聚醚砜在食品行业的使用比例?

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聚醚醚酮棒一般指PEEK棒 本词条缺少信息栏,补充相关内容使词条更完整,还能快速升级,赶紧来吧!
,中文名称为,是采用英国威格斯PEEK原料挤出而成。PEEK棒不仅耐热性比其他耐高温塑料优异,而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性。PEEK棒材的韧性好,对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的,可与合金材料媲美。
产品名称::高级塑料聚醚醚酮PEEK的主要技术指标 介绍 PEEK (聚醚醚酮)具有优秀的综合性能,机械性能好,耐高温,耐化学性能卓越,使之成为最通用的指标单位指标值密度9/cm1.45拉伸强度Mpa92.2断裂伸长率‰50 介电强度Kv/mm190 聚醚醚酮PEEK材料具有以下特性:
1:PEEK棒聚醚醚酮棒耐高温性能:玻璃化温度高达151C,熔点为348C,经GF或CF填充后,热变形温度高达326C以上,美国UL认可的长期使用温度为2600C 2:PEEK聚醚醚酮优异的机械性能:是所有的树脂中韧性和刚性结合最完美的材料,其强度和耐疲劳性甚至优于一些金属和合金材料。
3:PEEK棒聚醚醚酮棒阻燃性和低发烟性:不需要添加其他的阻燃成分即具有阻燃的特性,1.45mm厚度的试样即可以达到UL-94 V0的标准,而且发烟量明显低于其他品种的树脂。 4:PEEK聚醚醚酮耐化学药品性:除了高浓度浓硫酸等强氧化性酸的侵蚀,具有近似于PTFE树脂的耐化学品性,而且在各种化学试剂中能够完整地保留其机械性能,是极为优异的抗腐蚀材料。
5:PEEK棒聚醚醚酮棒耐水解性:在高温蒸汽和热水中长期浸泡仍能够保持良好的机械性能,是所有树脂中抗水解性能最好的品种。
6:PEEK聚醚醚酮尺寸稳定性:具有极低的吸水率和线性热膨胀系数,其制品在各种应用环境下有优异的尺寸稳定性。
7:PEEK棒聚醚醚酮棒电性能和绝缘性能:在高温、高压、高速、高湿等环境下仍然具有优异的绝缘性和稳定的电性能。
8:PEEK棒聚醚醚酮棒耐辐照和耐侯性:对各种辐射具有优异的抵抗能力,可以经受高剂量的?、γ等射线的辐照并保持其各项特性,可以应用于各种恶劣环境。
9:PEEK棒聚醚醚酮棒高纯度、低挥发性和无毒性:PEEK棒聚醚醚酮棒树脂本身没有毒性,其分子结构非常稳定,不容易产生挥发物,还有抗辐射作用,提纯处理后的高纯度的树脂是优良的生化医疗材料。该材料当温度达到 260 度之前都具有极好的介电性能。并能抵抗能量射线照射、抗腐蚀等重要性能。 它属耐高温热塑性塑料,具有较高的玻璃化转变温度( 155℃ )和熔点( 334℃ ),负载热变型温度高达335℃( 30%玻璃纤维或碳纤维增强牌号 ),可在250℃下长期使用,与其他耐高温塑料如PTFE、PPO等相比,使用温度上限高出近50℃;PEEK棒不仅耐热性比其他耐高温塑料优异,而且具有高强度、高模量、高断裂韧性以及优良的尺寸稳定性、抗辐射性;PEEK棒材在高温下能保持较高的强度,它在200℃时的弯曲强度达24MPa左右,在250℃下弯曲强度和压缩强度仍有12~13MPa;PEEK树脂的刚性较大,尺寸稳定性较好,线胀系数较小,非常接近于金属铝材料;具有优异的耐化学药品性,在通常的化学药品中,只有浓硫酸能溶解或者破坏它,它的耐腐蚀性与镍钢相近,同时其自身具有阻燃性,在火焰条件下释放烟和有毒气体少,抗辐射能力强;PEEK棒材的韧性好,对交变应力的优良耐疲劳性是所有塑料中最出众的,可与合金材料媲美;PEEK棒材具有突出的摩擦学特性,耐滑动磨损和微动磨损性能优异,尤其是能在260℃下保持高的耐磨性和低的摩擦系数;PEEK 具有优秀的综合性能,机械性能好,耐高温,耐化学性能优越,使之成为最通用的高级塑料。1:耐高温  美国UL认证长期使用温度为260℃。即使温度高达到300℃时,仍可保持极好的机械性能
本色PEEK板
2:耐磨损  在很多高温、高载荷、强腐蚀等极其恶劣的应用环境下,PEEK聚合物及其复合材料都有极佳的耐磨损性能。
