食品加工及保藏高新技術(shù)

第1頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日第一節(jié)現(xiàn)代分離技術(shù)★三相點(diǎn)：三種相態(tài)-氣相、液相、固相三相成平衡態(tài)共存的點(diǎn)。★臨界點(diǎn)：液、氣兩相成平衡狀態(tài)的點(diǎn)?！锱R界壓力：在臨界點(diǎn)時(shí)的溫度和壓力。一、超臨界流體萃取技術(shù)1、超臨界流體萃取的定義、原理及特點(diǎn)⑴相關(guān)概念第2頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日★超臨界流體（SF）是指液體處于臨界溫度和臨界壓力之上的一種非氣非液狀態(tài)的流體。★特性：具較大溶解度，易擴(kuò)散和運(yùn)動(dòng)，許多性質(zhì)(如黏度、密度、擴(kuò)散系數(shù)、溶劑化能力等)隨溫度和壓力變化很大,選擇性敏感。

★超臨界流體萃取（SFE）就是利用流體在臨界點(diǎn)附近所具有的特殊性質(zhì)進(jìn)行物質(zhì)的分離提取的一項(xiàng)應(yīng)用技術(shù)。第3頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日★超臨界流體的溶解能力與其密度成正比，而在臨界點(diǎn)附近溫度和壓力的微小變化都會(huì)引起流體密度的大幅度變化。★超臨界流體正是利用這一特性來實(shí)現(xiàn)物質(zhì)分離，即利用壓力、溫度的變化來實(shí)現(xiàn)萃取和分離的過程。⑵原理第4頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日⑶超臨界流體萃取的特點(diǎn)★可以在較低的溫度下提取，適用于高溫下變性、分解物質(zhì)的提取；★萃取流體不殘留，安全性高；★溶媒可循環(huán)利用。第5頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日2、超臨界流體的應(yīng)用⑴在食品方面的應(yīng)用

●超臨界二氧化碳從葵花籽、紅花籽、花生、小麥胚芽、可可豆中提取油脂，這種方法比傳統(tǒng)的壓榨法的回收率高，而且不存在溶劑法的溶劑分離問題。⑵天然香精香料的提取

●從桂花、茉莉花、菊花、梅花、米蘭花、玫瑰花中提取花香精，從胡椒、肉桂、薄荷提取香辛料，從芹菜籽、生姜，莞荽籽、茴香、砂仁、八角、孜然等原料中提取精油?！衿【苹ㄊ瞧【漆勗熘胁豢扇鄙俚奶砑游?，超臨界萃取技術(shù)為酒花浸膏的生產(chǎn)開辟了廣闊的前景。第6頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日3、超臨界流體萃取工藝⑴萃取裝置第7頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日壓力調(diào)節(jié)閥熱交換器萃取器分離器防爆器過濾器流量器分離器膜泵計(jì)量閥第8頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日⑵萃取流程第9頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日⑶操作步驟①稱量樣品第10頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日②粉碎樣品第11頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日③設(shè)置參數(shù)第12頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日④萃取與分離第13頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日⑤收集產(chǎn)品第14頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日

我國從20世紀(jì)70年代末80年代初即開展了對超臨界流體技術(shù)的研究。與世界先進(jìn)水平相比,我國在這一方面尚存一定差距。

超臨界流體特別是超臨界CO2萃取技術(shù)以其提取率高、產(chǎn)品純度好、過程能耗低、后處理簡單,以及無毒、無三廢、無易燃易爆危險(xiǎn)等優(yōu)勢,近年來得到了廣泛的應(yīng)用,在食品工業(yè)中的應(yīng)用正在不斷擴(kuò)展,它既有從原料中提取和純化少量有效成分的功能,還可以去除一些影響食品的風(fēng)味和有礙人體健康的物質(zhì)。在食品工業(yè),特別是對高附加值天然產(chǎn)物和生理活性物質(zhì)的提取和分離等,有著廣闊的應(yīng)用前景。5、超臨界流體萃取技術(shù)的前景與展望第15頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日二、微膠囊技術(shù)☆微膠囊技術(shù)的獨(dú)特功能可以使許多傳統(tǒng)工藝無法解決的難題得以解決。☆微膠囊技術(shù)是利用特殊的手段將固體、液體或氣體物質(zhì)包裹在封閉型的微小膠囊內(nèi)的過程。☆采用微膠囊技術(shù)制得的產(chǎn)品稱為微膠囊制品。1、相關(guān)概念第16頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日●被包覆的物料稱為芯材、囊芯、內(nèi)核、填充物。

