濃縮蘋(píng)果汁加工及生產(chǎn)線管理設(shè)備

濃縮蘋(píng)果汁加工工藝及生產(chǎn)線設(shè)備摘要：近年來(lái)，我國(guó)水果產(chǎn)量大幅度增長(zhǎng)，2007年總產(chǎn)量達(dá)5200萬(wàn)噸，人均占有量達(dá)40千克。加快發(fā)展蘋(píng)果汁已勢(shì)在必行。本文以濃縮蘋(píng)果汁生產(chǎn)線為主，對(duì)濃縮蘋(píng)果汁生產(chǎn)過(guò)程中的主要技術(shù)裝備做概括介紹。并對(duì)改善果汁濃縮方法提出自己的一些看法。關(guān)鍵詞：濃縮，蘋(píng)果汁，反滲透，無(wú)菌灌裝ConcentratedapplejuiceprocessingtechnologyandproductionlineequipmentAbstract：Inrencentyears,thefruitproductionofourcountryhasincreasedsharply,withannualproductionhavingreached52milliontonsandpercapitabeingupto40kg.Sotospeedupthedevelopmentofapplejuiceisimperative.。Thearticlemailyconcentrateapplejuiceproductionline,andintroducethemainequipment.Inaddition,Ialsothinkofsomesuggestionstoimprovethemethodofconcentratingapplejuice.Keywords:concentrated,applesjuice,reverseosmosis,asepticfilling水果加工業(yè)是附加值很高的產(chǎn)業(yè)，從初級(jí)產(chǎn)品到深加工產(chǎn)品，增值潛力高達(dá)幾十倍甚至幾百倍。有關(guān)資料顯示，我國(guó)水果業(yè)的深加工和市場(chǎng)開(kāi)發(fā)每年都能帶來(lái)幾十億元的收入。近年來(lái)，我國(guó)水果產(chǎn)量增長(zhǎng)很快，但由于加工技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化滯后，每年約有30％的水果因缺乏貯藏及加工手段而腐爛。而濃縮果汁則能在一定程度上有效的克服這一缺陷。它是將果蔬汁或果蔬原漿經(jīng)濃縮脫水或干燥而制成的汁液，容量小，可溶性固形物可高達(dá)65％~70％，可節(jié)省包裝和運(yùn)輸費(fèi)用，便于貯運(yùn)；果蔬汁的品質(zhì)更加一致；濃縮后糖、酸含量均有所提高，增加了產(chǎn)品的保藏性；在濃縮過(guò)程中，通過(guò)調(diào)配可以克服因果蔬采收期和品種的不同產(chǎn)生的成分上的差異，使產(chǎn)品品質(zhì)一致；濃縮果蔬汁用途廣泛，可作為各種食品的基料。而我國(guó)是世界蘋(píng)果生產(chǎn)第一大國(guó)，并已成為世界蘋(píng)果生產(chǎn)中心．因此大力發(fā)展?jié)饪s蘋(píng)果汁行業(yè)已成為發(fā)展飲料業(yè)的一種趨勢(shì)。我國(guó)蘋(píng)果種植面積已達(dá)225萬(wàn)公頃，2006年我國(guó)蘋(píng)果產(chǎn)量達(dá)到2607萬(wàn)噸，占世界總產(chǎn)量的40．86％．是世界第一生產(chǎn)大國(guó)．雖然我國(guó)是一個(gè)生產(chǎn)大國(guó)，但是由于技術(shù)加工條件比較落后，所以我國(guó)在濃縮蘋(píng)果汁方面還有很大的空間。近十年來(lái)，我國(guó)蘋(píng)果加工業(yè)雖然有了較大的發(fā)展，濃縮蘋(píng)果汁的生產(chǎn)量正逐年增加，但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比，我國(guó)的蘋(píng)果業(yè)仍存在較大的差距，首先，蘋(píng)果的加工利用率低．先進(jìn)國(guó)家的蘋(píng)果絕大部分用于蘋(píng)果汁的深加工，從加工用的蘋(píng)果占蘋(píng)果產(chǎn)量的比例來(lái)看，我國(guó)的蘋(píng)果加工率卻不到15％，而全球蘋(píng)果加工率的平均水平為22％-24％，很多發(fā)達(dá)國(guó)家到了70％，有的甚至超過(guò)了75％．我國(guó)蘋(píng)果加工率與世界的平均水平相比差距不小，與發(fā)達(dá)國(guó)家相比差距更大，說(shuō)明我國(guó)蘋(píng)果加工業(yè)遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于其它蘋(píng)果生產(chǎn)國(guó)州；其次，蘋(píng)果加工專用品種缺乏、原料基地建設(shè)不足；第三，深加工關(guān)鍵技術(shù)尚需要解決，質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與控制體系有進(jìn)一步完善，這些問(wèn)題嚴(yán)重制約我國(guó)蘋(píng)果加工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展．第四，對(duì)果汁加工過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄物利用不足，如：果皮、果核、果渣等下腳料，提出將蘋(píng)果多酚作為高附加值的副產(chǎn)品進(jìn)行開(kāi)發(fā)。同時(shí)由于蘋(píng)果在加工的過(guò)程中存在許多影響因素，如果汁褐變果汁褐變是指果汁加工和貯藏過(guò)程中顏色發(fā)生改變的一種現(xiàn)象。當(dāng)新鮮蘋(píng)果經(jīng)過(guò)破碎或壓榨成汁后，得到的產(chǎn)品很容易發(fā)生酶促褐變，從而導(dǎo)致產(chǎn)品的外觀、風(fēng)味和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值劣變，嚴(yán)重影響商品價(jià)值。我國(guó)蘋(píng)果濃縮汁加工工藝：目前我國(guó)是蘋(píng)果濃縮果汁的工藝流程：原鋪料的驗(yàn)收——初級(jí)清洗揀選——破碎——壓榨過(guò)濾——酶解澄清——濃縮蒸發(fā)——冷藏處理巴氏消毒——無(wú)菌灌裝——?dú)堅(jiān)木C合利用1.1原鋪料驗(yàn)收先對(duì)生產(chǎn)地進(jìn)行驗(yàn)收，包括采土樣，氣候，溫度，其中重要的還要包括最為重要的一項(xiàng)農(nóng)藥殘留，這涉及到食品加工后的質(zhì)量安全問(wèn)題，重中之重。還要對(duì)無(wú)菌袋、液袋或罐箱及酶制劑等輔料進(jìn)行驗(yàn)收，檢驗(yàn)合格后入庫(kù)，分類存放并做明確的標(biāo)識(shí)。1.2初級(jí)清洗揀選在初級(jí)清洗過(guò)程中，分為兩級(jí)。一級(jí)坑工位揀選工根據(jù)蘋(píng)果進(jìn)入果槽的順序，用一級(jí)坑循環(huán)水將蘋(píng)果從果槽輸送至一級(jí)坑處，在這個(gè)流通過(guò)程中使蘋(píng)果得到充分的浸泡、清洗，同時(shí)比重大的一些物質(zhì)（泥沙、石塊、金屬等）沉入沉降坑中，經(jīng)過(guò)隔柵，將水和蘋(píng)果分離，蘋(píng)果進(jìn)入二級(jí)輸送果道，水流入一級(jí)循環(huán)池，由泵繼續(xù)打入果槽循環(huán)輸送蘋(píng)果。