膜(mo)技術(shu)是用天(tian)然或人工(gong)合成的高分(fen)子薄(bo)膜(mo)以外界能量位(wei)差(cha) （如壓(ya)力(li)差(cha)、 濃度差(cha)、 電位(wei)差(cha)、 溫(wen)度差(cha)等） 為推(tui)動力(li)，在實(shi)際工(gong)作(zuo)過程中， 把雙組份或多組份的溶(rong)質和溶(rong)劑實(shi)施有效分(fen)離(li)，在分(fen)離(li)的基礎(chu)上實(shi)現(xian)對其分(fen)級提純， 最后達到相關溶(rong)質或溶(rong)劑的富集。

    應用中的膜(mo)分離(li)技術， 是把選擇性(xing)透(tou)過(guo)膜(mo)作為分離(li)介質，在(zai)膜(mo)的兩側產生一定的推(tui)動(dong)力(li)時， 通過(guo)原料側組(zu)分選擇性(xing)的透(tou)過(guo)膜(mo)， 就可以達到(dao)分離(li)提純的目的。 

    膜(mo)分(fen)離技術具(ju)備以下(xia)特(te)點： 選擇性強(qiang)， 是一(yi)種(zhong)高效的分(fen)離過(guo)程(cheng)； 分(fen)離過(guo)程(cheng)中(zhong)不發生相變化， 耗能(neng)(neng)低， 故又稱(cheng)省(sheng)能(neng)(neng)技術； 在使用(yong)(yong)過(guo)程(cheng)中(zhong)不需要加熱， 也不用(yong)(yong)進(jin)行(xing)相關(guan)的化學(xue)反應(ying)； 應(ying)用(yong)(yong)范圍較廣(guang)， 對(dui)于有(you)機物(wu)、 無機物(wu)、溶液等都適(shi)用(yong)(yong)； 操作(zuo)簡單(dan)， 使用(yong)(yong)成本低。

    一、膜分(fen)離技術(shu)概述

    常用(yong)的(de)膜分(fen)離方法(fa)主(zhu)要有微濾(lv)、 超濾(lv)、 反滲透、 納濾(lv)、電滲析、 氣(qi)體分(fen)離和滲透蒸發等(deng)。表 1 是幾種主(zhu)要的(de)膜分(fen)離過(guo)(guo)程(cheng)及其傳遞機理、 推(tui)動(dong)力、 透過(guo)(guo)物(wu)、 膜類型的(de)比較。

    二、膜分離技術在食品(pin)工業中(zhong)的應用

    進入 21 世紀(ji)以(yi)后， 我國食(shi)品(pin)工(gong)業飛速發(fa)展(zhan)， 伴隨(sui)著我國經濟的發(fa)展(zhan)， 國家提(ti)出可持續發(fa)展(zhan)戰略， 建立環(huan)境友好型社會(hui)。由(you)于其能耗低、 無污(wu)染(ran)以(yi)及(ji)具有防止雜菌污(wu)染(ran)和熱敏性(xing)物質失活(huo)等優點， 膜分離技術已廣泛應用(yong)于食(shi)品(pin)工(gong)業的各(ge)個領域， 并已經取得(de)了一定的進展(zhan)， 具有良好的發(fa)展(zhan)前(qian)景。

    1、 膜(mo)分離(li)技術(shu)在飲料工業中的應用

    1） 在果(guo)蔬汁(zhi)生產中的(de)應用 

    傳統的果蔬汁(zhi)(zhi)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝， 不僅損害風(feng)味和營(ying)養， 而且能耗(hao)與生產成本較高。 超濾和反滲透(tou)等(deng)膜分離技術的日益發展增加了果蔬汁(zhi)(zhi)等(deng)飲料的生產中保持其原有風(feng)味以及營(ying)養物(wu)質的可行性。

    2）超濾(lv)在果蔬汁生產中的(de)應用

    果(guo)(guo)蔬汁脫(tuo)苦。E. Hernandez 等(deng)研究了(le)利用(yong)超濾(lv)和二(er)乙(yi)烯(xi)基聚苯乙(yi)烯(xi)樹脂吸附的(de)聯合(he)過(guo)程， 對葡萄柚汁進行脫(tuo)苦， 結果(guo)(guo)發現， 由于超濾(lv)過(guo)程除去了(le)一些苦味(wei)前體物質和易被樹脂吸附的(de)大分子物質及懸(xuan)浮小顆粒， 樹脂的(de)使用(yong)壽(shou)命和脫(tuo)苦效率(lv)明(ming)顯改善，柚皮苷和檸檬堿可被完全(quan)除去，明(ming)顯提高了(le)果(guo)(guo)汁的(de)風味(wei)。