●微膠囊外部的包覆膜稱為壁材、囊壁、包膜、殼體?！裎⒛z囊粒子有多種形狀，按粒子大小可以分為超細(xì)膠囊，微膠囊，納米膠囊。第17頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日⑴保護(hù)敏感成分，防止其受氧化、紫外輻射和溫度、濕度等因素的影響，有利于保持物料特性和營養(yǎng)。⑵減少芯材向環(huán)境的擴(kuò)散或蒸發(fā)⑶掩蔽芯材的異味，降低揮發(fā)性，保存易揮發(fā)物質(zhì)、減少食品香氣成分損失，并掩蓋不良?xì)馕兜尼尫?。⑷可以改變物料密度；⑸對食品材料的質(zhì)構(gòu)有改善作用，可提高風(fēng)味物質(zhì)的利用率。2、微膠囊技術(shù)的特點(diǎn)第18頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日3、常用的微膠囊壁材植物膠類：阿拉伯樹膠、瓊脂、瓊脂糖、褐藻酸鈉、角叉膠、黃耆膠等；碳水化合物類：麥芽糊精、環(huán)糊精、變性淀粉、玉米糖漿；蛋白質(zhì)類：明膠、酪蛋白、纖維原蛋白、血紅蛋白、玉米蛋白、雞蛋蛋白等；脂類：石蠟、蜂蠟、硬脂酸、硬化油、松香等；其他材料如蟲膠等。第19頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日4、微膠囊芯材★食品工業(yè)的芯材主要是油脂類、調(diào)味品類、香精類、色素類、酸味劑類、營養(yǎng)強(qiáng)化劑類和生物活性材料類等。第20頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日5、微膠囊技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用⑴在飲料工業(yè)中的應(yīng)用→制造固體飲料⑵在乳制品中的應(yīng)用→果味奶粉、姜汁奶粉、可樂奶粉、發(fā)泡奶粉⑶在糖果中的應(yīng)用→應(yīng)用于糖果的調(diào)色、調(diào)香、調(diào)味以及糖果的營養(yǎng)強(qiáng)化和品質(zhì)改善⑷在食品添加劑中的應(yīng)用→酸味劑、風(fēng)味與調(diào)味料、甜味劑、色素第21頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日★膜分離技術(shù)是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)選擇性分離的技術(shù)。三、膜分離技術(shù)1、膜分離技術(shù)概念第22頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日★半透膜又稱分離膜或?yàn)V膜，膜壁布滿小孔，根據(jù)孔徑大小可以分為：微濾膜（MF）、超濾膜（UF）、納濾膜（NF）、反滲透膜（RO）等?！锔鶕?jù)材料的不同，可分為無機(jī)膜和有機(jī)膜，無機(jī)膜主要還只有微濾級別的膜，主要是陶瓷膜和金屬膜。有機(jī)膜是由高分子材料做成的，如醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。第23頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日2、幾種膜分離過程的定義及原理⑴微濾★又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，利用篩分原理，分離、截留直徑為0.02～10um大小的粒子的膜分離技術(shù)，即濾膜的孔徑為0.02～10um?！镂⒖诪V膜的應(yīng)用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細(xì)菌以及其他污染物，以達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。第24頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日⑵超濾★是介于微濾和納濾之間的一種膜過程，膜孔徑在0.05um至1nm分子量之間?！锍瑸V是一種能夠?qū)⑷芤哼M(jìn)行凈化、分離、濃縮的膜分離技術(shù),以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動(dòng)力，以超濾膜為過濾介質(zhì)，在一定的壓力下，當(dāng)水流過膜表面時(shí)，只允許水及比膜孔徑小的小分子物質(zhì)通過，達(dá)到溶液的凈化、分離、濃縮的目的?！锍瑸V膜能對大分子有機(jī)物（如蛋白質(zhì)、細(xì)菌）、膠體、懸浮固體等進(jìn)行分離，廣泛應(yīng)用于料液的澄清、大分子有機(jī)物的分離純化。