3:自润滑  具有较低的摩擦系数,可实现无油润滑工作,可在油、水、蒸汽、弱酸碱等介质中长期工作。
4:耐腐蚀  不溶于普通溶剂,对各种有机和无机化学试剂,都具有良好的抗腐蚀性能。
5:高强度  在塑料中具有最好的力学强度。同时还具有很高的刚性和表面硬度。
6:易加工  可以采用注塑成型工艺直接加工出零件。可进行车削、铣、钻孔、攻丝、粘接及超声波焊接等后加工。
7:耐水解  在温度超过250℃的蒸汽或处在高压的水中浸泡,PEEK制品仍可以连续工作数千小时而不出现明显的性能下降。
8:阻燃性  在不使用任何添加剂的情况下,1.45㎜厚度的PEEK样片的可燃性等级为UL94 V-0级。  9:低烟无毒  燃烧时烟雾和毒气量特别低。
10:电气性能  在很宽的温度和频率范围内,仍可以保持稳定的、优异的电性能。
11:抗辐射性  具有极强的抗高剂量γ射线辐射的性能,机械性能可得到完整的保留,可用作核设备中的耐辐射零件。
12:尺寸稳定  PEEK板缺点:  注射工艺苛刻、机加工工艺要求较高,相对于金属材料强度有些低。1、PEEK-1000 (褐灰色)
使用纯的聚醚醚酮树脂为原料制造,在所有 PEEK 级别中韧性最好,抗冲击最佳。 PEEK-1000 可以使用最方便的消毒方式进行消毒(蒸汽、干燥热力、乙醇和 Y 射线),并且制造 PEEK-1000 的原材料成分符合欧盟及美国 FDA 关于食品应性的规定,这些特点使之适在医疗、制药和食品加工业得到非常普遍应用。黑色peek板
2、PEEK-HPV (黑色)  加入 PTFE 、石墨和碳纤维的结果,使 PEEK-HPV 成为轴承级塑料。其优越的摩擦性能(低摩擦系数、耐磨损、较高的峰压限)使得此级别的摩擦应用领域成为理想材料。
3、PEEK-GF30 (褐灰色)  该材料填充了 30% 玻璃纤维的增强级塑料,比 PEEK-1000 有更好的刚性和抗蠕变性能,以及更佳的尺寸稳定性,制造结构性零件较为理想。在高温下可长时间地承受固定负荷。如采用 PEEK-GF30 作为滑动件,应仔细检验其适应性,因为玻璃纤维刮伤配合面。
4、PEEK-CA30 (黑色)  该材料填充 30% 碳纤维增强,比 PEEK-GF30 有更好的机械性能(较高的弹性模量、机械强度和蠕变)和更耐磨,而且加碳纤维增强的塑料要比未增强的 PEEK 塑料具有 3.5 倍的导热性 - 更快地从轴承表面散热。性能参数表
4.9*1016xcm
化学抵抗性
介电常数1MHz
连续使用温度
介电损耗因数1MHz
屈服抗拉强度
屈服拉应变
泄漏电流强度
极限抗拉强度
极限拉应变
无毒无害性
抗冲击韧度
缺口冲击韧度
洛氏法球压硬度
抗紫外线性能U.V
耐碳酸水性
维卡软化温度
耐氯碳酸水性(CKW)
热畸变温度
耐芳香族化合物性
热线性膨胀系数
0.47K-1*104
热导率20℃
0.25w/(mxk)
以上参数只供选材料参考!黑色peek棒是一种耐高温、高性能的热塑性特种工程塑料。它有着良好的机械性能和耐化学品、耐磨损、耐水解等性能;它比重轻,自润滑性能好,由于具有非常好的加工性能,可以填充碳纤维、二硫化钼等进一步提高润滑性能和机械强度。 PEEK工程塑料广阔的应用空间涉及到航空、机械、电子、化工、汽车等高科技工业领域,可制造高要求的机械零部件,如齿轮、轴承、活塞环、支撑环、密封环(函)、阀片、耐磨圈等。 PEEK材料的卓越性能主要表现在以下几方面:PEEK具有较高的玻璃化转变温度和熔点(334℃),这是它可在有耐热性要求的用途中可靠应用的理由之一。其负载热变型温度高达316℃,连续使用温度为260℃。PEEK是韧性和刚性兼备并取得平衡的塑料。特别是它对交变应力的优良耐疲劳是所有塑料中最出众的,可与合金材料媲美。PEEK在所有塑料中具有出众的滑动特性,适合于严格要求低摩擦系数和耐摩耗用途使用。特别是碳纤、石墨各占一定比例混合改性的PEEK自润滑性能更佳。PEEK具有优异的耐化学药品性,在通常的化学药品中,能溶解或者破坏它的只有浓硫酸,它的耐腐蚀性与镍钢相近。PEEK是非常稳定的聚合物,1.45mm厚的样品,不加任何阻燃剂就可达到最高阻燃标准。PEEK的耐剥离性很好,因此可制成包覆很薄的电线或电磁线,并可在苛刻条件下使用。