在一級(jí)坑隔柵處用自來(lái)水/軟水對(duì)蘋(píng)果進(jìn)行噴淋清洗，確保一級(jí)坑水不倒流入二級(jí)坑。用二級(jí)坑循環(huán)水將蘋(píng)果從二級(jí)輸送果道始端輸送至二級(jí)坑處，在這個(gè)流通過(guò)程中使蘋(píng)果得到充分的浸泡、清洗，經(jīng)過(guò)隔柵，將水和蘋(píng)果分離，蘋(píng)果進(jìn)入一級(jí)提升工序。圖1圖2用一級(jí)刮板式提升機(jī)（圖1）將蘋(píng)果提升至揀選臺(tái)（圖2）。通過(guò)調(diào)節(jié)提升機(jī)變速箱調(diào)節(jié)原料進(jìn)料量，以保證生產(chǎn)需要。在揀選臺(tái)上隨著蘋(píng)果的滾動(dòng)將霉?fàn)€果變質(zhì)果、雜質(zhì)揀選挑出，此工序保證揀選之后爛果率控制在2%以下，選果臺(tái)上的蘋(píng)果成單層擺放，每個(gè)選果臺(tái)保證每平方米1人以上選果人，然后經(jīng)過(guò)浮選，使蘋(píng)果經(jīng)過(guò)再次泡洗，嚴(yán)格保證果實(shí)的安全性。在泡洗機(jī)（圖3）中，一般使用消毒劑（二氧化氯）主要?dú)⑺捞O(píng)果表面的耐酸耐熱菌和一些微生物。到達(dá)加工工藝所需的條件。圖31.2果實(shí)破碎破碎的目的是為了破壞果蔬原料的組織，將其細(xì)胞壁破碎以獲得果汁。用提升機(jī)將蘋(píng)果提升至破碎機(jī)，將清洗干凈的蘋(píng)果用破碎機(jī)（圖4）破碎為4-6mm（依蘋(píng)果成熟度調(diào)整破碎粒度，前期果硬度大，破碎粒度小，儲(chǔ)存果糖化，破碎粒度大）的果漿，要求分前、中、后三期更換破碎機(jī)篩網(wǎng)，分別用小、中、大篩網(wǎng)。根據(jù)蘋(píng)果的成熟度決定是否添加果漿酶及其加量或臨時(shí)工藝通知單。果漿用泵通過(guò)不銹鋼管道輸送進(jìn)入果漿加熱器。果漿經(jīng)過(guò)果漿加熱器，使果漿的溫度升溫到20-35度，以利于果漿酶分解和壓榨，提高出汁率。果漿加熱器的使用根據(jù)果漿的溫度而定。制成果醬以后通常需要酶解，達(dá)到所需的工藝條件。1.3壓榨過(guò)濾使用雙螺旋壓榨機(jī)（圖5）對(duì)破碎后的果漿進(jìn)行壓榨，壓榨后果汁進(jìn)入一級(jí)過(guò)濾工序，果渣在本機(jī)內(nèi)進(jìn)行加水萃取并進(jìn)行二級(jí)壓榨。

使用布赫HP5005i榨機(jī)對(duì)破碎后的果漿進(jìn)行壓榨，壓榨后果汁進(jìn)入一級(jí)過(guò)濾工序，

使蘋(píng)果的出汁率達(dá)到80-85%，果渣在本機(jī)內(nèi)進(jìn)行加水萃取并進(jìn)行二級(jí)壓榨。二級(jí)壓榨后的果渣由螺旋輸送器送出車間，連續(xù)排放，運(yùn)出工廠作為非食品用，利用果渣進(jìn)行深加工，提高食品的利用率，降低成本，減少污染。1.4酶解澄清果汁在果膠酶和淀粉酶的作用下，使果汁中的果膠和淀粉分解成可溶性的小分子物質(zhì)（防止果汁出現(xiàn)沉淀和渾濁）.酶的濃度、酶化溫度和時(shí)間因蘋(píng)果品質(zhì)不同而不同，一般情況下，酶化溫度和時(shí)間分別為50-53℃和90分鐘，酶解后的果汁用泵通過(guò)二級(jí)過(guò)濾裝置輸送至超濾循環(huán)罐。滿罐后70分鐘，化驗(yàn)員取樣檢測(cè)果膠、淀粉，如有異常立即通知生產(chǎn)部澄清工位操作工并報(bào)當(dāng)班品控員。二級(jí)過(guò)濾裝置是安裝在酶解罐至超濾循環(huán)罐之間管道上，孔徑為1.5mm左右的過(guò)濾器，除去可能的果肉大顆?；蚱渌s質(zhì)，每天清洗超濾時(shí)肉眼目視檢查、清洗一次該過(guò)濾器的完整性，并做記錄。經(jīng)過(guò)二次過(guò)濾后，在經(jīng)行一次超濾，除去果汁中水不溶性物質(zhì)和分子大于0.02?m的物質(zhì)（包括微生物）以及可能存在的金屬碎屑等雜質(zhì)。1.5濃縮蒸發(fā)采用四效六段降膜蒸發(fā)裝置，將果汁中的水份進(jìn)行蒸發(fā)分離，冷凝水（即軟水）作為蘋(píng)果清洗用水或二榨萃取用水、超濾提糖用水，使果汁濃縮，糖度由9~18BX濃縮至70.3±0.2BRIX.濃縮后的果汁在冷卻板片中經(jīng)冷卻循環(huán)水和冰水迅速降溫至25℃以下，化化驗(yàn)員每4h對(duì)四效出口果汁檢測(cè)糖度、酸度、色值、濁度、透光率等指標(biāo)，并目測(cè)果汁顏色，達(dá)到要求，滿足生產(chǎn)工藝要求。1.6冷藏處理巴氏消毒將進(jìn)入貯存罐中的產(chǎn)品，在5℃以下的冷庫(kù)中冷藏。需要灌裝時(shí)將果汁用泵經(jīng)管道輸送至批次罐。巴氏滅菌裝置（圖7）中的果汁，在96±2℃（或執(zhí)行臨時(shí)工藝通知單的要求）的溫度下，維持6秒以上（通過(guò)控制泵速，泵速控制在≤1500r/h）以殺滅細(xì)菌，大腸菌群，致病菌。在此步驟致病菌的消減可達(dá)到5-log消減。（但不能殺死芽孢）,滅菌后的果汁由管道送入冷卻裝置迅速降至20℃以。1.7無(wú)菌灌裝該工序采用無(wú)菌灌裝機(jī)（圖8），濃縮果汁經(jīng)管道輸送至無(wú)菌灌裝機(jī)，利用灌裝機(jī)灌裝頭腔室溫度≥95℃的滅菌條件將果汁灌入無(wú)菌袋中（外圍為保護(hù)袋和鋼桶）,灌裝重量通過(guò)質(zhì)量流量計(jì)來(lái)控制。檢驗(yàn)員要時(shí)刻注意灌裝生產(chǎn)線，確保不會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤。每桶灌裝滿后，用蘸有75%酒精的干凈毛巾擦干凈無(wú)菌袋表面的水珠，操作工檢查合格后，折疊好無(wú)菌袋和保護(hù)袋，蓋上桶蓋，對(duì)包裝進(jìn)行鉛封。在鋼桶外壁的標(biāo)識(shí)框內(nèi)貼上標(biāo)簽。根據(jù)市場(chǎng)需求可以將濃縮果汁，進(jìn)行儲(chǔ)存或者運(yùn)輸?shù)绞袌?chǎng)銷售，檢驗(yàn)部門(mén)做好各方面的檢驗(yàn)，確保質(zhì)量安全。1.8殘?jiān)木C合利用對(duì)殘?jiān)M(jìn)行深加工，提取纖維素，還可以做動(dòng)物的飼料，會(huì)起到神奇的效果。選用適宜的酵母菌進(jìn)行接種繁殖，對(duì)鮮蘋(píng)果渣進(jìn)行發(fā)酵，獲得含有活菌、死菌和酵母代謝物的發(fā)酵蘋(píng)果渣，然后對(duì)發(fā)酵蘋(píng)果渣進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)強(qiáng)化處理，添加益生元對(duì)酵母菌進(jìn)行功能補(bǔ)償處理。經(jīng)生物處理的蘋(píng)果渣不僅含有動(dòng)物可利用的粗蛋白、脂肪等，并且含有微生態(tài)調(diào)節(jié)劑，這些活性因子對(duì)于提高奶牛的生產(chǎn)力和免疫機(jī)能有很好的作用.二，對(duì)目前摸弄果汁加工過(guò)程中的方法提出自己的一些建議1、目前果實(shí)濃縮的主要方法有常壓濃縮、真空濃縮、冷凍濃縮等幾種方法。比較常用的是：真空濃縮的方法。即在減壓條件下，使果汁中的水分在較低的溫度下迅速蒸發(fā)。果汁受熱溫度低、時(shí)間短，既可保持果汁風(fēng)味，亦減少營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的損失。