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行业动态

陶瓷膜对果胶液进行过滤处理结果

文字:[大][中][小] 发布时间:2014-4-16  浏览次数:2317
  果胶是一种多糖聚合物,广泛存在于绿色陆生植物的细胞间质中,与纤维一起具有结合植物组织的作用。果胶是一种安全无毒无害的天然食品添加剂,作为优良的胶凝剂、稳定剂、增稠剂、悬浮剂、乳化剂,广泛应用于食品、医药等行业。商品果胶为白色到淡黄褐色粉末,稍有特异臭,平均分子质量大约为50~180kD,溶于20倍的水成黏稠密状液体,对石蕊试纸呈酸性,不溶于乙醇及其他有机溶剂。
  按其结构中甲氧基含量的多少,可将其分为高甲氧基果胶和低甲氧基果胶两种。商品果胶是从柑橘皮、苹果皮、柚皮、甜菜根中经过酸提取、酒精沉淀等工艺制备而成,过滤后的提取液如不经过浓缩而沉析,则酒精用量过大,成本增高,因此沉析前必须经过浓缩。传统工艺一般采用真空浓缩法,即在55~60℃的条件下,将提取液的果胶含量提高到4%~6.5%后进行后续工序处理。此法不能去除果胶液中的糖分及低分子,对果胶的品质没有提高,而且能耗高,操作复杂。
  目前国外已经将超滤用于果胶液浓缩。与传统的真空浓缩法相比,膜分离浓缩技术具有能耗低(液体无相变)、操作工艺简单,具有选择性;可去除果胶提取液中的糖分和低聚物,从而提高果胶的品质;无需加热,对果胶品质无损失;设备维护方便、简单等优势。相比较有机膜,无机陶瓷膜主要有以下优点:热稳定性高、耐化学腐蚀、机械强度大、抗微生物能力强、分离效率高等。本研究采用陶瓷膜对果胶液进行浓缩,研究影响果胶液浓缩过程的主要因素,以确定适合工业生产的技术参数。
  采用陶瓷膜对果胶液进行过滤处理,考察了操作时间、膜面压差、料液比和操作温度对过滤通量的影响,并分析讨论通量在各条件下的变化规律,最后考察了膜通量的稳定性,结果如下:
  条件不同时,膜通量随时间的变化会有不同程度的降低。在过滤时,通量下降较快,随后通量趋于平缓,最后达到稳定。
  随ΔP的增加稳定通量逐渐增大,但通量增大的幅度越来越小;随ΔP的增加,初始通量下降速度变快。在压力控制区(小于0.14MPa),增大ΔP可以提高稳定通量;在传质控制区(大于0.14MPa),提高ΔP对稳定通量的提高影响不大,所以ΔP最好控制在0.14MPa以内。
  料液比越大,初始通量下降越快。在料液比1:200~3:200(g/mL)之间,稳定通量显著下降;在3:200~4:200(g/mL)之间,稳定通量下降缓慢,几乎没有变化。
  膜通量在操作温度较低的情况下衰减较为迅速,随温度的升高通量下降幅度降低。从25~45℃,稳定通量几乎呈线性增加,操作温度越高,溶液黏度越低,传质扩散系数就越大,浓差极化层就越薄,从而膜通量越大。考虑到温度对果胶的品质的影响及生产成本,在实际工业生产中选择操作温度为50~70℃适合。
  在ΔP0.08MPa,操作温度55℃,料液比1:200(g/mL)的条件下,稳定通量能维持在145L/(h·m2),在浓缩过程进行到105min时,循环罐中的果胶液质量浓度为5.43g/100mL,比初始果胶液质量浓度提高了9.86倍,而且随着时间的延长浓缩倍数还会进一步提高。