PEEK在所有树脂中具有最好的耐疲劳性。耐γ辐照的能力很强,超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。可以作成γ辐照剂量达1100Mrad时仍能保持良好的绝缘能力的高性能电线。PEEK及其复合材料不受水和高压水蒸气的化学影响,用这种材料作成的制品在高温高压水中连续使用仍可保持优异特性。由于PEEK具有耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、耐摩擦特性,国际国内许多设备的零件,如轴承,活塞环,往复式气体压缩机阀片等广泛采用PEEK。耐高温、耐高湿、耐辐射等优异性能,在核电站等能源工业、化工领域已被广为应用。peek管
3、电子信息产业的应用 在国际上这是PEEK的第二大应用领域,用量约为25%,特别是在超纯水的输送方面,应用PEEK制作的管道、阀门、泵,才能使超纯水不致受到污染,国外已广为采用。由于PEEK的综合性能优越,90年代以来,国外已广泛应用于航空航天制品,国内也在歼8-II型飞机和神舟号宇宙飞船的制品上试用成功。节能、减重、低噪音一直是汽车发展所要求的重要指标,PEEK轻质、高机械强度、耐热、自润滑等特性恰好满足了汽车行业的需求。PEEK除制作一些精密医疗仪器外,最重要的应用是可以替代金属制作人造骨,具有轻质、无毒、耐腐蚀性强等优点外,还可以与肌体有机地结合,是与人骨最接近的材料。
PEEK 在航天、医疗、半导体、制药和食品加工业得到非常普遍的应用,如卫星上的气体分板仪构件、热交换器刮片;因其优越的摩擦性能,在摩擦应用领域成为理想材料,如套筒轴承、滑动轴承、阀门座、密封圈、泵耐磨环等。 各种生产线用零部件,半导体液晶制造装置零部件,检验装置零部件,制造用治具,原子能关联零部件,电子元件,各种精密机器零部件,食品加工线关联零部件,化学机械设备关联零部件,熔接机器关联零部件,镀金加工机器关联零部件,金属表面处理
关联零部件,绝热部件等。1-100MM*610/1000MM*1000MM目前国内没有生产PEEK板的厂家,主要依靠进口。产地有德国、美国、日本等地。在150 ℃以上(高于玻璃相变温度),所有PEEK 级的塑料机械性能迅速下降,而线性热膨胀系数迅速增大,如在超过150 ℃的温度工作中符合较大时,可选择PAL 制造耐高温零件。PEEK普通机械,PEEK电子半导体,PEEK石油机械,PEEK汽车工业,PEEK仪器仪表,PEEK化工工业,PEEK包装机械,,PEEK医疗器械,PEEK核工业,PEEK焊接切割,PEEK纺织印染,PEEK造纸机械,PEEK螺丝,PEEK球阀阀座,PEEK棒材,PEEK板材,PEEK粒子,PEEK齿轮peek板
[1]PEEK高温耐磨滚轮 测厚仪PEEK滚轮 压缩机用PEEK密封阀片 压缩机用PEEK密封阀片 镶嵌在铜条上的PEEK滑片 PEEK衬套 PEEK镶嵌注塑耐磨圆盘 PEEK耐磨轴套 PEEK旋梭皮带调节轮 PEEK精密零件四件套 PEEK皮带罩固定轴带轮 GFM-PEEK法兰轴套 PEEK隔热垫 M8乘15外六角PEEK螺栓 PEEK-HPV(450FC30)板 PEEK-450CA30板 直径55毫米PEEK-450CA30棒 直径10毫米PEEKGL30棒 PEEK细粉 调色后的红色PEEK粒子 PEEK450FC30(含石墨、PTFE、碳纤各10%)粒子
PEEK450CA30(30%碳纤增强)粒子 PEEK450GL30(30%玻纤增强)粒子 PEEK450G(纯PEEK)粒子 PEEK高温耐磨斜滚轮 PEEK高温耐磨直滚轮 PEEK数控加工零件 PEEK高温耐磨滚轮 PEEK薄壁锥形套 PEEK薄壁锥形套 PEEK手旋螺母 PEEK刀片 PEEK耐磨轨道条 PEEK盖子 PEEK带滚花轴杆 半导体工业用PEEK真空吸盘 PEEK滚轮 PEEK耐磨刮板 6英寸PEEK球阀阀垫 PEEK耐磨长套 PEEK微型泵泵盖 天然气球阀PEEK阀座 大型板形PEEK密封耐磨零件 大型球阀高温PEEK密封圈