目前采用較多的是中溫真空濃縮設(shè)備，溫度一般在45～55℃左右。如片式蒸發(fā)器，離心式薄膜蒸發(fā)器等。另外，各種果汁的熱穩(wěn)定性差別很大。如葡萄汁加熱到100℃時(shí)，品質(zhì)變化較小，而蘋(píng)果汁不宜超過(guò)55℃。但是易造成大部分芳香物質(zhì)損失，并且長(zhǎng)時(shí)間的加熱還會(huì)產(chǎn)生“蒸煮味”。2、目前最有可能替代熱濃縮的是膜分離技術(shù)。用于果蔬汁濃縮一般采用反滲透濃縮技術(shù)。它適用于分子量小于500道爾頓的低分子無(wú)機(jī)物或有機(jī)物水溶液的分離,操作壓力也容易控制,一般為0.1~10Mpa④。人們對(duì)反滲透濃縮蘋(píng)果、梨、柑桔、菠蘿、葡萄及蕃茄等果蔬汁在近20年的時(shí)間內(nèi)作了大量的研究⑤。果蔬汁濃縮多用醋酸纖維素反滲透膜,它對(duì)醇和有機(jī)酸的分離率較低,與蒸發(fā)法相比,反滲透濃縮的果汁可使?jié)饪s果汁有更好的芳香感與清涼感。采用蒸發(fā)法濃縮的果汁,其中芳香成分幾乎全部消失;采用速凍法濃縮的果汁芳香成分只保留8%,而采反滲透法芳香成分可保留30%~60%,而且脂溶性部分比水溶性部分保留更多,Vc、氨基酸及香氣成份的損失均比真空蒸餾濃縮要小得多。果汁濃縮時(shí)膜的透水速率隨果汁種類、操作條件以及預(yù)處理?xiàng)l件而異。透過(guò)膜的液體成分因膜種類而異,一般都含有一定量的無(wú)機(jī)鹽和果酸,透過(guò)液可作為礦泉水或天然飲料的用水。利用醋酸纖維膜管式反滲透裝置濃縮蘋(píng)果汁可以得到高質(zhì)量的濃縮蘋(píng)果汁。用高脫除率和低脫除率二種卷式反滲透組件所組成的反滲透流程,可以制取相對(duì)高濃度的蘋(píng)果濃縮汁。采用反滲透法濃縮時(shí),主要的問(wèn)題是濃縮倍數(shù)的限制⑥。由于利用反滲透對(duì)果汁進(jìn)行濃縮,其濃縮倍數(shù)取決于果汁的滲透壓。為了使膜分離過(guò)程具有較高的效率,膜分離的使用壓力通常為數(shù)倍原果汁的滲透壓。目前分離設(shè)備承壓能力及膜和組件運(yùn)轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性不能將操作壓力無(wú)限增加。如果采用二級(jí)濃縮,即第一級(jí)先用對(duì)糖截留率高的膜濃縮至2~3倍,第二級(jí)再用糖截留率低的膜,最終可以濃縮到4~5倍。這樣雖能實(shí)現(xiàn)高倍率的濃縮,但經(jīng)濟(jì)成本高。因此,一般果汁的濃縮限度為25~30..Bx⑦,纖維素類膜和新發(fā)展的聚酰胺膜均能獲得較高的透水速率以及果汁組分的保持率,同樣由于高滲透壓的限制很難以一級(jí)方式把果汁濃縮到蒸發(fā)法所達(dá)到的濃度。正是這一缺陷,使反滲透濃縮技術(shù)遲遲未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。3、利用聯(lián)合膜分離進(jìn)行果蔬汁濃縮膜材料及膜組件的發(fā)展以克服反滲透濃縮的缺陷成為主要的研究課題。利用聯(lián)合的膜分離過(guò)程來(lái)濃縮果汁,對(duì)于工業(yè)化生產(chǎn)濃縮汁產(chǎn)品而言,越來(lái)越受到重視。通常,果汁除含有糖、酸等可溶性成分外,還含有果膠、蛋白質(zhì)、纖維素等懸浮性固形物,這樣果汁的粘度大。直接用反滲透濃縮,易造成嚴(yán)重的膜污染和較低的透水速率,很難以一級(jí)方式把果汁濃縮到蒸發(fā)法所達(dá)到的濃度。一般而言,超濾適用于大分子(如蛋白質(zhì)、膠體、多糖)與小分子(無(wú)機(jī)鹽及低分子有機(jī)物等)溶液的分離,微濾適用于細(xì)菌、微粒等組分的分離。如果在反滲透以前,用超濾或微濾除去果汁中的果膠等懸浮性固形物,這樣可降低粘度,減少膜污染程度,從而顯著提高反滲透的效率⑧。超濾和微濾自從80年代以來(lái),已成功地實(shí)現(xiàn)了蘋(píng)果、梨和柑桔等果汁的澄清,通過(guò)選擇合適膜孔徑的適宜膜種類,即用聯(lián)合膜分離過(guò)程來(lái)濃縮果汁可克服單一膜分離過(guò)程的缺點(diǎn)。Separasystems⒁LP研制出一套聯(lián)合的膜分離裝置,包括超濾、反滲透、殺菌和調(diào)配等步驟,稱為Freshnote⑿系統(tǒng),能把橙汁濃縮到60..Bx以上,而且?guī)缀跬耆３至缩r果汁的風(fēng)味芳香成分⑨在Freshnote系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝流程中超濾是關(guān)鍵的第一步,是在一組板框式膜組件中進(jìn)行,當(dāng)橙汁加壓送到超濾裝置中,原汁就分成兩部分。一部分是澄清果汁大約為原來(lái)體積的95%,另一部分是濃縮的果漿,大約占5%。通過(guò)膜的選擇和細(xì)心地控制操作條件,果漿中幾乎含有所有的懸浮性固形物、果膠、細(xì)菌等,這些組分需要及時(shí)殺菌,迅速冷卻,以保證產(chǎn)品的穩(wěn)定性。于是就避免了果汁中芳香成分的熱損失。然后,澄清果汁在一系列反滲透裝置中進(jìn)行濃縮,操作壓力在10.2MPa到13.5MPa之間。所用的膜是芳香性聚酰胺中空纖維式反滲透膜,能有效地截留果汁中的糖、酸、Vc和礦質(zhì)元素以及風(fēng)味芳香成分,而且中空纖維式膜組件在單位體積內(nèi)裝填密度大,并耐高壓。在濃縮過(guò)程中,只要控制好操作條件,很容易把果汁濃縮到60Bx以上。最后一步是將殺菌后的果漿和濃縮汁混合,得到了最終的濃縮產(chǎn)品。利用該裝置生產(chǎn)的濃縮汁用水稀釋復(fù)原后,經(jīng)氣相色譜和感官鑒定證明,其風(fēng)味同鮮果汁的風(fēng)味幾乎沒(méi)有區(qū)別⑩。該裝置的研制成功,為工業(yè)化規(guī)模采用膜法加工濃縮果汁展現(xiàn)了廣闊前景。4、膜蒸餾和滲透蒸餾濃縮果蔬汁膜蒸餾是80年代新發(fā)展的一種用于分離、純化和濃縮的膜分離過(guò)程。它是以膜兩側(cè)溫差而引起的水蒸氣壓力差為傳質(zhì)驅(qū)動(dòng)力的膜過(guò)程。疏水性的微孔膜兩側(cè)存在一溫差,可得到一純水透過(guò)速率,其傳質(zhì)過(guò)程可分為:水分子在熱側(cè)膜面處蒸發(fā)形成水蒸氣;水蒸氣通過(guò)膜的微孔從膜面的熱側(cè)擴(kuò)散到冷側(cè);傳遞到冷側(cè)膜面的水蒸氣重新冷凝成水④。因而膜蒸餾是一蒸發(fā)過(guò)程。它能把非揮發(fā)性溶質(zhì)的水溶液濃縮到極高濃度,甚至達(dá)到飽和狀態(tài)。另外,一些廉價(jià)的能源和太陽(yáng)能、地?zé)崮芗肮I(yè)廢汽所產(chǎn)生的熱能都可用于膜蒸餾過(guò)程,這樣可大大降低能耗。由于膜蒸餾能在低溫常壓下運(yùn)行,在用于濃縮熱敏性和高滲透壓的溶液具有十分廣闊的應(yīng)用前景。滲透蒸餾也是新發(fā)展的膜分離過(guò)程,從概念上講與膜蒸餾過(guò)程極為相似。典型的滲透蒸餾是在膜的純水側(cè)添加飽和食鹽水或高糖溶液(通常為72Bx)作為滲透劑。滲透劑的添加濃度應(yīng)足夠使其滲透壓遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于果汁的滲透壓⑥⑦。例如72Bx的糖液的滲透壓為83個(gè)大氣壓,可將果汁濃縮到42Bx從傳質(zhì)過(guò)程看,膜蒸餾和滲透蒸餾這兩個(gè)過(guò)程的脫水速度均依賴于在疏水性微孔膜的兩側(cè)保持一定的水蒸氣壓力差,只有這樣水蒸氣才能穿過(guò)膜孔從進(jìn)料液一側(cè)傳遞另一側(cè)。