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Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,浓缩的基本特性,浓缩方式及原理,液体食品的浓缩,第1页，共25页。,一、浓缩的基本特性,物料类型：,液体食品,水分减少机制：,流体内部以分子、漩涡状传递水分，流体表面到外部周围以对流传质,操作方式：,商业上使用连续、稳定态操作,产品特性：,水分含量2030%，产品仍具有流动性,浓缩：,从溶液中除去部分溶剂（通常是水）的操作过程，也是溶质和溶剂均匀混合溶液的部分分离过程。,第2页，共25页。,浓缩的目的：,减少重量和体积,提高制品浓度、增大渗透压、降低水分活度、延长保质期,是结晶操作的前处理过程或结晶控制的一种手段,降低食品脱水过程的能耗,改善产品品质,第3页，共25页。,二、浓缩方式及原理,蒸发浓缩,膜浓缩,冷冻浓缩,第4页，共25页。,浓缩：从溶液中除去部分溶剂（通常是水）的操作过程，也是溶质和溶剂均匀混合溶液的部分分离过程。,果汁澄清以及反渗透之前的预处理等。,分离原理：纯水的选择性结晶,在处理稀溶液时反渗透可能是最经济的浓缩方式。,提高制品浓度、增大渗透压、降低水分活度、延长保质期,浓缩：从溶液中除去部分溶剂（通常是水）的操作过程，也是溶质和溶剂均匀混合溶液的部分分离过程。,果汁澄清以及反渗透之前的预处理等。,相对于蒸发能力的蒸发器大小,GY20T中空超滤设备,提高制品浓度、增大渗透压、降低水分活度、延长保质期,相对于蒸发能力和产品质量的操作费用,0nm(或更大）的超滤膜来过滤含有大分子或微细粒子的溶液，使大分子或微细粒子从溶液中分离的过程。,以及以电力为推动力的电渗析(ED)。,超滤的最大应用也是乳制品行业，如选择性脱乳糖或脱盐，分离功能性成分。,反渗透通常采用醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺等具有高度稳定性和高强度并具有要求通透性的材料。,果汁澄清以及反渗透之前的预处理等。,操作方式：商业上使用连续、稳定态操作,特别适合于热敏性食品的浓缩，避免芳香物质因加热所造成的挥发损失。,利用反渗透膜选择性的只能透过溶剂(通常是水)的性质，对溶液施加压力以克服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。,浓缩：从溶液中除去部分溶剂（通常是水）的操作过程，也是溶质和溶剂均匀混合溶液的部分分离过程。,反渗透通常采用醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺等具有高度稳定性和高强度并具有要求通透性的材料。,采用短时蒸发浓缩设备,从大豆乳清废液中提取大豆蛋白质,目前主要用于原果汁、高档饮品、生物制品、药品、调味品等的浓缩。,影响传热因素（温差、传热面沉淀、界面膜）,目前主要用于原果汁、高档饮品、生物制品、药品、调味品等的浓缩。,在处理稀溶液时反渗透可能是最经济的浓缩方式。,提高制品浓度、增大渗透压、降低水分活度、延长保质期,（一）蒸发浓缩,1、蒸发原理,传热与传质,热量与质量的平衡原理,影响传热因素（温差、传热面沉淀、界面膜）,第5页，共25页。,2、蒸发浓缩过程食品物料的变化,食品中热敏性物质的变化,黏稠性,结垢性,起泡性,结晶性,风味形成与挥发,第6页，共25页。,3、蒸发设备的选择,操作能力,物料需要浓缩的程度,物料的热敏性,是否需要回收风味物质,清洁的容易程度,操作的方便性,相对于蒸发能力的蒸发器大小,相对于蒸发能力和产品质量的操作费用,第7页，共25页。,短管蒸发器,强制循环蒸发器,第8页，共25页。,长管垂直降膜式蒸发器,长管垂直升膜式蒸发器,第9页，共25页。,刮板薄膜蒸发器,第10页，共25页。,板式蒸发器,第11页，共25页。,单效蒸发器,多（双）效蒸发器,蒸发器结构,一效蒸汽,进料,二次蒸汽,一效冷凝水,中间浓缩物,二效进料,二效冷凝水,产品,第12页，共25页。,4、蒸发浓缩过程香味的保护与回收,措 施,采用低温蒸发浓缩设备，减少香味成分的挥发,采用短时蒸发浓缩设备,蒸馏法回收,浆液浓缩工艺,第13页，共25页。,（二）膜浓缩,目前在工业上应用较成功的膜浓缩主要有：,以压力为推动力的,反渗透,(Rever Osmosis,简称 RO)、,超滤,(Ultra Filtration,简称 UF),以及以电力为推动力的,电渗析,(ED)。,第14页，共25页。,利用反渗透膜选择性的只能透过溶剂(通常是水)的性质，对溶液施加压力以克服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。,1、反渗透,第15页，共25页。,反渗透通常采用醋酸纤维、聚丙烯晴、聚酰胺、聚亚酰胺等具有,高度稳定性,和,高强度,并具有要求,通透性,的材料。,在处理稀溶液时反渗透可能是最经济的浓缩方式。在食品工业中最大的商业化应用是,乳清浓缩,，其他还包括果汁蒸发前的浓缩、纯化水等。,第16页，共25页。,2、超滤,应用孔径为1.020.0nm(或更大）的超滤膜来过滤含有大分子或微细粒子的溶液，使大分子或微细粒子从溶液中分离的过程。,第17页，共25页。,超滤通常采用聚砜、聚酰胺、聚氧乙烯、聚碳酸酯、聚酯、刚性醋酸酯等材料。,超滤的最大应用也是,乳制品,行业，如选择性脱乳糖或脱盐，分离功能性成分。其它应用包括：酶、其它蛋白质或多糖的分离、浓缩；果汁澄清以及反渗透之前的预处理等。,第18页，共25页。,在外加直流电场的作用下，利用阴离子交换膜（只允许阴离子透过而阻挡阳离子）和阳离子交换膜（只允许阳离子透过而阻挡阴离子）的选择透过性，使,溶液中的阴、阳离子与其溶剂分离。,3、电渗析,料液,阳膜,阴膜,阴膜,第19页，共25页。,4、膜浓缩的应用,果汁的浓缩,蔗糖液的浓缩,干酪制造过程中脱脂乳的浓缩,从大豆乳清废液中提取大豆蛋白质,电渗析浓缩法制盐,第20页，共25页。,三吨双级反渗透,反渗透设备一角,第21页，共25页。,GY-30T中空超滤设备,GY20T中空超滤设备,GY20T中空超滤设备,GY-30T中空超滤设备,第22页，共25页。,（三）冷冻浓缩,冷冻浓缩是利用冰与水溶液之间的固液相平衡原理的一种浓缩方法。,特别适合于热敏性食品的浓缩，避免芳香物质因加热所造成的挥发损失。,目前主要用于原果汁、高档饮品、生物制品、药品、调味品等的浓缩。,第23页，共25页。,分离动力：制冷剂,分离原理：纯水的选择性结晶,分离步骤：首先是部分水分从水溶液中结晶析出，而后将冰晶与浓缩液加以分离。,分离产物：液态浓缩物和纯冰,冷冻浓缩基本单元组成示意图,第24页，共25页。,思考题,干燥和浓缩的区别是什么？浓缩的类型有哪些？试举一例讨论浓缩的原理、操作过程及其应用特性。,膜浓缩的种类主要有哪些？各自的分离范围和原理是什么？,第25页，共25页。,
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