PEEK耐磨轴套 PEEK球阀密封圈 PEEK耐磨轴套PEEK耐磨叶片 汽车用PEEK高温耐磨轴套 真空泵PEEK滑片及接头 PEEK电磁阀阀芯 PEEK端面滑动轴承 PEEK耐磨密封圈 分析仪器用PEEK密封垫 PEEK隔热垫 PEEK带翻边轴套 PEEK密封环 PEEK同步带皮带轮
PEEK手紧接头(扁的) 超声波检测设备用PEEK耐磨板 测量仪器用PEEK零件 PEEK测试探头(直接镶嵌注塑成型) 翻边耐磨套 PEEK手紧接头 PEEK手紧接头PEEK岩心隔离套 PEEK高温耐磨轴套 PEEK耐磨滚轮 PEEK耐磨刮板 PEEK滚轮 PEEK耐磨件 PEEK细长耐磨轴套 包装机 械用PEEK滚动轮 PEEK导向轮 PEEK小滚轮 PEEK滚轮 PEEK耐磨片 烟草机械用PEEK耐磨直套
PEEK高温耐磨衬套 PEEK高温耐磨滑块 PEEK塑料轴承 PEEK高温耐磨轴承座 PEEK多孔连接器 PEEK高温防护罩 纺织机械耐磨套 PEEK轴承盖 PEEK高温耐磨滑块 PEEK绝缘护套 PEEK耐磨板机 PEEK高温耐磨滑块 PEEK导向尾 PEEK横支撑 医疗器械用多个PEEK零件 医疗器械用PEEK零件 医疗器械用PEEK套 医疗消毒设备用PEEK密封板 PEEK环架 消毒设备用PEEK耐腐隔热板
PEEK跟骨连杆 PEEK高温耐磨滑块(墨绿色) PEEK往复运动耐磨轴套 PEEK耐磨关节球 6203PEEK无油轴承 PEEK滚珠 PEEK高温耐磨滑块 PEEK耐磨滑条 M8乘15国标螺丝 PEEK螺丝M5×11圆头一字型 PEEK螺丝M6×20圆头十字型 PEEK螺丝M4×13(基体螺丝)
PEEK丝杆M8×30 PEEK加长丝杆M8×140 PEEK螺丝M6×20圆头一字型 PEEK螺丝M5×9圆头一字型 2-2分之1英寸PEEK球阀阀垫 3英寸PEEK球阀阀座 PEEK球阀阀座集体照片带金属球 PEEK双联齿轮 PEEK摆动齿轮1、国内PEEK材料研发的历程
我国从“七·五”计划开始,在国家科技攻关计划和“863”计划中分别设立专项基金进行独立自主的研究开发,吉林大学是承担这些研究计划的唯一单位,最终在“八·五”期间完成了10t/y的扩试。鉴定结果表明,材料主要性能指标达到国外同类产品水平。目前,国内开发的这一产品已取得了几项国家发明专利,拥有了独立自主的知识产权,形成了批量生产能力,不仅满足了发展我国国防军工的需要,也为民用高技术的发展提供了材料来源。
在此基础上,“九·五”科技攻关计划立项50t/y的中试,完成后又被国家发改委在“十·五”期间列为建设500t/y规模产业化示范工程,并于2003年底建成投产,从而使我国成为目前继英国Victrex公司之后第二个能自主生产这种高性能塑料的国家,打破了Victrex公司长达20多年的独家垄断地位。另外,由于此项技术不仅拥有独立自主的知识产权,而且实现了全部生产设备和原料的国产化,因此生产成本低,取得了显著的经济效益。
2、国内PEEK制品开发的现状
与材料生产技术的研发进展相比,国内PEEK材料的制品开发则十分滞后,到目前为止,基本还是停留在某些进口PEEK产品的国产化阶段。下面是几个成功的应用案例。
(1)气体压缩机阀片。这是民用制品中在国内应用开发得最早也是最成功的一个产品。国际上自20世纪90年代,气体压缩机的阀片就已完成了由传统金属向PEEK材质的更新换代。由于其优点是低噪音、长寿命以及?抻腿蠡???允?突?ば幸涤τ玫慕?谘顾趸?璞付疾捎?/span&PEEK阀片。由于其使用寿命为8000h,使其成为必须进口的零部件,且其售价高达10~12元/g。目前,国产产品几乎全部代替了进口压缩机阀片。据中国石化提供的统计数据表明,如国产压缩机实现10%的更新换代,全国用量将达上百吨。
(2)磁力泵用各种零部件。化工生产中,输送酸、碱用的磁力泵多采用防腐性能较好的钛金属材料,但钛金属仍会受到盐酸的腐蚀。开始采用PEEK材料代替钛金属试制关键部件隔离套,之后拓展到齿轮、螺丝、螺母、轴、轴套等多种零部件,目前每台泵采用PEEK材质的零部件达20余件。
(3)深井采油机械零部件。
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高碳醇消泡剂在制浆行业的使用比例?