但是,所不同的是,膜蒸餾的水蒸氣壓力差是由膜兩側(cè)溫差而引起,而滲透蒸餾則取決于膜兩側(cè)的表觀滲透壓差⑨與傳統(tǒng)的蒸發(fā)法和反滲透濃縮相比,這兩個(gè)過(guò)程不需要加壓,在低溫常壓下運(yùn)行,特別是滲透蒸餾也能在室溫下進(jìn)行,這樣避免了果汁受高溫或高壓的影響,較好地保持了果汁原有的色香味;也可大大減少膜污染的程度,克服反滲透濃縮的缺點(diǎn)②④。尤其在高倍濃縮時(shí)膜蒸餾的透水速率顯著高于反滲透過(guò)程,其對(duì)果汁中的各種糖、有機(jī)酸和礦質(zhì)元素的截留率幾乎均在100%。從過(guò)程機(jī)理來(lái)看,膜兩側(cè)水蒸汽壓力差、進(jìn)料流速和濃縮度等因素對(duì)透水速率均有很大影響。提高溫差和進(jìn)料流速,透水速率提高,而隨濃縮度的提高透水速率降低。結(jié)合超濾預(yù)處理果汁可降低果汁粘度和果膠量,也能提高膜蒸餾速率。Sheng等人⑩同樣開(kāi)展了滲透蒸餾和膜蒸餾濃縮甜橙汁、蘋(píng)果汁和葡萄汁的研究,他們根據(jù)所得結(jié)果初步建立了傳質(zhì)模型,并對(duì)膜蒸餾和滲透蒸餾的質(zhì)量和熱量的傳遞機(jī)理作了比較。值得指出的是,由于該系統(tǒng)透水性能低Os..motek膜公司對(duì)滲透蒸餾的膜及組件作了改進(jìn)⑧,為該過(guò)程實(shí)現(xiàn)工業(yè)化提供了持續(xù)的高透水速率。采用該裝置可把葡萄和甜橙等果汁濃縮到42..Bx。其生產(chǎn)工藝流程如下:果汁被泵入連續(xù)多級(jí)的膜滲透蒸餾裝置,在每一級(jí)中,果汁通過(guò)熱交換器進(jìn)行冷卻,再經(jīng)過(guò)滲透蒸餾裝置。通過(guò)控制和調(diào)節(jié)最后一級(jí)濃縮過(guò)程的脫水速率,使果汁濃縮。作為滲透劑的飽和鹽水或高糖液可在整個(gè)濃縮過(guò)程反相供給,通過(guò)一個(gè)蒸發(fā)/熱回收系統(tǒng)進(jìn)持續(xù)性重復(fù)循環(huán)使用,即滲透劑可通過(guò)蒸發(fā)過(guò)程達(dá)到飽和和再濃縮。故僅有滲透劑溶液需要高溫處理。因此,膜蒸餾和滲透蒸餾是很有發(fā)展前途的果汁濃縮技術(shù),也必將對(duì)果汁濃縮技術(shù)的革新起著推動(dòng)作用。5、膜分離過(guò)程與傳統(tǒng)的理化分離方法結(jié)合的果蔬汁濃縮膜分離過(guò)程與其他理化分離方法相結(jié)合用來(lái)分離和濃縮溶液,是當(dāng)前膜分離技術(shù)研究及開(kāi)發(fā)最富成果的領(lǐng)域之一。例如,冷凍濃縮長(zhǎng)期以來(lái)被認(rèn)為是一種最有前途的果汁濃縮技術(shù),但遲遲不能用于商業(yè)化生產(chǎn)。其主要原因之一是由于迅速冷卻而形成的微小冰晶,不能徹底地從母液中分離出來(lái),此外投資大成本高。一個(gè)把膜分離過(guò)程同冷凍濃縮相結(jié)合的過(guò)程,即稱之為..低溫過(guò)濾..,有望克服冷凍濃縮的缺點(diǎn),待濃縮的果汁首先冷卻到結(jié)冰溫度,并噴射到真空室,在真空室蒸發(fā)和結(jié)冰同時(shí)發(fā)生,在相當(dāng)濃的母液中產(chǎn)生了漿狀的微小冰晶。在蒸發(fā)器中除去的水蒸氣在低溫冷卻器中冷凝成冰晶,然后溶化的冰以純水形式除去。冰/濃縮漿的混合物通過(guò)多級(jí)的橫向流動(dòng)膜過(guò)濾裝置來(lái)除掉冰晶,產(chǎn)生不含冰晶的濃縮汁,而分離的液態(tài)冰漿溶化成水,可用于膜裝置的反壓沖洗。該系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)是將進(jìn)料液分成濃縮物和水兩部分,但也存在缺陷,如果汁中的某些組分(如糖)附著在冰晶上,降低了產(chǎn)品的得率。6、果汁的澄清果蔬汁的澄清是除去果膠等會(huì)引起果蔬汁渾濁的成分。傳統(tǒng)的果蔬汁澄清方法通常是用果膠酶長(zhǎng)時(shí)間處理,使果膠質(zhì)分解,然后再用硅藻土過(guò)濾除去懸浮物。用超濾法代替上述方法來(lái)澄清果蔬汁,可減少人工及各種試劑，如：果膠酶、硅藻土、過(guò)濾助劑的耗費(fèi),縮短生產(chǎn)周期可降低成本,具有條件溫和,澄清效果好和營(yíng)養(yǎng)成分損失少等特點(diǎn)。Hackert(1986)⒂曾報(bào)道：對(duì)于一個(gè)日處理94.6立方米餓超濾系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，單省去過(guò)濾后111.1112K的加熱工藝這一項(xiàng)，每年就可以省去6.7萬(wàn)美元。應(yīng)用超濾技術(shù)還可以使出汁率增長(zhǎng)5%-7%，澄清度與風(fēng)味質(zhì)量也較傳統(tǒng)方法有所提高。Blank(1985)⒀報(bào)道：增加7%的出汁率可使日產(chǎn)量264.98立方米的工廠每天多贏利6000美元。ErnestoHernandez等人⑿在超濾橙汁的研究中發(fā)現(xiàn)：使用截留分子量為5×105聚砜中空纖維膜便可有效去除所有懸浮物，得到澄清透明的產(chǎn)品。由于原果膠，纖維素與果膠的締合，又由于膜濃差極化和凝膠層等因素的影響使時(shí)機(jī)孔隙尺寸減少，因此分子量小于2×105的果膠物質(zhì)被截留了。同時(shí)，分子量在24100-27500之間的果膠甲基酯酶（PME）由于和懸浮物締合形成不溶解性物質(zhì)，所以也被截留于截留液中。超濾所得橙汁便于濃縮,在相同溫度和相同流速的蒸發(fā)器中,清汁可被濃縮至72~75Brix,而未經(jīng)超濾處理的原汁只能達(dá)到56~58Brix。濃縮清液的粘度明顯比濃縮原汁的粘度小。EmestoHernandez等人⑩對(duì)超濾處理后的橙汁透過(guò)液與截留液進(jìn)行氣相色譜分析,結(jié)果表明,各風(fēng)味成分在透過(guò)液與截留液中的分配是不均衡的。許多易溶于水的風(fēng)味物質(zhì)如醇、醛、酯類等會(huì)順利地通過(guò)膜,而象萜二烯、α-蒎烯等極性較小的碳?xì)浠衔飫t與果漿中的某些物質(zhì)締合而留在截留液中。經(jīng)超濾去除了懸浮物的果蔬汁再用反滲透技術(shù)濃縮，便可得到42Brix的產(chǎn)品。超濾法截留懸浮物的技術(shù)也可用于西番蓮果汁脫酸的前處理和葡萄柚樹(shù)脂吸附法脫苦德前處理，還可以用于葡萄酒的澄清。此外，還對(duì)菠蘿，桃，梨，葡萄等多種果汁的澄清進(jìn)行了超濾的研究。目前已使用酶膜反應(yīng)器的方法來(lái)連續(xù)處理果汁，這樣的澄清果汁可以獲得含有較高固形物的產(chǎn)品，比單獨(dú)使用膜超濾會(huì)獲得更好的風(fēng)味，而且分離速率也可以獲得大幅度的提高。傳統(tǒng)的澄清方法和超濾方法的比較如下：目前世界濃縮果汁，無(wú)論是產(chǎn)量還是貿(mào)易量都處于增長(zhǎng)的勢(shì)頭。而我國(guó)的濃縮汁的生產(chǎn)起步雖然較晚，但借鑒與外國(guó)的先進(jìn)技術(shù)，加上本地遍野的水果資源，在不久的將來(lái)，必能晉身于世界濃縮果汁生產(chǎn)大國(guó)的前列地位。參考文獻(xiàn)：(1)飲料專輯CFI6(1)JAN1999(2)馮建榮，崔春紅。我國(guó)濃縮蘋(píng)果汁產(chǎn)銷現(xiàn)狀及市場(chǎng)價(jià)格趨勢(shì)，中國(guó)果菜。