蘆薈加工產(chǎn)業(yè)中的膜法濃縮工藝將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)工藝
2014-05-09 16:12:06
admin
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據(jù)科技日?qǐng)?bào)網(wǎng)2013年11月29日訊 目前膜分離技術(shù)已逐漸應(yīng)用于蘆薈加工中。膜分離技術(shù)是指在分子水平上，不同粒徑的混合物質(zhì)在通過(guò)半滲透膜時(shí)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械分離的技術(shù)。半透膜又稱(chēng)為分離膜，分離膜的特點(diǎn)是膜壁遍布微小孔洞，根據(jù)孔徑的大小可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜等。納濾同超濾和反滲透一樣，均以壓力差為驅(qū)動(dòng)力，但其傳質(zhì)機(jī)理有所不同。超濾膜由于孔徑較大，傳質(zhì)過(guò)程主要為孔流形式（篩分效應(yīng)）；反滲透膜屬于無(wú)孔膜，其傳質(zhì)過(guò)程為溶解-擴(kuò)散過(guò)程。由于膜分離技術(shù)具有常溫下操作、無(wú)相態(tài)變化、高效節(jié)能、在生產(chǎn)過(guò)程不產(chǎn)生污染等特點(diǎn)，因此在飲用水凈化、工業(yè)用水處理、食品和飲料用水除菌、生物活性物質(zhì)回收和精制等方面得到應(yīng)用，并迅速推廣到紡織、化工、電力、食品、冶金、石油、機(jī)械、生物、制藥、發(fā)酵等各個(gè)領(lǐng)域。
反滲透與納濾、超濾卷式、中空纖維及管式元件均采用橫向錯(cuò)流過(guò)濾，與傳統(tǒng)的深層全量過(guò)濾不同的是，膜法處理中物料液的流向與透過(guò)液的流向相垂直，在橫向的剪切流速下，物料中的顆粒，大分子物質(zhì)，懸浮物不會(huì)在過(guò)濾表面形成濾餅，膜能夠長(zhǎng)時(shí)間保持比較穩(wěn)定的通量。傳統(tǒng)的蘆薈加工工藝，經(jīng)板框粗濾后得到的淺淡色清液即為蘆薈純?cè)?，其中絕大部分為生物活性水，僅含有較少量的固化物和溶解成分。若對(duì)粗濾后得到的大量原液直接進(jìn)行蒸餾、干燥，勢(shì)必消耗大量的能源，延長(zhǎng)生產(chǎn)周期。采用膜法濃縮的新工藝，可大大縮短產(chǎn)品的生產(chǎn)周期，成倍地降低后續(xù)工藝的能耗。
新工藝中，為了保證膜的正常工作，防止膜過(guò)濾通道的堵塞，需要在板框粗濾后增加精密過(guò)濾器以進(jìn)一步截留蘆薈原液中所含的微小纖維、絮狀物、懸浮物及雜質(zhì)等。
膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)，膜法濃縮工藝代替?zhèn)鹘y(tǒng)的減壓蒸餾、噴霧干燥及冷凍干燥法濃縮工藝，具有很多得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)。
膜法濃縮工藝是在常溫下操作，對(duì)于蘆薈原葉中含有的熱敏性易分解活性物質(zhì)不會(huì)有破壞作用，不會(huì)引起蘆薈濃縮凝膠中有效成分的變化。而對(duì)于其他三種方法而言，操作溫度均不在正常溫度，特別是噴霧干燥工藝中，在高溫下，蘆薈原液的活性有效成分會(huì)發(fā)生一定程度的改變。
膜法濃縮工藝采用壓力作為驅(qū)動(dòng)力，單位能量損耗相對(duì)于其他以熱能為驅(qū)動(dòng)力的傳統(tǒng)濃縮工藝大大降低。有數(shù)據(jù)表明，對(duì)于相同條件下的物料體系，采用膜法濃縮工藝所需能耗費(fèi)用僅為其他工藝的一半甚至更低。在制備高倍數(shù)蘆薈凝膠及干粉工藝中，如果對(duì)于大量的高含水量的蘆薈原液采用噴霧干燥或冷凍干燥，勢(shì)必消耗大量的能源，增加了產(chǎn)品的成本。而采用膜法濃縮與傳統(tǒng)方法相結(jié)合的新工藝可極大降低生產(chǎn)過(guò)程中的能耗。
膜法濃縮工藝僅靠膜的微小孔徑的過(guò)濾皮層對(duì)物料體系進(jìn)行脫水、去鹽，無(wú)需添加額外的輔助劑。而采用水提醇沉法或醇提水沉法等工藝時(shí)，需使用大量的溶劑溶媒，一方面增加了輔助劑的費(fèi)用，另一方面*終物料液中可能殘留的溶劑會(huì)對(duì)物料體系產(chǎn)生二次污染。
膜法濃縮工藝可以針對(duì)不同的物料體系及成分選用不同分離截留效果的膜類(lèi)型。如對(duì)于料液黏度較大的體系，可以選用管式膜組件或隔網(wǎng)較厚的卷式膜組件。依據(jù)所需分離的有效成分的分子量的大小及分子鏈形狀的不同，可以選用不同截留分子量的超濾、納濾或反滲透膜。
總之，膜法濃縮工藝具有低能耗、高效率、原料損耗少、無(wú)破壞性、易操作等優(yōu)點(diǎn)。隨著人們對(duì)膜分離技術(shù)的深入認(rèn)識(shí)，蘆薈產(chǎn)業(yè)中的膜法濃縮工藝將會(huì)逐漸取代傳統(tǒng)工藝。