膜分離在生物產(chǎn)品中的應用實例.課件

1、制作：陳志新 吳進濤 袁國君膜分離在生物產(chǎn)品中的應用實例報告內(nèi)容簡介應用于啤酒生產(chǎn)應用于醋生產(chǎn)應用于醬油生產(chǎn)應用于鮮奶生產(chǎn)結(jié)束語 從20世紀初到20世紀90年代，膜技術基本已經(jīng)從實驗室步入工業(yè)化，并在水處理、食品工業(yè)、環(huán)境保護、化工與石油化工、電子、冶金、國防等領域得到成功的應用。目前全球膜產(chǎn)業(yè)的規(guī)模超過百億美元，正以年30的速度遞增著。膜分離的應用膜分離的應用膜海水淡化工業(yè)廢水處理城市廢水資源化天然氣生物質(zhì)利用能源水資源傳統(tǒng)工業(yè)生態(tài)環(huán)境除塵CO2 控制制 藥與生物食 品化工與石化電 子冶 金燃料電池潔凈燃燒返回目錄啤酒生產(chǎn)主要步驟： 用水萃取麥芽化的大麥和其它物料加熱萃取物至沸騰冷卻萃取物并

2、加酵母發(fā)酵澄清微孔過濾殺菌，包裝應用于啤酒生產(chǎn)過濾和分離是啤酒生產(chǎn)過程中提高產(chǎn)品質(zhì)量的最后重要環(huán)節(jié)，尤其是當啤酒需長期銷售或長期儲存時，要求啤酒具有生物安全性和膠體、風味的穩(wěn)定性。無機膜應用于啤酒生產(chǎn)中主要是菌體去除以澄清啤酒和從罐底沉積物中回收啤酒。細菌或微生物的存在會影響啤酒的風味并縮短其保質(zhì)期，傳統(tǒng)的過濾方法是采用硅藻土等進行過濾，該法可以除去酵母和一些細菌，但對細菌的截留去除并不理想，因此，在灌裝前還需要采用巴氏殺菌以殺死細菌或微生物，由于涉及高溫熱處理，往往導致一些芳香化合物的氧化，影響啤酒的風味，同時殺菌后的菌體將殘留在啤酒中。多孔無機膜在替代巴氏殺菌、直接進行啤酒的澄清過濾方面是

3、一種有廣闊前景的新技術，采用該技術可避免啤酒的熱處理，既達到除菌澄清的目的，又保證了啤酒的風味和口感。菌體或微生物的去除酵母回收和罐底沉積物中啤酒的回收 酵母是在發(fā)酵后回收的，正常的方法可通過離心分離完成，但采用無機膜過濾技術更具有潛力。 罐底沉積物中回收啤酒是無機膜在啤酒行業(yè)中應用的潛在領域，該沉積物是指被絮凝的液體提取物，含有懸浮固體、膠原微粒、酵母等，并有90%99%的啤酒，在啤酒生產(chǎn)中有兩種形式的罐底沉積物，發(fā)酵罐沉積物和陳化罐沉積物，固體含量分別為1015克/升和4050克/升。傳統(tǒng)的處理方法包括真空過濾、壓率及離心分離法，微濾技術因其節(jié)約操作成本，能直接產(chǎn)生清澈的啤酒而不需助濾劑，

4、同時膜過濾可密閉進行，不會使原料液暴露在空氣中而使啤酒中溶氧含量低，已經(jīng)成為一種極具競爭力的替代方法。 膜過濾罐底沉積物回收啤酒通常是在酵母菌發(fā)酵工序之后，回收的澄清啤酒可達整個啤酒產(chǎn)量的5%，截留物中含有濃縮了的酵母油脂，采用膜過濾技術可以節(jié)省大量的硅藻土，減少廢物排放和購買硅藻土的大量資金。 啤酒澄清的新舊工藝比較如下 傳統(tǒng)工藝：發(fā)酵未濾啤酒離心沉降預澄清硅藻土過濾板框過濾死端過濾器滅菌過濾器微濾技術：發(fā)酵未濾啤酒離心沉降預澄清微濾制成無菌濾液優(yōu)點一，能將過濾和壓榨結(jié)合在一個單元里操作，降低了生產(chǎn)成本；優(yōu)點二，無機膜處理有利于保持啤酒的原汁原味，比傳統(tǒng)的硅藻土過濾加巴氏消毒法生產(chǎn)的啤酒更具