2000，（4（）；38（3）糧油加工與食品機(jī)械2001年第10期（4）葉凌碧.膜分離技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].食品與發(fā)酵工業(yè),1989,(4):26-28.（5）反滲透和超濾在食品工業(yè)中的應(yīng)用[J].食品科技,1995,(4):23-25.（6）王松膜分離技術(shù)及其應(yīng)用[M].北京:科學(xué)出版社,1994.（7）蔡同一張吉福.超濾技術(shù)在蘋(píng)果汁澄清上的應(yīng)用研究[J].食品工業(yè)科技,1989,(3):3-5.⑧張利奮.果蔬汁濃縮技術(shù)及其研究進(jìn)展(一)、(二)[J].食品發(fā)酵工業(yè),1997,(4):19-25.⑨王黎霓,等.果蔬汁的超過(guò)濾截留特性[J].北京輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),1990,(1):21-23.⑩薛懷德.超濾膜法簡(jiǎn)要介紹[J].膜科學(xué)與技術(shù),1991,(2):23-24.⑾鄭鴻.反滲透膜的污染機(jī)理及危害[J].膜科學(xué)與技術(shù),1990,(4):17-19.⑿Rao,M.A.,Acree,T.E.etal..darificationofapplejuicebyhollowfiberultrafiltration[J].J.FoodSci,1987,52:375-377.⒀RobertJ.S..Ultrafiltratiomsexpendingroleinfoodandbeverageprocessing[J].J.Foodprocessing1986,4:69-71.⒁Hernandez,E.etal..Ultrafiltrationoforangejuice:effectonslublesolids.[J].J.Agric.Foodchem.1992,40:33-35.⒂Kirk,D.E.etal..ClarificationofPearjuicebyhollowfiberultrafileration[J].J.FoodSci.1983,48:26-28.

附錄資料：不需要的可以自行刪除聚合物成型新工藝振動(dòng)輔助成型原理及特點(diǎn)：原理：動(dòng)態(tài)注射成型技術(shù)如果在注射成型過(guò)程中引入振動(dòng)，使注射螺桿在振動(dòng)力的作用下產(chǎn)生軸向脈動(dòng)，則成型過(guò)程料筒及模腔中熔體的壓力將發(fā)生脈動(dòng)式的變化，改變外加振動(dòng)力的振動(dòng)頻率與振幅．熔體壓力的脈動(dòng)頻率與振幅也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，熔體進(jìn)入模腔進(jìn)行填充壓實(shí)的效果也必然會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。通過(guò)調(diào)控外加振動(dòng)力的振動(dòng)頻率與振幅．可以使注射成型在比較低的加工溫度下進(jìn)行，或者是可以降低注射壓力和鎖模力，從而減小成型過(guò)程所需的能耗，減小制品中的殘余應(yīng)力，提高制品質(zhì)量。分類：在機(jī)頭上引入機(jī)械振動(dòng)；機(jī)頭引入超聲振動(dòng)；在擠出全過(guò)程引入振動(dòng)振動(dòng)力場(chǎng)對(duì)擠出過(guò)程作用的機(jī)理擠出過(guò)程中的振動(dòng)力場(chǎng)作用提高了制品在縱向和橫向上的力學(xué)性能，并且使二者趨于均衡這種自增強(qiáng)和均衡作用是聚合物大分子之間排列和堆砌有序程度提高的結(jié)果，也是振動(dòng)力場(chǎng)對(duì)聚合物熔體作用的結(jié)果，可以解釋為是振動(dòng)力場(chǎng)作用使聚合物熔體大分子在流動(dòng)過(guò)程中發(fā)生平面二維取向作用而產(chǎn)生“擬網(wǎng)結(jié)構(gòu)”的結(jié)果。在振動(dòng)塑化擠出過(guò)程中，由于螺桿的周向旋轉(zhuǎn)和軸向振動(dòng)，聚合物熔體受到復(fù)合應(yīng)力作用，在螺槽中不僅受到螺槽周向剪切力作用，而且也受到軸向往復(fù)振動(dòng)剪切力作用。由于軸向振動(dòng)作用具有交變特征，因此，與周向剪切作用的復(fù)合作用在空間和時(shí)間維度上進(jìn)行周期性變化，可以把這種復(fù)合作用描述成空間矢向拉伸時(shí)也不會(huì)解離。在縱向上由于有牽引拉伸作用，取向程度較高，大分子鏈、片晶較多地沿拉伸方向排列，因而其力學(xué)性能較高；其他方向上因擬網(wǎng)結(jié)構(gòu)被固化，也出現(xiàn)部分大分子取向，表現(xiàn)為制品的橫向力學(xué)性能的提高和縱橫向性能趨于均衡；而在薄膜擠出吹塑時(shí)，制品厚度小，由于軸向振動(dòng)分量作用減弱了縱向流動(dòng)剪切和拉伸的誘導(dǎo)取向作用，動(dòng)態(tài)擠出時(shí)的薄膜制品的縱向拉伸強(qiáng)度較穩(wěn)態(tài)擠出時(shí)有所下降?？傉f(shuō)：在高分子材料成型加工過(guò)程中引入振動(dòng)，會(huì)對(duì)高分子材料成型過(guò)程產(chǎn)生一系列影響。振動(dòng)力場(chǎng)能量的引入并不是能量的簡(jiǎn)單疊加，而是利用高分子材料成型過(guò)程在振動(dòng)力場(chǎng)作用下表現(xiàn)出來(lái)的非線性特性，降低成型過(guò)程能耗，提高產(chǎn)品質(zhì)量，是一種新型的低能耗成型方法。特點(diǎn)：振動(dòng)擠出對(duì)塑料制品性能的影響在動(dòng)態(tài)塑化擠出成型過(guò)程中，振動(dòng)力場(chǎng)被引入塑化和成型的全過(guò)程，不僅對(duì)物料的輸送、熔融、塑化和熔體輸運(yùn)過(guò)程產(chǎn)生了影響，而且改變了聚合物熔體在制品成型過(guò)程中的流動(dòng)狀態(tài)，并對(duì)制品的微觀結(jié)構(gòu)形成歷程和形態(tài)產(chǎn)生了重要的影響。振動(dòng)塑化過(guò)程的脈動(dòng)剪切作用可以提高聚合物熔體中微觀有序結(jié)構(gòu)的程度與分布，如大分子的取向，這種局部有序性在制品成型的過(guò)程中并不會(huì)完全松弛，在熔體冷卻過(guò)程中對(duì)結(jié)晶聚合物的晶體的形成或分子的取向結(jié)構(gòu)產(chǎn)生一定的影響，得到在微觀水平上具有更有序的長(zhǎng)程結(jié)構(gòu)的聚合物制品。因此，在不添加任何塑料助劑的情況下，振動(dòng)塑化擠出加工可提高制品的力學(xué)性能。另一方面，振動(dòng)塑化過(guò)程具有強(qiáng)烈的脈動(dòng)剪切和拉伸效果，與穩(wěn)態(tài)加工過(guò)程中的單向剪切作用相比，這種作用對(duì)于改善復(fù)雜流體中的多相體系之間的混合與分散具有明顯的效果，能有效的促進(jìn)多相體系中的均質(zhì)、均溫進(jìn)程，提高多相體系微觀結(jié)構(gòu)的均化程度因此，通過(guò)振動(dòng)塑化擠出加工制備的高分子材料具有優(yōu)化的分散結(jié)構(gòu)和力學(xué)性能，這種制備與成型技術(shù)對(duì)于制備高分子材料及其制品具有明顯的優(yōu)勢(shì)。