kg、50KG白色一级塑料包装、酱醋酿造:用于酿造工艺最大使用量为1g&#47、低温时流动性差、乳制品: 高碳醇脂肪酸酯消泡剂 活性成份、制糖工艺及发酵工艺为3g&#47,更具有应用价值.5%: 我国《食品添加剂使用卫生标准》规定:400-800,也应用于合成乳胶、饮料;产品具有不影响制品口感,不影响消泡剂使用效果,一般工业使用添加量0、抑泡持久;水份、豆制品工艺为1,又称DSA-5消泡剂、消泡效率可达96-98%等独特优势;常温下贮存期一年内有效、制糖业:为淡黄色粘稠状液体.s、大豆蛋白提取.6g&#47。 产品简介、消泡迅速,黏度(mPa;由于产品性能优越: 十八醇硬脂酸酯.5‰左右,尤其在许多国家严格控制硅残留量和禁止使用聚醚类消泡剂的背景下;
化学性能稳定。 包装贮运、金属清洗等多种行业、奶业;kg、符合食品包装要求:≤1、硬脂酸三乙醇胺和硬脂酸铝复配物。 使用方法,是我国食品工业重点推广的消泡剂。 物理特性: 本品采用25KG、烟嘴胶粘剂等食品工业!如冻结采取加温融化后搅拌均匀;kg: 外观.5-2,被广泛应用与豆制品。乳液贮藏应防冻,25℃)SXP-110高碳醇脂肪酸脂消泡剂分类名称: 本品专为食品加工行业消泡设计、制药
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出门在外也不愁膜分离技术及其在食品中工业的应用
13:32:00 中国食品科技网
膜技术是一项新型的高新分离技术.自上世纪五十年代以来,微滤膜、离子交换膜、反渗透膜、超滤膜、气体膜分离等相继得到广泛应用.成为世界各国研究的热点.已被国际公认为本世纪最有发展前途的重大高新生产技术之一,有操作方便、设备紧凑、工作环境安全、节约能源和化学试剂等优点,目前已被广泛应用于食品、医药、化学、环保等各个领域。产生了显著经济和社会效益。
而利用膜分离技术生产的食品称为膜分离食品。膜分离食品技术以其优越性得到了食品工业依赖于广泛的应用;用以乳品加工领域的牛奶浓缩、乳清分离和软干酪制造;发酵工业领域的微滤除菌、酒及酒精饮料的超滤精制、提高葡萄糖的甜度;饮料生产领域的苹果汁、番茄汁等果汁和蔬菜汁的澄清和浓缩;还在茶叶、甜菊糖、大豆蛋白、酱油、醋的加工方面有很好的应用。
1、膜分离技术的发展简史[1]
1748年Abble
Nelkt发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内,首次揭示了膜分离现象。人们发现动植物体的细胞膜是一种理想的半透膜,即对不同质点的通过具有选择性,生物体正是通过它进行新陈代谢的生命过程。直到1950年,W.Juda首次发表了合成高分子离子交换膜,膜现象的研究才由生物膜转入到工业应用领域,合成了各种类型的高分子离子交换膜。固态膜经历了50年代的阴阳离子交换膜,60年代初的一二价阳离子交换膜,以及60年代末的中空纤维膜以及70年代的无机陶瓷膜等四个发展阶段,形成了一个相对独立的学科。具有分离选择性的人造液膜是Martin在60年代初研究反渗透脱盐时发现的,他把百分之几的聚乙烯甲醚加入盐水进料中,结果在醋酸纤维膜和盐溶液之间的表面上形成了一张液膜。由于这张液膜的存在而使盐的渗透量稍有降低,但选择透过性却明显增大。此液膜是覆盖在固膜之上的,因此称之为支撑液膜。60年代中,美籍华人黎念之博士在用DuNuoy环法测定表面张力观察到皂草甙表面活性剂的水溶液和油作实验时能形成很强的能够挂住的界面膜,从而发现了不带固膜支撑的新型液膜。这种新型液膜可以制成乳状液,膜很薄且面积大,因此处理能力比固膜和支撑性液膜大得多,这一重大技术发现奠定了液膜技术发展的基础。
随着制膜技术的发展,膜分离技术不断进.212业应用领域。近二十年来,反渗透、超滤、微滤、电渗析、气体膜分离、无机膜分离、液膜分离等都取得很多新的进展,其应用范围也不断地扩大,遍及海水与苦咸水淡化、环保、化工、石油、生物医药、轻工食品等领域。膜分离技术正作为分离混合物的重要方法,将在生产实践中越来越显示其重要作用。
我国50年代开始研究电渗析,66年开始研究反渗透,80年代以来对各种新型膜分离过程和制膜技术展开了全面研究与开发,目前已有多种反渗透、超滤、微滤和电渗析膜与膜组件的定型产品,在各个工业、科研、医药部门广为应用。