第25頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日第26頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日(3)納濾（NF）★是介于超濾與反滲透之間的一種膜分離技術(shù)，其截留分子量在80～1000的范圍內(nèi)，孔徑為幾納米，因此稱納濾。★對于納濾而言，膜的截留特性是以對標(biāo)準(zhǔn)NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率來表征，通常截留率范圍在60～90%，故納濾膜能對小分子有機(jī)物等與水、無機(jī)鹽進(jìn)行分離，實(shí)現(xiàn)脫鹽與濃縮的同時(shí)進(jìn)行。第27頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日(4)反滲透★是利用反滲透膜只能透過溶劑（通常是水）而截留離子物質(zhì)或小分子物質(zhì)的選擇透過性，以膜兩側(cè)靜壓為推動(dòng)力，而實(shí)現(xiàn)的對液體混合物分離的膜過程。★反滲透的截留對象是所有的離子，僅讓水透過膜，對NaCl的截留率在98%以上，出水為無離子水。★反滲透法能夠去除可溶性的金屬鹽、有機(jī)物、細(xì)菌、膠體粒子、發(fā)熱物質(zhì)，也即能截留所有的離子，在生產(chǎn)純凈水、軟化水、無離子水、產(chǎn)品濃縮、廢水處理方面反滲透膜已經(jīng)應(yīng)用廣泛。第28頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日⑴反滲透在食品工業(yè)中的應(yīng)用★在食品工業(yè)中最大的商業(yè)化應(yīng)用是乳清濃縮，其他還包括蒸發(fā)前果汁的濃縮；檸檬酸、咖啡、淀粉糖漿、天然提取物濃縮；乳清脫鹽（但保留糖）；純化水等?！锖Ｋ骑嬘盟?、膜分離技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用第29頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日★超濾的最大應(yīng)用也是乳制品行業(yè)，如預(yù)濃縮，選擇性脫糖或脫鹽，分離功能性成分。其它應(yīng)用包括：乳清蛋白的回收；牛乳的濃縮；大豆乳清的回收；大豆分離蛋白的制取；酒類和含酒精飲料的澄清和除菌；果蔬汁的超濾澄清和除菌。⑵超濾在食品工業(yè)中的應(yīng)用第30頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日★在制備純水時(shí)作為反滲透的保安過濾器，用以清除細(xì)小的懸浮物；在酒類生產(chǎn)中用于脫出酵母、霉菌和其他微生物；還用于果汁、糖液的澄清。⑶微濾在食品工業(yè)中的應(yīng)用第31頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日膜分離技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用水的脫鹽和凈化食品工業(yè)醫(yī)療、衛(wèi)生方面石油、化工方面環(huán)境工程其他方面海水與苦咸水淡化電廠鍋爐供水脫鹽超純水制備城市家庭飲用水的凈化乳品加工酒類生產(chǎn)果汁加工酶制劑生產(chǎn)醫(yī)療、衛(wèi)生用水藥品生產(chǎn)醫(yī)療應(yīng)用中藥提煉回收有機(jī)蒸氣制取富氧空氣無水乙醇生產(chǎn)膜與生物技術(shù)國防上的應(yīng)用交通、運(yùn)輸方面脫氣膜電泳漆廢水電鍍廢水纖維工業(yè)廢水造紙工業(yè)廢水其他廢水第32頁，共34頁，2023年，2月20日，星期日★膜性能的改善:①開發(fā)透過率高、選擇性強(qiáng)的膜；②開發(fā)不易發(fā)