5、有芳香味。無機膜用于啤酒的澄清主要是除去很容易引起啤酒變質(zhì)的細菌、果膠及粗蛋白質(zhì)。傳統(tǒng)的啤酒制取方法是采用離心分離、硅藻土過濾和巴氏消毒，尤其是巴氏消毒損失了啤酒中絕大部分芳香味。優(yōu)點三，無機膜在啤酒過濾中，具有滲透通量較高，蛋白質(zhì)吸附少，機械強度好、耐高壓反沖洗和過程中不變形以及熱穩(wěn)定性好、可進行高溫原位消毒等優(yōu)點。膜的選擇膜過濾的經(jīng)濟性在于膜過濾裝置的造價、膜面積與通量大小（即生產(chǎn)能力），其次還有水、電、氣消耗及維修費用等。因此，在設備設計和生產(chǎn)實踐中，應依據(jù)啤酒中固體含量和顆粒的特性對微濾膜的孔徑進行選擇。如孔徑1.3m及以上的膜，適合于從罐底沉降物中回收啤酒；孔徑0.51m的膜，可替代

6、硅藻土作為啤酒的主流過濾，以去除啤酒中懸浮粒子；較小孔徑，如0.20.5m的膜，可代替巴氏消毒法，濾除啤酒中的細菌，制造“無菌”啤酒，以達到降低成本、節(jié)省費用的目的。實際工業(yè)應用中往往是多種孔徑微濾膜過濾機的某種方式的組合。 返回目錄在醋生產(chǎn)中的應用 由稀醇生產(chǎn)醋的發(fā)酵過程中，由于黑色桿菌的存在，導致液體產(chǎn)品的渾濁，膜分離過濾可以除去濃縮物中的黑色桿菌，使液體產(chǎn)品得到澄清，產(chǎn)品透明度明顯提高，并可以除去細菌。經(jīng)膜分離處理后，澄清效果良好，滲透液濁度在0.20.8NTU范圍內(nèi)。返回目錄在醬油生產(chǎn)中的應用于醬油的生產(chǎn)過程多數(shù)暴露在自然空間，在原料發(fā)酵分解過程中，伴隨著多種微生物的生長繁殖，如細菌類

7、、放線菌類、酵母菌類等。這些菌類的存在，不但影響著酶的正常分解作用，而且產(chǎn)生一些異樣氣味及現(xiàn)象，致使醬油發(fā)生變味、甚至變質(zhì)。因此，在醬油生產(chǎn)出來后，及時地將這些雜菌殺死或除去，以保證醬油質(zhì)量不變，顯得至關重要，而且隨著人民生活水平的提高，人們對調(diào)味品如醬油和食醋的色、香、味、衛(wèi)生指標等提出了更高的要求，對醬油的脫色澄清也就更具有了社會和經(jīng)濟價值。醬油中菌屬種類和大小如下所示，由表可知，用不大于0.5m的膜便可把醬油中的雜菌完全除去。菌類別 細菌 放線菌 酵母菌 霉菌尺寸大小0.55 1 53 310（單位m) 返回目錄鮮奶過濾除菌隨著人們生活水平不斷提高，人們對飲食的要求越來越高。鮮奶已成為人

8、們普通食用營養(yǎng)品，當前市場銷售鮮奶品種主要有：消毒奶、超高溫滅菌（UHT）奶和微過濾奶。其中UHT奶以其保質(zhì)期長、安全衛(wèi)生、風味好、價格適中等特點已逐漸被人們所接受，并部分替代了消毒奶。膜分離法在牛奶工業(yè)中的應用始于20世紀70年代，首先應用的是乳酪，然后擴展至乳清蛋白的增濃、牛奶粉和凝乳的制造、蛋白和肽的分離、脫脂牛奶的除菌和牛奶的濃縮方面等領域。微濾奶是近幾年國外興起的另一種液體奶制品，由于微過濾技術是用微過濾膜在一定溫度、壓力下除去乳中雜質(zhì)、細菌等，不僅能耗低，而且避免了高溫加熱，鮮奶幾乎保持原有風味，深受消費者歡迎。返回目錄結(jié)束語同學們，關于膜分離技術的應用領域太廣了，難以用語言一一介紹給大家，我在此只能拋磚引玉給大家介紹幾個跟我們生物專業(yè)相關的幾個方面，但介紹的不全，希望感