上述結(jié)果表明，引入振動(dòng)力場(chǎng)后，在產(chǎn)量相同的條件下，輸送塑化的能耗需求降低，螺桿的長(zhǎng)徑比可以相應(yīng)減少，而且在一定的振動(dòng)參數(shù)范圍內(nèi)，不但能夠保證甚至還能提升制品綜合性能。眾多的實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐表明：將振動(dòng)力場(chǎng)引入聚合物成型加工的全過(guò)程可以降低聚合物熔體黏度、降低出口壓力、減少擠出脹大、提高熔融速率、增加分子取向、降低功耗、提高制品力學(xué)性能等。在聚合物的加工全過(guò)程中引入的振動(dòng)力場(chǎng)，對(duì)聚合物的加工過(guò)程產(chǎn)生了深刻影響，表現(xiàn)出許多傳統(tǒng)成型加工過(guò)程中沒(méi)有的新現(xiàn)象，如加工溫度明顯降低、熔體粘度減小、擠出脹大減小、制品產(chǎn)量和性能提高，以及振動(dòng)力場(chǎng)的引入能有效促進(jìn)填充、改性或共混聚合物體系中各組份間的分散、混合和混煉等。在塑料擠出加工中引入振動(dòng)場(chǎng)，側(cè)重于通過(guò)改變擠出加工中的過(guò)程參數(shù)(壓力、溫度、功率)來(lái)改善擠出特性，使之更有利于塑料的擠出成型加工；同時(shí)，振動(dòng)場(chǎng)的作用也使擠出成型制品質(zhì)量得以提高。而在塑料注射成型中，振動(dòng)場(chǎng)的引入側(cè)重于改善制品的物理機(jī)械性能；當(dāng)然，振動(dòng)場(chǎng)的存在對(duì)加工的壓力、溫度和熔體的流動(dòng)性也有一定的影響，總之，在塑料成型加工中應(yīng)用振動(dòng)技術(shù)通過(guò)引入振動(dòng)場(chǎng)使加工過(guò)程發(fā)生了深刻變化。塑料熔體的有效粘彈性由于振動(dòng)場(chǎng)的作用，宏觀上表現(xiàn)為熔體的粘度減小。流動(dòng)性增加，擠出壓力或注射壓力降低，流率增大，功耗降低。振動(dòng)改善了塑料成型加工過(guò)程，使成型制品的性能也得到一定程度的提高。氣輔成型的原理、特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀及前景：氣體輔助注射成型技術(shù)的工藝過(guò)程是：先向模具型腔中注入塑料熔體，再向塑料熔體中注入壓縮氣體。輔助氣體的作用，推動(dòng)塑料熔體充填到模具型腔的各個(gè)部分,使塑件最后形成中空斷面而保持完整外形。與普通注射成型相比，這一過(guò)程多了一個(gè)氣體注射階段，且制品脫模前由氣體而非塑料熔體的注射壓力進(jìn)行保壓。在成型后的制品中，由氣體形成的中空部分被稱為氣道。由于具有廉價(jià)、易得且不與塑料熔體發(fā)生反應(yīng)的優(yōu)點(diǎn)，因此一般所使用的壓縮氣體為氮?dú)?。氣體輔助注射成型的流程以短射制程為例，一般包括以下幾個(gè)階段。第一階段：按照一般的注塑成型工藝把一定量的熔融塑膠注射入模穴；第二階段：在熔融塑膠尚未充滿模腔之前，將高壓氮?dú)馍淙肽Ｑǖ闹醒?；第三階段：高壓氣體推動(dòng)制品中央尚未冷卻的熔融塑膠，一直到模穴末端，最后填滿模腔；第四階段：塑膠件的中空部分繼續(xù)保持高壓，壓力迫使塑料向外緊貼模具，直到冷卻下來(lái)；第五階段：塑料制品冷卻定型后，排除制品內(nèi)部的高壓氣體，然后開(kāi)模取出制品。(1)熔體注射階段：在模具中注射填充量不足的塑料熔料。(2)氣體填充階段：在熔融塑料未完成充滿模腔前，將計(jì)量的定量氣體由特殊噴嘴注射入熔體中央部分，形成擴(kuò)張的氣泡，并推進(jìn)前面的熔化芯部，從而完成填充模具過(guò)程。氣體注射時(shí)間、壓力、速度非常重要。(3)冷卻保壓階段：在工作循環(huán)的冷卻階段，氣體將保持較高的壓力，氣體壓力將補(bǔ)償塑料收縮導(dǎo)致的體積損失。達(dá)到某種程度時(shí)，氣泡將進(jìn)一步滲透到熔體中，即二次氣體滲透。(4)最終排氣階段：塑料冷卻定型后，將氣體從最終模制件中抽出。根據(jù)具體工藝過(guò)程的不同，氣體輔助注射成型可分為標(biāo)準(zhǔn)成型法、副腔成型法、熔體回流法和活動(dòng)型芯法四種。1、標(biāo)準(zhǔn)成型法標(biāo)準(zhǔn)成型法是先向模具型腔中注入經(jīng)準(zhǔn)確計(jì)量的塑料熔體，再通過(guò)澆口和流道注入壓縮氣體。氣體在型腔中塑料熔體的包圍下沿阻力最小的方向擴(kuò)散前進(jìn)，對(duì)塑料熔體進(jìn)行穿透和排空，最后推動(dòng)塑料熔體充滿整個(gè)模具型腔并進(jìn)行保壓冷卻，待塑料制品冷卻到具有一定剛度和強(qiáng)度后，開(kāi)模將其頂出。2、副腔成型法副腔成型法是在模具型腔之外設(shè)置一個(gè)可與型腔相通的副型腔。首先關(guān)閉副型腔，向型腔中注射塑料熔體，直到型腔充滿并進(jìn)行保壓。然后開(kāi)啟副型腔，向型腔內(nèi)注入氣體。由于氣體的穿透，使多余出來(lái)的熔體流入副型腔。當(dāng)氣體穿透到一定程度時(shí)，關(guān)閉副型腔，升高氣體壓力以對(duì)型腔中的熔體進(jìn)行保壓補(bǔ)縮),最后開(kāi)模頂出制品。3、熔體回流法熔體回流法與副腔成型法類似，所不同的是模具沒(méi)有副型腔。氣體注入時(shí)，多余的熔體不是流入副型腔，而是流回注射機(jī)的料筒。4、活動(dòng)型芯法活動(dòng)型芯法是在模具型腔中設(shè)置活動(dòng)型芯。首先使活動(dòng)型芯位于最長(zhǎng)伸出位置，向型腔中注射塑料熔體，直到型腔充滿并進(jìn)行保壓。然后注入氣體，活動(dòng)型芯從型腔中逐漸退出以讓出所需的空間。待活動(dòng)型芯退到最短伸出位置時(shí)，升高氣體壓力實(shí)現(xiàn)保壓補(bǔ)縮,最后制品脫模。氣體輔助注射成型技術(shù)所需配置的設(shè)備主要包括注射機(jī)、氣體壓力控制單元和供氣及回收裝置。氣體輔助注射成型技術(shù)的特點(diǎn):傳統(tǒng)的注射成型不能將制品的厚壁部分與薄壁部分結(jié)合在一起成型，而且由于制件的殘余應(yīng)力大，易翹曲變形，表面有時(shí)還會(huì)有縮痕。通常，結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型的缺點(diǎn)是，制件表面的氣穴往往因化學(xué)發(fā)泡助劑過(guò)分充氣而造成氣泡，而且裝飾應(yīng)用時(shí)需要噴涂。氣體輔助注射成型則將結(jié)構(gòu)發(fā)泡成型與傳統(tǒng)的注射成型的優(yōu)點(diǎn)結(jié)合在一起，可在保證產(chǎn)品質(zhì)量的前提下大幅度降低生產(chǎn)成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。氣體輔助注射成型技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)主要體現(xiàn)在：●所需注射壓力小。氣體輔助注射成型可以大幅度降低對(duì)注射機(jī)噸位的要求，使注射機(jī)投資成本降低，電力消耗下降，操作成本減少。此外，由于模腔內(nèi)壓力的降低，還可以減少模具損傷，并降低對(duì)模具壁厚的要求，從而降低模具成本?！裰破仿N曲變形小。由于注射壓力小，且塑料熔體內(nèi)部的氣體各處等壓，因此型腔內(nèi)壓力分布比傳統(tǒng)注射成型均勻，保壓冷卻過(guò)程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力較小，使制品出模后的翹曲傾向減小?！