演讲者：xx希专业：食品工程导师：张xx教授日期：2017.10.18食品分离技术食品分离技术过滤与膜分离* *2 2过滤与膜分离n过滤是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的 技术。n根据过滤介质截留的物质颗粒大小不同，过滤可分为粗滤、 微滤、超滤和反渗透4大类。它们的主要特性和用途如表所示如表所示 。n过滤介质多种多样。常用的有滤纸、滤布、纤维、多孔陶瓷 和各种高分子膜等。其中以高分子膜为过滤介质的过滤称为 膜分离技术。微滤、超滤、透析和电渗析等都属于膜分离技 术。* *3 3（二）膜分离技术n概念：借助于一定孔径的各种高分子薄膜，将不同大小、 不同形状和不同特性的物质颗粒或分子分离的技术，统称 为膜分离技术。n膜材料：膜分离所使用的薄膜主要是丙烯腈、醋酸纤维素 、硝酸纤维素、赛璐玢及尼龙等高分子聚合物制成的高分 子膜，有时也可用动物膜和羊皮纸等。n分类：根据物质颗粒或分子通过薄膜的原理和推动力的不 同，膜分离可分为3大类。 n1、加压膜分离 n2、电场膜分离 n3、扩散膜分离* *4 41、加压膜分离n加压膜分离是以薄膜两边的流体静压差为推动力的膜 分离技术。已在科研和生产中广泛应用。在静压差的 推动下，小于孔径的物质颗粒穿过膜孔，而大于孔径 的颗粒被截留。n根据所截留的颗粒大小的不同，加压膜分离可分为3种 。 n（1）微滤n（2）超滤n（3）反渗透* *5 5（1）微滤n又称微孔过滤。微滤膜截留的物质颗粒直径为0.22m。n过滤介质：微（孔）滤膜、微孔陶瓷滤筒。n操作压力： 0.1MPan应用：主要用于分离细菌、灰尘等光学显微镜可看到的物 质颗粒。在无菌水、软饮料、矿泉水等的生产中广泛应用 。* *6 6（2）超滤n又称超过滤。是借助于超滤膜将不同分子量的物质分离的技 术。超滤膜截留的颗粒直径从202000A（0.02 0.2m），相当于分子量10005105道尔顿。n过滤介质：超滤膜n操作压力： 50700kPan应用：主要用于分离病毒和各种大分子。在酶工程、生化药 物等领域已广泛使用。超滤技术在酶工程方面应用，不仅使 酶得以分离纯化，还达到酶液浓缩的目的，特别适用于液体 酶制剂的生产。但对超滤膜的要求较高，对于那些需要小分 子辅酶的酶的生产不适用。 * *7 7（3）反渗透n反渗透膜的孔径小于20A，被截留的物质分子量小于1000道尔顿，操作压力为0.713MPa。主要用于分离各种离子和小分子物质。在海水淡化、纯水精制等方面使用。 * *8 82、电场膜分离n电场膜分离是在半透膜的两侧分别装上正、负极，在电场 作用下，小分子的带电物质或离子向着与其本身所带电荷 相反的电极移动，透过半透膜，而达到分离的目的。电渗 析和离子交换电渗析即属于此类。 * *9 9（1）电渗析n分离原理：用二块半透膜将电渗析槽分隔成3个室，两块膜之 间的中心室通入待分离的溶液，在两侧的室中装入水或缓冲 液并分别装上正、负极。接通直流电源后，中心室溶液中的 阳离子向阴极移动，透过半透膜到达阴极槽，而阴离子则移 向阳极槽，从而达到分离。n操作条件：渗析时要控制好电压和电流强度。渗析开始的一 段时间内，由于中心室溶液的离子浓度高，电压可低些，当 中心室离子浓度较低时，要适当升高电压。n应用：主要用于酶液或其他溶液的脱盐、海水淡化、纯水制 备及其他带电荷的小分子的分离。也可将凝胶电泳后的含蛋 白质或核酸等凝胶切开，置于中心室，经电渗析，使带电荷 的大分子与凝胶分离。 * *1010（2）离子交换电渗析n离子交换膜电渗析的装置与一般电渗析相同，只是以离子 交换膜代替一般的半透膜。n离子交换膜的选择透过性比一般半透膜强，一方面由于膜 的孔径大小不同，只让小于孔径的颗粒透过，而把大于孔 径的物质截留；另一方面由于膜上带有某种基团，根据同 性电荷相斥、异性电荷相吸的原理，只让带异性电荷的颗 粒透过，而把同性电荷的物质截留。n离子交换膜电渗析在海水淡化、溶液脱盐以及从发酵液中 分离纯化柠檬酸等方面应用。 * *11113、扩散膜分离n概念：扩散膜分离是利用小分子物质的扩散作用，不断透过半 透膜到膜外，而大分子被截留，达到分离目的。扩散膜分离主 要是指透析。n膜材料：透析膜可用动物膜、羊皮纸、火棉胶或赛璐玢等制成 。使用时可做成透析管、透析袋或透析槽等形式。n透析方法：透析时，样品液装在透析袋内，袋外是水或者缓冲 液，在一定的温度下，透析一段时间使小分子物质从透析袋内 透出到袋外。必要时，袋外的水或缓冲液可以更换，或连续补 充水或缓冲液，而同时连续排出渗出液，以提高效果。n应用：透析主要用于酶、蛋白质、核酸等生物大分子的分离纯 化，从中除去小分子物质，也可用于溶液的脱盐。n特点：透析设备简单、操作方便，但透析时间长。若不更换水 或缓冲液时，只扩散到膜内外平衡为止；透析结束时，透析袋 内的保留液体积较大，浓度较低。 延时符THANKS！