    果(guo)汁澄清(qing)。 運用超濾技術(shu)能夠制(zhi)出穩(wen)定(ding)的(de)蘋(pin)(pin)果(guo)澄清(qing)汁， 除去易引起蘋(pin)(pin)果(guo)汁發生渾濁沉淀的(de)大(da)分(fen)子物質， 解(jie)決連續化作業的(de)難(nan)題， 確保了色值、 透光率等技術(shu)指(zhi)標的(de)持久穩(wen)定(ding)， 對濃(nong)縮青蘋(pin)(pin)果(guo)汁出口非常有利。

    2、膜分離(li)技術在濃縮果汁(zhi)中的應用 

    濃縮(suo)是(shi)果(guo)(guo)汁(zhi)加工(gong)中(zhong)的(de)(de)最(zui)主要工(gong)序(xu)，傳統(tong)的(de)(de)果(guo)(guo)汁(zhi)濃縮(suo)多(duo)采(cai)用(yong)(yong)蒸(zheng)發技(ji)術(shu)， 在高溫(wen)下果(guo)(guo)汁(zhi)中(zhong)的(de)(de)熱敏性物(wu)(wu)質以及(ji)營養物(wu)(wu)質容易受到高溫(wen)損害， 因此(ci)采(cai)用(yong)(yong)膜分(fen)(fen)離技(ji)術(shu)進行果(guo)(guo)汁(zhi)的(de)(de)濃縮(suo)， 最(zui)常用(yong)(yong)的(de)(de)就是(shi)反滲(shen)(shen)透技(ji)術(shu)。這(zhe)項(xiang)技(ji)術(shu)已經成功(gong)地用(yong)(yong)于(yu)(yu)蘋果(guo)(guo)、 梨、 柑(gan)橘(ju)、菠蘿、 葡(pu)萄(tao)、 番茄、 西番蓮等果(guo)(guo)蔬(shu)汁(zhi)的(de)(de)濃縮(suo)。分(fen)(fen)滲(shen)(shen)透技(ji)術(shu)在濃縮(suo)果(guo)(guo)汁(zhi)時適用(yong)(yong)于(yu)(yu)相對分(fen)(fen)子(zi)質量(liang)小(xiao)于(yu)(yu) 500 的(de)(de)低分(fen)(fen)子(zi)無(wu)機物(wu)(wu)或有(you)機物(wu)(wu)水溶液的(de)(de)分(fen)(fen)離。操作(zuo)壓(ya)力為(wei) 0.1~10MPa， 較易控(kong)制。

    3、膜分離(li)技術在飲料業中的水處(chu)理中的應用 

    飲料的主要成分是水(shui)，水(shui)質(zhi)(zhi)(zhi)量的好壞決定著飲料質(zhi)(zhi)(zhi)量的好壞。而通過使用膜分離技(ji)術，能夠有效分離水(shui)中的其(qi)他(ta)雜質(zhi)(zhi)(zhi)，大(da)(da)大(da)(da)提高水(shui)的質(zhi)(zhi)(zhi)量， 進而保證飲料的質(zhi)(zhi)(zhi)量。

    4、膜分離技術在(zai)油脂加工中的應用 

    從油(you)(you)(you)脂(zhi)(zhi)(zhi)加工技術的(de)發展來看， 上世(shi)紀八九十年代(dai)， 一些大型的(de)先(xian)進油(you)(you)(you)脂(zhi)(zhi)(zhi)企業才開始(shi)運(yun)用(yong)膜分離技術，現(xian)在(zai)已在(zai)大豆蛋(dan)(dan)白提取(qu)、 菜籽蛋(dan)(dan)白提取(qu)和脫毒、 油(you)(you)(you)脂(zhi)(zhi)(zhi)精煉(lian)等方面(mian)取(qu)得了一些可喜(xi)的(de)研究成(cheng)果(guo)。 應用(yong)于(yu)混合油(you)(you)(you)預分離、 尾(wei)氣(qi)回收(shou)、 油(you)(you)(you)脂(zhi)(zhi)(zhi)副產(chan)品(pin)的(de)深加工等方面(mian)也(ye)引起了研究機構(gou)和生產(chan)廠家的(de)重視(shi)。

    1）在脫酸、 脫色中(zhong)的應(ying)用。

    傳統的(de)(de)(de)脫(tuo)酸工藝是(shi)物理精煉和(he)(he)化學(xue)精煉， 即通過(guo)向油脂中加堿中和(he)(he)其(qi)中的(de)(de)(de)游離脂肪(fang)酸， 或(huo)者通過(guo)蒸餾將(jiang)游離脂肪(fang)酸脫(tuo)除的(de)(de)(de)方法進行油脂的(de)(de)(de)脫(tuo)酸工藝。 脫(tuo)色(se)(se)為(wei)利(li)用(yong)(yong)(yong)活性白土(tu)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附作用(yong)(yong)(yong)將(jiang)油脂中的(de)(de)(de)色(se)(se)素脫(tuo)除以達到脫(tuo)色(se)(se)的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。 使用(yong)(yong)(yong)超濾(lv)技術可以將(jiang)油脂的(de)(de)(de)脫(tuo)酸和(he)(he)脫(tuo)色(se)(se)工藝合二(er)為(wei)一，省(sheng)去了傳統工藝中的(de)(de)(de)許多工序， 使得油率大為(wei)提高， 還可降低脫(tuo)色(se)(se)的(de)(de)(de)白土(tu)用(yong)(yong)(yong)量和(he)(he)處理廢白土(tu)費用(yong)(yong)(yong)， 及減少脫(tuo)色(se)(se)白土(tu)所吸(xi)(xi)收(shou)中性油脂的(de)(de)(de)損失。

