有效成分自由流出，能夠在較低溫度條件下被萃取介質(zhì)捕獲并溶解，進(jìn)一步過濾并分離，便可獲得提取物。 另一方面，在微波輻射作用下，微波所產(chǎn)生的電磁場加速被萃取部分成分向萃取溶劑界面擴(kuò)散速率，從而使萃取速率提高數(shù)倍，同時(shí)還降低了萃取溫度，最大限度地保證萃取得質(zhì)量。29三、食品分離技術(shù)與分離科學(xué)的關(guān)系 食品分離技術(shù)指各種分離技術(shù)在食品科學(xué)與食品工程中的應(yīng)用，它依據(jù)某些理化原理將食品物料中的不同組分進(jìn)行分離，是食品加工中的一個(gè)主要操作過程，是食品工業(yè)單元操作的深化和歸屬。30 （一）

15、分離過程與單元操作單元操作是分離過程的基本單元，單元操作逐步交叉、滲透和融合而形成了相對(duì)獨(dú)立的分離過程 。31 分離過程與單元操作的主要區(qū)別：分離過程側(cè)重分離方法的共性規(guī)律，而單元操作則側(cè)重分離方法的個(gè)性規(guī)律；分離過程側(cè)重多組分非理想物系，而單元操作則多側(cè)重二元理想物系。 32（二）食品分離技術(shù)與化工分離技術(shù)的關(guān)系化工分離技術(shù)與其它科學(xué)技術(shù)相互交叉滲透產(chǎn)生一些更新的邊緣分離技術(shù)，如生物分離技術(shù)、膜分離技術(shù)、環(huán)境化學(xué)分離技術(shù)、納米分離技術(shù)、超臨界流體萃取技術(shù)等 。現(xiàn)代食品分離技術(shù)是以化工分離技術(shù)為基礎(chǔ)和依托，根據(jù)化學(xué)分離過程的原理與方法，開發(fā)符合食品衛(wèi)生與營養(yǎng)要求的新型分離技術(shù)。33第二節(jié)食品分

16、離過程的特點(diǎn)及選擇原則 34一、食品分離過程的特點(diǎn)分離對(duì)象種類多，性質(zhì)復(fù)雜。 產(chǎn)品質(zhì)量與分離過程密切相關(guān)。 產(chǎn)品要求食用安全。 分離對(duì)象在分離過程易腐敗。 35二、食品分離技術(shù)的選擇原則總的原則是先要確定分離的目的，了解待分離混合物中各組分的物理、化學(xué)、生物學(xué)方面的性質(zhì)，并要充分關(guān)注分離的目標(biāo)成分。對(duì)目標(biāo)成分，要了解目標(biāo)成分的性質(zhì)，即相對(duì)分子量、化學(xué)結(jié)構(gòu)、理化性質(zhì)、電荷性、熱敏性以及生物活性等基礎(chǔ)性資料對(duì)確定分離方法的選擇起決定性作用。36 知道目標(biāo)成分的性質(zhì)后，可按下列步驟進(jìn)行分離工作： 選擇和確定對(duì)目標(biāo)成分的定性、定量方法，以便在分離過程中能對(duì)目標(biāo)成分進(jìn)行檢測，對(duì)分離效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。了解物料

17、的性質(zhì)。例如，物料的粘度、目標(biāo)成分在物料中存在的部位、含量等。確定分離方法并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。是否可利用自然的能量進(jìn)行分離？是否為超高純度的分離？分離規(guī)模的大??？按這些要求選擇合適的分離技術(shù)。確定分離方法的評(píng)價(jià)指標(biāo)。一般來說，評(píng)價(jià)指標(biāo)有：回收率、純度、選擇性、經(jīng)濟(jì)性、安全性等。中試或工業(yè)生產(chǎn)應(yīng)用的放大設(shè)計(jì)。 37三、食品分離技術(shù)的評(píng)價(jià) 回收率和產(chǎn)品純度 產(chǎn)品質(zhì)量 產(chǎn)品安全性 簡化生產(chǎn)工藝 降低能耗、場地，節(jié)省成本 38第三節(jié)食品分離技術(shù)的重要性及其進(jìn)展一、食品分離技術(shù)在食品工業(yè)中的地位與作用分離技術(shù)作為食品工業(yè)的基礎(chǔ)，是重要的食品工藝過程之一。利用分離技術(shù)可以提高農(nóng)作物綜合利用程度，生產(chǎn)高附加值的產(chǎn)品

18、。利用分離技術(shù)可以改進(jìn)食品的營養(yǎng)與風(fēng)味。使產(chǎn)品更加符合衛(wèi)生、安全的要求。改變生產(chǎn)面貌。39二、食品分離過程的開發(fā)基礎(chǔ)研究開發(fā)針對(duì)項(xiàng)目的應(yīng)用性基礎(chǔ)研究和工藝特征研究。以實(shí)驗(yàn)室研究為主體。過程研究進(jìn)行工藝、產(chǎn)品、設(shè)備等的工程放大試驗(yàn)，包括模型試驗(yàn)、微型中試、中間試驗(yàn)、原型裝置試驗(yàn)及工業(yè)試驗(yàn)的全部過程或部分過程。工程研究包括技術(shù)經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)、概念設(shè)計(jì)、數(shù)學(xué)模型、放大技術(shù)及基礎(chǔ)設(shè)計(jì)等。三個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)：概念形成到課題的選定、技術(shù)與經(jīng)濟(jì)論證(可行性)和工業(yè)放大技術(shù)。 40三、食品分離技術(shù)的發(fā)展趨勢優(yōu)化傳統(tǒng)傳質(zhì)分離設(shè)備的設(shè)計(jì)和操作 研究和開發(fā)新的分離方法和傳質(zhì)設(shè)備傳統(tǒng)分離技術(shù)得到發(fā)展 （基于萃取機(jī)理超臨界萃取技術(shù)、基于吸附平衡機(jī)理的色譜分離技術(shù)）食品分離技術(shù)的集成化與多級(jí)化（優(yōu)化組合，取長補(bǔ)短，提高分離質(zhì)量、降低費(fèi)用）化學(xué)反應(yīng)和分離過程的有機(jī)結(jié)合（反應(yīng)萃取、反應(yīng)吸收、反應(yīng)結(jié)晶）41思考題1、分離過程有哪些基本原則？2、簡述分離技術(shù)的分類及其分離原理。3、選擇食品分離技術(shù)的原則有哪些？4、食品分離過程有什么特點(diǎn)？5、簡述食品分離技術(shù)在食品工業(yè)中的重要性。42Concerns of Future Food Processing PlantsEnvironmental issues emissions reduction, elimination or decrease of solid