2、膜分离技术的基本原理及分类
2.1 膜分离的概念
即是以天然或人工合成的高分子薄膜为介质,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分溶质和溶剂进行分离、提纯和浓缩的方法称之为膜分离法。膜分离可用于液相和气相。对于液相分离,可用于水溶液体系、非水溶液体系、水溶胶体系以及含有其他微粒的水溶液体系。
2.2膜分离的性能
(1)膜的化学稳定性
膜的化学稳定性主要体现在抗氧化、抗水解性和耐酸碱性等。膜的抗氧化、抗水解性和耐酸碱性既取决于膜材料的化学结构,又取决于被分离溶液的性质。氧化、水解的最终结果使膜色泽变深,发硬变脆,使其化学结构与外观形态受到破坏。[2]
(2)膜的物理稳定性
主要体现在耐热性和机械强度等方面。膜的耐热性取决于膜材料的化学结构。故可以采取改变高分子的链节结构和聚集态结构,提高分子链的刚性等措施来提高膜的耐热性。而膜的机械强度是高分子材料力学性质的体现。在外力作用下,膜产生剪切蠕变,使膜透过速度下降。外力消失后,若再给膜施加相同外力,膜的透过速度暂时有所回升随后很快下降。
(3)膜的分离透过性
虽然膜具对被分离物具有选择透过性,但它也不可能将某一组分百分之百完全阻挡,而对另一组分完全透过。膜材料的化学特性、形态结构和分离过程中的一些操作条件等都会影响膜的分离能力。膜的分离透过性是其处理能力的重要指标。当膜达到所需的分离率后,其透量愈大愈好。故膜的分离性能和透过性能是相互依赖的,当膜的分离性能高时其透量就会受到损失,反之其透过率高则分离率就会降低。
(4)膜的经济实用性
主要是要求分离所用的膜材料和制造工艺等方面的价格合理,成本不高,便于制造,方便使用,否则就会严重制约膜分离技术在食品工业中的广泛使用。 膜的种类很多,很难用一种方法进行分类。根据膜的材质,从形态上可分为固态膜和液态膜;从来源上分天然膜和合成膜,后者下分无机膜和有机膜;根据膜的断面形态,可将膜分为对称膜、不对称膜和复合膜。目前在工业上应用最广的是高分子材料制成的聚合物膜。
2.3 膜分离的基本原理
膜是具有选择性分离功能的材料,利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于,膜可以在分子范围内进行分离,并且这过程是一种物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级,依据其孔径的不同(或称为截留分子量),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜,根据材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是陶瓷膜和金属膜,其过滤精度较低,选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别。
2.4 膜分离的分类[1]
按膜的不同可分为固膜及液膜两大类。固膜包括气体渗透、反渗透、超滤、渗析、电渗析。液膜包括液膜、固定液膜。
(1)气体渗透的推动力为分压差,常应用与空气中氧气的分离、富集。
(2) 反渗透的推动力为压力差(1~10MPa),应用于海水淡化,番茄汁、西番莲汁、蔬菜汁、鸡蛋白、糖浆等浓缩,从酒中出去酒精,生产去离子无菌水,食品厂废水处理等。
(3)超滤的推动力也是压力差,压力为0.1~1MPa,应用于高分子化合物、胶体溶液或气溶胶的分离以及液体的提纯、澄清和浓缩。其有效分离范围是0.um, 截留相对分子质量为500~3000000,在这个范围内,几乎包括了食品的全部有效组分和营养物质在内。用超滤法浓缩果胶可以减少沉淀剂酒精的用量,果胶纯度高,成本也较低。超滤法澄清的果汁质量好,成本低。超滤得到的米酒、黄酒、清酒,透明度好,可延长贮藏期。
(4) 渗析的推动力为浓度差,应用与造纸工业碱的回收。人工肾也似基于渗析的原理制成的。
(5)电渗析的推动力为电位差,应用与海水淡化、高纯水的制备等。乳用于软饮料和啤酒厂生产软化水,乳清脱盐,回收乳糖、蛋白质脂肪、乳酸和维生素等物质,并能出葡萄糖中的部分酒石酸,以防止结晶析出。
