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现代果蔬加工应用膜分离技术

  膜分离技术主要是利用天然或人工合成的高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推动力对液液、气气、液固、气固等体系中的不同组分进行分离、纯化、富集的一项新技术。在工业上膜分离技术一般可分为微滤、超滤、纳滤和反渗透等。分离类型不同,其作用机理也不尽相同,不同的分离技术虽各具优势和特点。在实际应用中,要根据食品加工的具体情况,选择合适的膜分离技术,提高分离的效率和质量。

  我们来一起了解一下膜分离技术在现代果蔬加工过程中的应用。

  微滤技术在水果加工中的应用

  微滤是在压力差的作用下,截留细菌、细胞、固态悬浮物的微孔过滤分离,微滤的分离原理与超滤技术相似,但微滤的膜孔径较大筛孔为0.1~20μm,在水果加工中可替代硅藻土过滤技术。

  传统硅藻土过滤和除菌会有硅藻土残渣,对水果产品的风味造成破坏,并且硅藻土过滤还要再加一道滤芯过滤工序,操作复杂,而使用微滤膜分离技术,利用0.2μm和0.8μm孔径可除去水果中的胶体和细小悬浮物,在保留原有水果风味的同时,更好地保证了澄清过滤的效果。

  超滤技术在水果加工中的应用

  超滤膜具有不对称的微孔结构,在常温下以膜两侧压力差为动力,对水果液进行分离、浓缩、提纯,实现对水果大、小分子分离、净化可全部去除水果悬浮颗粒、果胶以及部分杂菌,更好地保留糖和维生素。由于超滤膜孔径在2000~200000道尔顿,超滤加工前可采取粗滤、精滤、酶处理工序,延长膜的使用寿命,提高超滤的分离速度和效率。

  近些年,超滤技术被广泛应用于水果加工澄清,采用超滤PVDF过滤澄清,可降低果汁的浊度且性质稳定,无二次沉淀,可更好地保留水果微量元素和营养物质。

  在人们对营养和健康愈加关注的时代背景下,相对于传统复杂的加工工艺,膜分离技术可以实现高效浓缩、分离,传统真空蒸发水果加工工艺,不仅生产成本高,还破坏了水果的热敏性成分,超滤膜分离技术可以有效克服传统工艺的缺陷,在常温操作下实现对水果的高效分离、压榨浓缩,具有节能、高效、无二次污染等优势特点,可以更好地降低成本,保留营养成分,降低水果的体积便于水果产品的储存和运输。

  反渗透技术在水果加工中的应用

  反渗透膜分离技术,可以对水果进行浓缩处理,很好地保留水果的风味物质,与传统蒸发浓缩技术相比,反渗透浓缩技术可以获得更好的加工品质,在水果加工中利用反渗透技术,可在P=4.5MPa,T=40℃,S=1m·s-1的条件下对水果进行高度浓缩。

  传统蒸发技术浓缩时温度低于杀菌温度,会导致外界空气对水果产生污染,而使用反渗透技术可对水果进行分级浓缩,降低生产中的能耗,保证水果杀菌效果,并且有利于提高水果加工产品的新鲜度,膜分离技术在水果产品加工中采取灭菌处理后,水果产品可放入氮气环境中投放市场,对水果的水分和新鲜度起到了良好的保障作用,可有效提高了运输与储藏过程中的水果的新鲜度。

  纳滤技术在水果加工中的应用

  纳膜分离技术的膜孔径在纳米级,膜表面常带正或负电荷,对阴离子具有较高的截流率。纳滤技术在水果加工中主要用于水果浓缩,可提高水果浓缩质量。传统萃取、蒸馏的方法需要消耗大量的时间和能源,对天然色色素的回收较为复杂,破坏了水果原有的色泽和性质。使用纳滤技术,可以充分保留水果的原有的风味和色泽,纳滤技术与反渗透技术的配合使用,可有效突破水果浓缩上限,提高水果产品加工质量。

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