超滤设备及其在各领域的应用

　　超滤是一种新型的膜分离技术，在所有膜分离手段如微滤、超滤、反渗透、渗透、电渗析及气体膜分离中，超滤的应用较为广泛，也较为成熟。
　　超滤技术广泛应用于食品、饮料、酒类、医药、纺织、印染、表面涂装（电泳漆）、造纸、生活饮用水、农村改水、电子等等轻工行业都有成熟的应用，如电泳漆回收、医药除热源、蛋白分离浓缩、淀粉回收、食品用水净化、饮料酒类用水净化和成品除浊澄清、各种生产用水祛除水中胶体、降低水的浊度和悬浮物含量、降低SDI、祛除各类细菌病毒、祛除腐殖酸和祛除腐殖质等大分子有机物、降低COD和BOD、降低色度和油脂含量、回收废水中的有用物质等等。
　　一、超滤在饮用水（自来水）方面的应用国家对于饮水的民生工程，在近几年的关注程度非常高，支持的力度也非常大；除了城镇的自来水，还包括农村饮水，而农村改水是从高层到地方都有配套专项政策在推动，使用超滤解决农村的安全饮用水问题，既能获得无细菌、无微生物、无杂质的饮用水，且在设备投入成本低、自动化实现简单、产水水质稳定等优势。
　　二、超滤在食品工业中的应用
　　1、果汁、饮料行业果汁超滤主要目的是除去易引起果汁发生浑浊沉淀的大分子物质如：果胶，蛋白质，多酚等。自1977年Heatherbell等人利用超滤进行了苹果汁的澄清研究以来，该项技术获得了迅速发展。自20世纪80年代开始，国外已在苹果汁、橙汁、梨汁、葡萄汁、柠檬汁、番茄汁等果蔬汁的生产加工中采用超滤等膜分离技术，以实现对其除菌、澄清和浓缩。与传统的工艺方法相比，这种工艺的特点是：降低操作和劳务费用；保留果蔬汁中的芳香和脂溶性成分，使其口感接近鲜食风味，从而提高了产品质量；能去除微生物和过量的酶，有助于产品的长期贮存而不会出现沉淀；由于采用了自动控制，操作更可靠，令产品质量更均衡。目前国内也已经将超滤技术应用于一些新型果蔬汁饮料的生产中。据报道，超滤澄清法生产的澄清汁，在产品质量上明显优越于其他方法，加工成本亦比其他澄清法低。发现西瓜汁经超滤处理后，其主要营养成分：糖分、有机酸、维生素C的保留率都高达90％以上。并且超滤还具有除菌效果：西瓜原汁经过超滤处理，除菌效果十分明显，除菌率可达到99．9％以上，不经巴氏灭菌，也能达到国家饮料食品的卫生标准。
　　2、超滤在茶饮料加工中的应用茶叶在冲水以后，以其独特的香气和风味，以及各种保健功效，而成为世界上二大消费饮料。与传统的茶澄清方法（低温沉淀及吸附除去法、离子螯合法、转溶法、沉淀剂法、氧化法等）相比，超滤法是一种纯物理的方法，不需要加入其他的外加剂，这在食品行业是十分有益的。同时超滤技术能在保证茶澄清的基础上，较大限度地保留茶中茶多酚、氨基酸、咖啡因等有效成分，对色泽、香气、滋味的影响不大，并且在较大程度上保持红茶的风味物质，而且超滤过程是以压力作为驱动力，在20～30℃下进行的分离技术，所以特别适用于对热比较敏感的茶叶的澄清。在低温下超滤可以保证茶在较长的时间内质量保持稳定。茶多糖是茶叶中重要的有效活性成分之一，有降血糖、抗凝血、抗血栓、耐缺氧及增强机体免疫力等药理作用，目前对它的研究也极为深入和广泛。
　　3、乳品加工业目前，超滤技术主要应用于原奶浓缩、脱脂奶浓缩、乳清预备浓缩、原奶精制、蛋白和肽的分离以及从干酪生产的乳清废液中回收乳糖、脂肪和蛋白质等成分，具有节省能源、减少蛋白质变性、提高产品质量以及从乳品中制取多种成分等特点，较传统生产方式有明显的优势，是传统加工工艺所无法比拟的。较为普遍采用的工艺是利用超滤对乳清进行浓缩分离，通过超滤分离可以获得蛋白质含量在35％～85％的乳清蛋白粉。借助于对浓缩相不断稀释的全过滤，则可以获得蛋白质含量更高的乳清蛋白粉。此外，引入超滤和反渗透组合技术，可以在浓缩乳清蛋白的同时，从膜的透过液中除掉乳糖和灰分等，这样就大大扩大了全干乳清的应用范围。引入超滤和反渗透后，乳清蛋白的质量明显提高。与传统的工艺生产所得的产品相比，蛋白质含量提高了近4倍，乳糖含量下降约40％。
　　4、油脂工业将超滤技术应用于油的脱胶、脱色工序，可使脱胶和脱色合二为一，省去传统工艺中许多工序，使油得率大为提高，还可降低脱色白土用量和处理废白土费用，及减少脱色白土所吸收中性油脂损失。在油脂副产品加工中，如制备大豆蛋白，则可以用超滤膜截留大分子量的蛋白质让小分子物质通过膜；用截留分子量为20,000-30,000聚砜酰胺膜制备大豆浓缩蛋白，膜对蛋白质截留率高达95％，经浓缩后蛋白质回收率达93．9％，高于酸沉淀法。同时，膜分离技术提取大豆分离蛋白的溶解性、发泡性、乳化性、吸油性等均优于用传统“碱溶酸沉法”生产大豆分离蛋白。
　　5、酿酒行业白酒中常含有棕榈酸乙酯，油有酸乙酯，亚油酸乙酯等物质，溶于酒精不溶于水，当酒度和温度降低时，这些物质溶解度降低而使白酒混浊，影响产品质量，这些混浊物粒径小，比重轻，用常规法不佳，但用超滤法分离就可保证白酒质量。用超滤法代替离心分离法进行葡萄酒的提纯，可以在不加化学试剂的情况下制得透明葡萄酒，还可以降低酒中乙醇含量。过滤是啤酒生产的重要环节，目的是除去啤酒中的酵母、蛋白质和多酚复合物等微小物质，改善啤酒的生物和非生物稳定性。经棉饼或硅藻土过滤后的啤酒为生啤，贮存一周后就发生浑浊。经热杀菌处理的啤酒为熟啤酒一般能保持60～90天但口感没有生啤优越；用超滤处理啤酒则可同时解决口感与保存期的问题。相应的处理技术与工艺，概括起来分为两类：过滤工艺处理法和澄清助剂处理法。
　　三、超滤在医药工业中的应用
　　超滤在中药成分提取与精制过程中的应用近几年来，随着超滤技术在食品工业的大量使用，越来越多的人熟悉并掌握了这项具有很多优点的技术，人们不满足于仅仅在食品工业中使用超滤，渐渐尝试将其应用于其他领域，如中药成分绿原酸的提取与精制过程。
　　四、超滤在大型工业企业的应用石油、化工、钢厂、电厂、煤矿等大型工业领域，超滤的应用已经非常成熟，从很早的用超滤与现有之水流程的结合制备合格的纯水（如电厂、钢厂的锅炉补给水），到工业生产过程中的过程水净化循环处理（如冷凝水、冷却水、循环水、化学水），再到工业生产的废水、污水处理回用（如太原钢铁的废水回用、油田回注水）等等；大工业领域中，超滤的应用已经渗透到各种流程环节的液体。
小编：Six