2.5 膜技术应用于食品工业的特点
(一)由于膜具有选择性,它能选择性地透过某些物质,而阻挡另外一些物质的透过。选择合适的膜,可以有效地进行物质的分离、提纯和浓缩。其分离颗粒小至纳米级,分离系数高达三位数。因此是一个高效的分离过程。
(二)分离过程不发生相变化,与有相变化的分离法和其它分离法相比,能耗较低。因此膜分离技术又称省能技术。
(三)膜分离技术整个分离过程在密闭系统中进行,无需加热,无化学变化,避免和减轻了热和氧对食品和营养成分的影响,因而特别适用于对热敏感的物质,如果汁、酶、药品等的分离、分级、浓缩与富集。
(四)膜分离技术不仅适用于有机物和无机物,从病毒、细菌到微粒的广泛分离的范围,而且还适用于许多特殊溶液体系的分离,如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点 物系的分离等。
(五)由于只是用压力作为膜分离的推动力,因此分离装置无运动部件,结构简单,操作容易,易自控和维修。
(六)膜分离技术有冷杀菌的作用,且能耗低、速度快、费用省、不污染环境,因此是一种绿色技术 。
3、膜分离技术在食品工业中的应用
膜分离技术在食品工业中的应用不仅改革了传统加工工艺, 简化操作, 降低成本, 而且提高
了产品的质量, 增加了产品的品种。目前, 膜分离技术已广泛应用于乳制品、豆制品的加工、酶制剂的提纯浓缩、果蔬汁的澄清及浓缩、卵蛋白的浓缩以及食糖工业、淀粉加工业、动物屠宰加工业等多方面。据美国统计, 膜分离技术在食品工业中的应用占各工业应用总数的68% , 其中乳品业占37% ,果汁加工业占18% , 盐水淡化占8%。
3.1 在乳制品工业中的应用
采用膜分离技术可以获得多种乳制品,同时提高了产品的质量。反渗透、超滤技术在乳品工业中的应用的最主要方面是乳清蛋白的回收、脱盐和牛乳的浓缩。乳清中含有高营养价值的蛋白质、乳糖、乳酸、脂肪及矿物质。为了从低分子量组分中分离出蛋白质,通常采用超滤和反渗透处理,其工艺流程如下:
↑→浓缩液→干燥→强化乳清粉
乳清→预处理→超滤→ 透过液→ 反渗透→透过液→至下水道
↓→ 浓缩液→作动物饲料
3.2 在豆制品工业中应用
主要是用于蛋白质的分离回收,乳大豆蒸煮也和制豆腐是的大豆乳清中蛋白质的,可减少对环境的污染。如:(一)从大豆煮汁中回收蛋白质,大豆煮汁通过膜分离法浓缩回收煮汁中的蛋白质。(二)从大豆乳清中回蛋白质,豆乳中的豆膻味还醛、酮化合物,可以通过超滤出去。制作豆腐是产生的大豆乳清如果用超滤法进行浓缩,豆腐收率可增加20%~30%。
3.3 在酿酒工业中的应用
随着人们对酒的质量要求越来越高, 膜分离技术开始用于造酒行业, 特别是低度酒的除浊澄清。采用超过滤技术对传统工艺的重要变革,不仅能明显提高酒的澄清度, 保持酒的色、香、味, 而且可以无热除菌, 提高酒的保存期。用无机微滤膜可去除啤酒中的浑浊漂浮物(酒花树脂、单宁、蛋白质等) , 除去酵母、乳酸菌等微生物, 改善啤酒的风味和提高透明度; 用反渗透制造低度啤酒或浓缩啤酒, 也可用反渗透复合膜浓缩啤酒; 微滤技术用于回收啤酒釜底的发酵残液, 使啤酒产量增加。用超滤进行葡萄酒提纯, 在无化学试剂下制得透明的葡萄酒, 还可降低葡萄酒中的酒精含量;用聚丙烯腈中空纤维超滤膜组件将黄酒中的细菌和浑浊物除去; 用超滤对低度白酒除浊, 酒久置后仍保持清澈透明。[3]
3.4 膜分离技术在果胶提取中的应用
由于膜分离过程不需要加热,可防止热敏物质失活、杂菌污染,无相变,集分离、浓缩、提纯、杀菌为一体,分离效果高,操作简单,费用低,特别适合食品工业的应用.周仲实[4]采用超滤膜装置对果胶提取液进行处理,初步浓缩除去大部分对胶凝度无贡献的杂质后,再经电渗析脱去大部分盐酸和无机离子,所得提取液可直接干燥获得高品质的果胶,且降低了生产成本.[5]
3.5在生产果蔬汁及饮料方面的应用
膜分离技术在此方面的应用主要用于果蔬汁的浓缩、果蔬汁和饮料的澄清过滤和无菌化。果汁和蔬菜汁的澄清浓缩可采用反渗透和超滤膜分离新技术;生产汽水用水可采用电渗析技术; 用板式超滤器, 聚砜和聚芳砜膜在饮料生产工艺中, 分离去除悬浮颗粒、残存酵母菌杂菌微生物、胶体和色素等杂质, 可在不加防腐剂下延长贮存期, 提高和保证产品质量。其中, 超滤技术在果蔬汁上的应用尤其引入注目[6]。自从1977 年Heatherbell