窨上s痕，提高表面質(zhì)量，降低廢品率。氣體輔助注射成型保壓過(guò)程中，塑料的收縮可由氣體的二次穿透予以補(bǔ)償，且氣體的壓力可以使制品外表面貼緊模具型腔，所以制品表面不會(huì)出現(xiàn)凹陷。此外，該技術(shù)還可將制品的較厚部分掏空以減小甚至消除縮痕。●可以用于成型壁厚差異較大的制品。由于采用氣體輔助注射成型可以將制品較厚的部分掏空形成氣道從而保證制品的質(zhì)量，因此采用這種方法生產(chǎn)的制品在設(shè)計(jì)上的自由度較大，可以將采用傳統(tǒng)注射成型時(shí)因厚薄不均必須分為幾個(gè)部分單獨(dú)成型的制品合并起來(lái)，實(shí)現(xiàn)一次成型?！窨梢栽诓辉黾又破分亓康那闆r下，通過(guò)氣體加強(qiáng)筋改變材料在制品橫截面上的分布，增加制品的截面慣性矩，從而增加制品的剛度和強(qiáng)度，這有利于減輕汽車、飛機(jī)、船舶等交通工具上部件的重量?！窨赏ㄟ^(guò)氣體的穿透減輕制品重量，節(jié)省原材料用量，并縮短成型周期，提高生產(chǎn)率。●該技術(shù)可適用于熱塑性塑料、一般工程塑料及其合金以及其他用于注射成型的材料。氣體輔助注射成型技術(shù)的缺點(diǎn)是：需要增加供氣和回收裝置及氣體壓力控制單元，從而增加了設(shè)備投資；對(duì)注射機(jī)的注射量和注射壓力的精度要求有所提高；制品中接觸氣體的表面與貼緊模壁的表面會(huì)產(chǎn)生不同的光澤；制品質(zhì)量對(duì)工藝參數(shù)更加敏感，增加了對(duì)工藝控制的精度要求。氣體輔助注射成型技術(shù)的應(yīng)用:氣體輔助注射成型技術(shù)可應(yīng)用于各種塑料產(chǎn)品上，如電視機(jī)或音箱外殼、汽車塑料產(chǎn)品、家具、浴室、廚具、家庭電器和日常用品、各類型塑膠盒和玩具等。具體而言，主要體現(xiàn)為以下幾大類：●管狀和棒狀零件，如門(mén)把手、轉(zhuǎn)椅支座、吊鉤、扶手、導(dǎo)軌、衣架等。這是因?yàn)椋軤罱Y(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使現(xiàn)存的厚截面適于產(chǎn)生氣體管道，利用氣體的穿透作用形成中空，從而可消除表面成型缺陷，節(jié)省材料并縮短成型周期。●大型平板類零件，如車門(mén)板、復(fù)印機(jī)外殼、儀表盤(pán)等。利用加強(qiáng)筋作為氣體穿透的氣道，消除了加強(qiáng)筋和零件內(nèi)部殘余應(yīng)力帶來(lái)的翹曲變形、熔體堆積處塌陷等表面缺陷，增加了強(qiáng)度/剛度對(duì)質(zhì)量的比值，同時(shí)可因大幅度降低鎖模力而降低注射機(jī)的噸位?！裥螤顝?fù)雜、薄厚不均、采用傳統(tǒng)注射技術(shù)會(huì)產(chǎn)生縮痕和污點(diǎn)等缺陷的復(fù)雜零件，如保險(xiǎn)杠、家電外殼、汽車車身等。生產(chǎn)這些制品時(shí)，通過(guò)采用氣體輔助注射技術(shù)并巧妙布置氣道，適當(dāng)增加加強(qiáng)筋數(shù)目，同時(shí)利用氣體均勻施壓來(lái)克服可能的缺陷，使零件一次成型，不僅簡(jiǎn)化了工藝，還降低了生產(chǎn)成本。隨著氣體輔助注射成型技術(shù)的深入研究和廣泛應(yīng)用，形式各異的新型氣體輔助注射成型技術(shù)也相繼問(wèn)世，如外部氣輔注射成型、液輔注射成型、水輔注射成型、順序注射與氣輔注射相結(jié)合成型、局部氣體輔助注射、振動(dòng)氣體輔助注射等。我國(guó)氣體輔助注射成型技術(shù)的應(yīng)用起步雖然較晚，但隨著家電、汽車等工業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)成型塑料制品的要求也在不斷提高，有力地推動(dòng)了這項(xiàng)技術(shù)的引進(jìn)、研究和推廣應(yīng)用。氣體輔助注塑成型優(yōu)點(diǎn)在不降低質(zhì)量的前提下用現(xiàn)代注塑機(jī)和成型技術(shù)可以縮短生產(chǎn)周期。通過(guò)便用氣誶犏切扯射成型的方法，制品質(zhì)量得到提高，而且降低了模具的成本。使用氣體輔助注射成型技術(shù)時(shí)，它的優(yōu)點(diǎn)和費(fèi)用的節(jié)約是非常顯著的。1、減少產(chǎn)品變形：低的注射壓力使內(nèi)應(yīng)力降低，使翹曲變形降到最低；2、減少鎖模壓力：低的注射壓力使合模力降低，可以使用小噸位機(jī)臺(tái)；3、提高產(chǎn)品精度：低的殘余應(yīng)力同樣提高了尺寸公差和產(chǎn)品的穩(wěn)定性；4、減少塑膠原料：成品的肉厚部分是中空的，減少塑料最多可達(dá)40％；5、縮短成型周期：與實(shí)心制品相比成型周期縮短，不到發(fā)泡成型一半；6、提高設(shè)計(jì)自由：氣體輔助注射成型使結(jié)構(gòu)完整性和設(shè)計(jì)自由度提高：7、厚薄一次成型：對(duì)一些壁厚差異大的制品通過(guò)氣輔技術(shù)可一次成型：8、提高模具壽命：降低模腔內(nèi)壓力，使模具損耗減少，提高工作壽命：9、降低模具成本：減少射入點(diǎn)，氣道取代熱流道從而使模具成本降低；10、消除凹陷縮水：沿筋板和根部氣道增加了剛度，不必考慮縮痕問(wèn)題。樹(shù)脂傳遞模塑成型（RTM）的成型原理、特點(diǎn)、及應(yīng)用前景：RTM的基本原理是將玻璃纖維增強(qiáng)材料鋪放到閉模具的模腔內(nèi)，用壓力將樹(shù)脂膠液注入模腔，浸透玻纖增強(qiáng)材料，然后固化，脫模成型制品。RTM成型技術(shù)的特點(diǎn)：1、可以制造兩面光的制品；2、成型效率高，適合中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（20000件/年內(nèi)）；3、RTM為閉模操作，不污染環(huán)境；不損害健康；4、增強(qiáng)材料可任意方向鋪放，容易實(shí)現(xiàn)按制品受力狀況合理鋪放增強(qiáng)材料；5、原材料及能源消耗少；6、建廠投資少。RTM技術(shù)適用范圍（見(jiàn)課件）很廣，目前已廣泛用于建筑、交通、電訊、衛(wèi)生、航空航天等工業(yè)領(lǐng)域。已開(kāi)發(fā)的產(chǎn)品有：汽車殼體及部件、娛樂(lè)車構(gòu)件、螺旋槳、天線罩、機(jī)器罩、浴盆、淋浴間、游泳池板、座椅、水箱、電話亭、電線桿、小型游艇等。RTM成型、手糊成型、噴射成型、SMC成型四者的優(yōu)缺點(diǎn)比較：RTM的基本原理是將玻璃纖維增強(qiáng)材料鋪放到閉模的模腔內(nèi)，用壓力將樹(shù)脂膠液注入模腔，浸透玻纖增強(qiáng)材料，然后固化，脫模成型制品。RTM成型技術(shù)的特點(diǎn)：①可以制造兩面光的制品；②成型效率高，適合于中等規(guī)模的玻璃鋼產(chǎn)品生產(chǎn)（20000件/年以內(nèi)）；③RTM為閉模操作，不污染環(huán)境，不損害工人健康；④增強(qiáng)材料可以任意方向鋪放，容易實(shí)現(xiàn)按制品受力狀況例題鋪放增強(qiáng)材料；⑤原材料及能源消耗少；⑥建廠投資少，上馬快。手糊成型工藝又稱接觸成型工藝。是手工作業(yè)把玻璃纖維織物和樹(shù)脂交替鋪在模具上，然后固化成型為玻璃鋼制品的工藝。優(yōu)點(diǎn)是成型不受產(chǎn)品尺寸和形狀限制，適宜尺寸大、批量小、形狀復(fù)雜的產(chǎn)品的生產(chǎn)。設(shè)備簡(jiǎn)單、投資少、見(jiàn)效快。