    2）在(zai)油脂副產(chan)品加工(gong)中的應用。

    磷(lin)脂(zhi)的制備： 膜分(fen)離技術從植物油中直接制備磷(lin)脂(zhi)不僅(jin)可(ke)省去精煉(lian)工(gong)藝中脫(tuo)膠工(gong)序， 而且可(ke)以省去投資較大的旋轉薄膜蒸發器。

    5、膜分離技術(shu)在葡萄酒(jiu)釀造(zao)中的應用 

    膜過(guo)濾在葡萄酒生(sheng)產行業(ye)中應用廣泛， 是(shi)必(bi)不可(ke)少(shao)的(de)(de)(de)操作單元。通過(guo)超濾法分離葡萄的(de)(de)(de)沉(chen)降物，不僅能(neng)夠起到除(chu)菌(jun)抑菌(jun)的(de)(de)(de)效(xiao)果， 還可(ke)以提升葡萄酒的(de)(de)(de)品(pin)質， 使其變得(de)更(geng)加(jia)清(qing)澈， 增加(jia)良好的(de)(de)(de)口感(gan)。

    使用超濾膜除(chu)酒(jiu)(jiu)(jiu)石與(yu)死(si)端過(guo)濾， 其中用硅藻土作為介質， 通(tong)過(guo)對(dui)比(bi)研究， 發現除(chu)酒(jiu)(jiu)(jiu)石對(dui)葡(pu)萄(tao)酒(jiu)(jiu)(jiu)中單寧色度的(de)分(fen)離功效(xiao)， 要比(bi)硅藻土過(guo)濾更好， 對(dui)于(yu)微生物的(de)過(guo)濾來說， 除(chu)酒(jiu)(jiu)(jiu)石也(ye)具有非常優秀的(de)效(xiao)果。 從總體上(shang)來說， 通(tong)過(guo)使用超濾膜處理技術， 能夠有效(xiao)提(ti)升葡(pu)萄(tao)酒(jiu)(jiu)(jiu)的(de)質量， 對(dui)于(yu)其香氣(qi)的(de)保留有著(zhu)非常好的(de)效(xiao)果， 在減少葡(pu)萄(tao)酒(jiu)(jiu)(jiu)在處理過(guo)程中損失程度的(de)同時， 提(ti)高(gao)了成品(pin)酒(jiu)(jiu)(jiu)產量。

    6、膜(mo)分離(li)技術(shu)在酶制(zhi)劑濃縮中的應用 

    傳統蒸(zheng)發濃(nong)縮(suo)能耗高(gao)， 熱相變(bian)過程(cheng)生物酶(mei)易褐(he)變(bian)活， 超濾則能很好地解(jie)決這(zhe)些問題， 目前已在(zai)淀粉酶(mei)、 糖化酶(mei)、 蛋(dan)白酶(mei)等酶(mei)制劑的(de)生產(chan)中得到應用(yong)。 如使用(yong)板框式膜(mo)組(zu)件進行(xing)發酵液(ye)中真菌(jun)蛋(dan)白酶(mei)濃(nong)縮(suo)，經 20h 循環操作，可使 300L 料(liao)液(ye)濃(nong)縮(suo)至10L， 酶(mei)的(de)回收(shou)率為 96%。

    三、結語

    通過上述(shu)的(de)(de)論述(shu)可以知道， 膜(mo)分(fen)離技(ji)術(shu)在(zai)很(hen)多領(ling)域的(de)(de)應用有著(zhu)一定的(de)(de)優勢， 但是膜(mo)分(fen)離技(ji)術(shu)還存在(zai)一定程度的(de)(de)局限性(xing)， 例如， 膜(mo)成(cheng)本比(bi)較高， 而且這(zhe)些選擇(ze)性(xing)透過膜(mo)一般都是化學材料制(zhi)成(cheng)， 較難(nan)降解(jie)， 可能(neng)會對環境(jing)造成(cheng)污染等。但是隨(sui)著(zhu)科技(ji)的(de)(de)不(bu)斷進步，我(wo)們一定能(neng)克服這(zhe)些缺點， 實(shi)現膜(mo)分(fen)離技(ji)術(shu)在(zai)食品工業中的(de)(de)更廣(guang)泛(fan)的(de)(de)應用。