等人成功运用超滤技术制得了稳定的苹果澄清汁之后, 超滤技术在果蔬汁澄清中的研究与应用发展很快。国外苹果汁、梨汁、橙汁、猕猴桃汁、葡萄汁等超滤法澄清在70 年代陆续获得成功。我国则在进入80年代以后有了较大的发展。
3.6 在酶制剂工业中的应用
酶是具有特殊催化功能的蛋白质。其中α-淀粉酶、蛋白酶、果胶酶、糖化酶和葡萄糖氧化酶已得到广泛应用。采用酶法生产葡萄糖、果葡糖浆后,更促进了酶制剂工业的发展。浓缩提取酶的方法有盐析沉淀、溶剂萃取、真空蒸发、低压冷冻、色层分离、超速离心等技术。60年代中期开始采用膜分离技术对酶进行浓缩提纯。1965 年B lat t 等提出用膜分离技术进行微生物的浓缩, 并进行了试验。1968 年W ang 等又成功地运用超滤技术浓缩几种酶制剂。
3.7 在纯水制造业中的应用
采用膜技术制造纯水在日常生活中应用最广。用醋酸纤维素微孔膜和纤维素超滤膜组成家用净水器, 可得直接饮用的净水;日常饮用的自来水、纯净水等均采用该技术,其优点是延长离子交换树酯的寿命,缩短树酯再生周期;使终端过滤器寿命延长,减少管理费,污染少,产出水质稳定。但采用膜技术生产纯水时,前处理须加强,要求水浊度小于l一3,水温5―4O℃,余氯小于0.2 mg/Kg,且要经常杀菌以防微生物生长,杀菌剂为甲醛、双氧水等,浓度为3 ,处理时间为3O分钟。该法在纯水制造业中已得到广泛应用。[7]
4  膜分离技术存在的问题及解决方法
4.1膜的污染问题
由于食品中大都含有蛋白质、脂肪、纤维、鞣质及胶体物质,膜在操作时极易被污染和阻塞,造成膜通量锐减。而现有的清洗方法难以达到恢复通量的目的。所以料液的预处理及清洗成了膜技术应用的关键;另外,开发新型的不易被污染的膜材料及进行膜面改良也是控制膜污染的有效措施。
4.2 膜的选择问题
膜分离在生产中的应用日益广泛,但由于影响其因素众多,诸如膜材料的选择、膜分离时的压力、温度、浓度、流速等,需要对其工艺条件作更深入的研究和考察。
4.3 浓度极化现象
由于滤膜上筛孔极小,沉积在膜面的物质易形成一层等高浓度的凝胶层,使膜的通过速度和截流性能受到很大影响,称为浓度极化现象。应采取相应措施,如降低料液黏度;在超各阶段合理的调节压力,分别采用恒速和恒压滤过;或与其他分离方法如澄清法、离心法联用等。
4.4 膜的性能有待提高
膜材料的品种少,膜孔径分布宽,性能欠稳定,如常用的亲水性膜材料对溶质吸附少,截留分子量较小,但热稳定性差,机械强度、抗化学性、抗细菌侵蚀能力通常不高,疏水性膜材料机械强度高、耐高温、耐溶剂、耐生物降解,但膜透水速度低、抗污染能力较低。另外,由于滤膜本身的孔径不可能完全均匀一致,滤过时部分微粒、热原从较大的滤孔滤出,从而导致初滤液不合要求。故应用时应采用多级超滤法来提高食品质量,并应研究开发性能优良的滤膜,克服其自身的缺点。
综上所述,膜分离技术作为一种新型的高新制造技术, 在食品工业中的应用发展极快, 成绩卓著, 日益受到各界的关注, 展现了广阔前景, 尤其一些新的膜分离技术具有更大的潜力和更强的生命力, 相信不久的将来定会出现划时代的突破, 迎来食品工业崭新的未来。
[1] 高孔荣,黄惠华,梁照为. 食品分离技术[M].广州: 华南理工大学出版社,1998.11.
[2]天津轻院。无锡轻院.食品生物化学[M].北京:中国轻工业出版社,―106.
[3]陈红霞. 膜分离及应用展望[J]. 化工技术与开发,(32):14~18.
[4] 周仲实.膜分离技术在果胶提取中的应用[J].食品工业科技,):5~55.
[5] 王敏,王倩,吴荣荣. 果胶的提取工艺及新技术应用研究[J]. 衡水学院学报,(10):75~77.
[6]程联社,金莹,王 燕,等.膜分离技术在饮料工业中的应用[J].农产品加工,2006,(7):74-78
[7] 许振良. 膜法水处理技术[M ]. 北京: 化学工业出版社,2001.
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