適宜我國(guó)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)的發(fā)展。且工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)技術(shù)易掌握，只需經(jīng)過(guò)短期培訓(xùn)即可進(jìn)行生產(chǎn)。易于滿足產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要，可在產(chǎn)品不同部位任意增補(bǔ)增強(qiáng)材料；制品的樹(shù)脂含量高，耐腐蝕性能好。缺點(diǎn)是生產(chǎn)效率低、速度慢、生產(chǎn)周期長(zhǎng)、不宜大批量生產(chǎn)。且產(chǎn)品質(zhì)量不易控制，性能穩(wěn)定性不高。產(chǎn)品力學(xué)性能較低。生產(chǎn)環(huán)境差、氣味大、加工時(shí)粉塵多，易對(duì)施工人員造成傷害。噴射成型工藝是將混有引發(fā)劑和促進(jìn)劑的兩種聚酯分別從噴槍兩側(cè)噴出，同時(shí)將切斷的玻纖粗紗，由噴槍中心噴出，使其與樹(shù)脂均勻混合，沉積到模具上，當(dāng)沉積到一定厚度時(shí)，用輥輪壓實(shí)，使纖維浸透樹(shù)脂，排除氣泡，固化后成制品。噴射成型的優(yōu)點(diǎn)：①用玻纖粗紗代替織物，可降低材料成本；②生產(chǎn)效率比手糊的高2～4倍；③產(chǎn)品整體性好，無(wú)接縫，層間剪切強(qiáng)度高，樹(shù)脂含量高，抗腐蝕、耐滲漏性好；④可減少飛邊，裁布屑及剩余膠液的消耗；⑤產(chǎn)品尺寸、形狀不受限制。其缺點(diǎn)為：①樹(shù)脂含量高，制品強(qiáng)度低；②產(chǎn)品只能做到單面光滑；③污染環(huán)境，有害工人健康。片狀模塑料SMC的成型工藝主要有以下兩類：①將玻纖含量為

25％～40％（根據(jù)具體要求而定）的SMC片材，按產(chǎn)品形狀要求剪裁成一定的尺寸，揭去兩面的PE薄膜，按一定要求疊放在熱的對(duì)模上進(jìn)行加壓加溫成型；②先在熱模內(nèi)按要求鋪放好一定量（根據(jù)玻纖含量要求而定）的連續(xù)玻纖預(yù)成型氈，然后將不含玻纖或僅含少量玻纖（一般為5％以下）的SMC片材經(jīng)剪裁、撕去薄膜后疊放在預(yù)成型氈上，最后鋪上一層表面氈。在較慢的合模（約需lmin)下使材料流動(dòng)而安全浸透預(yù)成型氈，并在加溫加壓下固化成型。

后一類工藝的最大特點(diǎn)是：可在成型前改變預(yù)成型氈的鋪設(shè)和局部纖維含量，來(lái)滿足制件局部的高強(qiáng)度要求，并獲得總體強(qiáng)度高于前一類工藝的制品。SMC工藝的特點(diǎn)是：(1)操作方便。整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程易實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動(dòng)化，生產(chǎn)效率高，改善了濕法成型的作業(yè)環(huán)境和勞動(dòng)條件。(2)產(chǎn)品的可沒(méi)計(jì)性強(qiáng)?？赏ㄟ^(guò)改變組份的種類和配方，改變成型工藝來(lái)滿足不同產(chǎn)品的不同要求。如耐腐蝕、絕緣、絕熱、零收縮、柔性、低密度、高強(qiáng)、A級(jí)表面、抗靜電等等。(3)成型流動(dòng)性好?？沙尚徒Y(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品，特別適合制作大型薄殼異形制品。能實(shí)現(xiàn)制品變厚度，帶嵌件、孔洞、凸臺(tái)、加強(qiáng)筋、螺紋等功能。(4)產(chǎn)品內(nèi)外光潔，尺寸準(zhǔn)確，適合制作汽車外圍件，電氣零部件，機(jī)械部件，防腐容器等產(chǎn)品。適合大規(guī)模生產(chǎn)，成本較低。(5)增強(qiáng)材料在生產(chǎn)與成型過(guò)程中均無(wú)損傷，長(zhǎng)度均勻，制品強(qiáng)度較高，可進(jìn)行輕型結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，色彩艷麗。SMC工藝也有其不足之處，主要是SMC機(jī)組、壓機(jī)、模具要求高投入，同時(shí)，生產(chǎn)技術(shù)要求較高。5、微孔注射發(fā)泡成型原理、特點(diǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀：在傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)發(fā)泡注射成型中，通常采用化學(xué)發(fā)泡劑，由于其產(chǎn)生的發(fā)泡壓力較低，生產(chǎn)的制件在壁厚和形狀方面受到限制。微孔發(fā)泡注射成型采用超臨界的惰性氣體受到限制。微孔發(fā)泡注射成型采用超臨界的惰性氣體（CO2、N2）作為物理發(fā)泡劑．其工藝過(guò)程分為四步：（1）氣體溶解：將惰性氣體的超臨界液體通過(guò)安裝在構(gòu)簡(jiǎn)上的注射器注人聚合物熔體中，形成均相聚合物/氣體體系；（2）成核：充模過(guò)程中氣體因壓力下降從聚合物中析出而形成大量均勻氣核；（3）氣泡長(zhǎng)大：氣在精確的溫度和壓力控制大；（4）定型：當(dāng)氣泡長(zhǎng)大到一定尺寸時(shí)，冷卻定型。微孔發(fā)泡與一般的物理發(fā)泡有較大的不同。首先，微孔發(fā)泡加工過(guò)程中需要大量惰性氣體如CO2、N2溶解于聚合物，使氣體在聚合物呈飽和狀態(tài)，采用一般物理發(fā)泡加工方法不可能在聚合物一氣體均相體系中達(dá)到這么高的氣體濃度。其次，微孔發(fā)泡的成核數(shù)要大大超過(guò)一般物理發(fā)泡成型采用的是熱力學(xué)狀態(tài)逐漸改變的方法，易導(dǎo)致產(chǎn)品中出現(xiàn)大的泡孔以及泡孔尺寸分布不均勻的弊病。微孔塑料成型過(guò)程中熱力學(xué)狀態(tài)迅速地改變，其成核速率及泡核數(shù)量大大超過(guò)一般物理發(fā)泡成型。與一般發(fā)泡成型相比，微孔發(fā)泡成型有許多優(yōu)點(diǎn)。其一是它形成的氣泡直徑小,可以生產(chǎn)因一般泡沫塑料中微孔較大而難以生產(chǎn)的薄壁（1mm）制品；其二是微孔發(fā)泡材料的氣孔為閉孔結(jié)構(gòu)，可用和阻隔性包裝產(chǎn)品；其三是生產(chǎn)過(guò)程中采用CO2或N2，因而沒(méi)有環(huán)境污染問(wèn)題。

塑料發(fā)泡成型因其可減輕制品重量，且制品具有緩沖、隔熱效果而廣泛應(yīng)用在日用品、工業(yè)部件、建材等領(lǐng)域。傳統(tǒng)的發(fā)泡成型通常使用特定的鹵代烷烴、有機(jī)化合物以及鹵代烷烴的替代品作為發(fā)泡劑。微孔泡沫塑料注射成型是在超臨界狀態(tài)下利用CO2及N2進(jìn)行微孔泡沫塑料成型技術(shù)，目前已進(jìn)人實(shí)用化階段。微孔泡沫塑料注射成型可生產(chǎn)壁厚為0.5mm的薄壁大部件及尺寸精度要求高的、形狀復(fù)雜的小部件。它推翻了長(zhǎng)期一直認(rèn)為發(fā)泡成型只能完成厚壁制品的生產(chǎn)的觀點(diǎn)。與傳統(tǒng)的發(fā)泡成型形成的最小孔徑為250μｍ的不均勻的微孔相比，微孔泡沫塑料成型及應(yīng)用是建立在美國(guó)麻省理工學(xué)院(MIT)于20世紀(jì)90年代提出微