食品分离技术.
食品分离技术总论
离心分离技术具有处理量大、分离效果好、操作 简便等优点，适用于大规模果汁生产。
牛奶加工中的膜分离技术应用
01
膜分离技术原理
利用半透膜，在压力差或浓度差的作用下，使物质通过膜孔或渗透膜进
行选择性分离。
02 03
牛奶加工中的应用
在牛奶加工中，膜分离技术主要用于脱脂、浓缩和超滤等环节。通过超 滤技术，可以去除牛奶中的水分和低分子物质，提高牛奶的蛋白质含量 和口感。
优点
能耗低、操作简便、无相变、环保。
缺点
膜易污染和堵塞，需要定期清洗和更换。
萃取分离技术
原理
利用两种不互溶的溶剂 中溶质在其中的溶解度 不同，从而实现分离。
应用
优点
缺点
用于提取植物油、动物 脂肪和水产品中的有效
成分。
选择性高、分离效果好、 操作简便。
需要使用大量有机溶剂， 且萃取剂回收成本较高。
沉淀分离技术
环境保护与可持续发展
环境保护
食品分离技术的发展必须考虑环境保护和可持续发展，减少对环境的负面影响， 实现绿色分离。
可持续发展
采用环保型的食品分离技术，如利用太阳能、风能等可再生能源的分离技术， 减少对化石能源的依赖，降低碳排放，实现可持续发展。
未来食品分离技术的发展方向
高效化 绿色化 智能化 多元化
食品分离技术的应用领域01Fra bibliotek0203
食品加工
用于提取、纯化食品原料 中的有效成分，提高食品 的品质和附加值。
食品安全
用于检测、去除食品中的 有害物质，保证食品的安 全性。
食品资源利用
通过回收、再利用食品加 工废弃物，实现食品资源 的最大化利用。
食品分离技术的发展趋势
第九章__食品分离技术
七、超临界流体萃取技术
超临界流体萃取是一种新型的萃取分离技术。 该技术利用流体（溶剂）在临界点附近某一区域 （超临界区）内与呆分离混合物中的溶质具有异 常相平衡行为和传递性能，且它对溶质溶解能力 随温度和压力改变而在相当宽的范围内变动这一 特性而达到溶质分离的一项技术。 1897年Hannay等发现超临界乙醇具有极佳的 溶解能力，60年代德国Zosel利用其从羊毛油中提 取羊毛脂，现代应用较广泛。
萃取工艺流程图
自动控制系统流程图
（三）特点
1. 超临界流体具有良好的渗透性和溶解性，可快速提 取有效成分。 2. 在临界点附近，流体温度、压力的变化微小变化会 引起溶解能力的极大变化，这种强选择性对分离溶 解度接近的两种成分有利，并且萃取后的溶质和溶 剂分离也很容易。 3. 选用CO2，可在t=31.1℃,p=7.38mPa下操作，可阻 止高温和氧气对食品影响。 4. 溶剂回收重复使用，无污染。 5. 能耗低。 6. 设备投资大。
传统的“碱溶酸沉”法： 水↓
豆粕→提取→蛋白浆液→离心分离→渣子→干燥 ↓ 离心分离←沉淀←蛋白提取液←酸 ↓ 蛋白乳清水←凝乳蛋白←碱 ↓ ↓ 净化处理 解析中和 ↓ ↓ 废水排放 蛋白液→喷雾干燥→蛋白成品→包装
膜法： 水↓
（二）膜分离的类型和基本原理
1．微滤（microfiltration, MF ）
分离范围 0.02 ～ 2μm ，可截留微细物质，可 滤除细菌和细小的悬浮颗粒。以孔径 102 ～ 104 nm的多孔膜过滤溶液。
2．超滤（ultrafiltration, UF ）
分离范围 0.002 ～ 0.2μm ，可滤除大分子物质 和微粒，以孔径1～100 nm的膜过滤。
食品分离技术
食品分离技术的现状及研究进展1 分离操作在食品工业中的作用随着食品工业的发展，化工单元操作不断向食品工业渗透并在食品加工领域内实践和提高，形成了适应食品加工特殊规定的新的单元操作。
由于食品加工所用的动植物性原料几乎都为固态和液态，为了使固体和液体原料成为多种美味可口、营养丰富的食品，一方面必须提取其精华，扬弃其糟粕，分离出不同成分并组合成不同种类的制品。
同时为了做到有益无毒，风味别致，又必须反复提纯和精制。
因此分离操作已在食品工业中占有相称重要的地位，研究分离技术在食品加工中的应用，对食品加工的科学化具有重要意义[1]。
食品分离技术在食品工业中具有相称重要的地位。
其重要性表为以下几个方面:(1)食品分离技术是食品工业的基础[2]。
绝大多数食品工业都分离不开食品分离技术，其中不少行业都是以分离工程为重要生产工序的。
例如植物油的提取，淀粉的分离，糖制品的分离以及精练提纯等等。
(2)食品分离技术能提高食品原料的综合运用限度。
在食品加工工程中运用分离技术可以有效的运用食品原料中的各种成分，提高原料的综合运用限度，就提高了食品原料的运用价值。
例如采用有效的分离方法可以从茶叶下脚料中分离出茶多酚、茶碱等，从柑橙中分离甘橙油、果胶等，使原料运用率大为增值。
制糖行业中色谱分离技术的应用使得产糖率大大提高。
(3) 食品分离技术能保持和改善食品的营养和风味。
采用现代分离技术可以将一些需在高温下完毕的工艺改为在常温下进行，这样就可以大大地改善食品的色、香、味及营养。
如用膜分离技术代替常规的蒸发浓缩和真空浓缩咖啡、果汁、茶汁等[3-4]。
(4) 食品分离技术使产品符合食品卫生规定。
食品分离技术涉及提取原料中的有益组分和去除其中的有害成分。
如花生、玉米等油制品易受黄曲霉污染而产生黄曲霉素，所以在加工过程中必须用适当的方法将其去除。
（5）现代食品分离技术能改变食品行业的生产面貌。
现代分离技术在食品工业中的应用，往往可以使行业的生产面貌大为改观。
食品分离技术
一、萃取1、从萃取剂角度分：（1）有机溶剂萃取；（2）反萃取；（3）液膜萃取；（4）双水相萃取；（5）反胶团萃取；（6）超临界萃取。
2、萃取是利用在两个不相混溶的相中各组分溶解度的不同，从而增浓和提取分离目标产物的过程3、有机溶剂萃取：将待萃取组分由亲水性转化为疏水性，使其萃入有机相中；反萃取：就是萃取的逆过程,即用水(或其他极性大的溶剂)将在有机溶剂中的某些物质萃取到水中,所以反萃取剂主要是水(或其他极性大的溶剂),要与有机溶剂互不相溶,与被萃取的物质不反应.对应的反萃取物应该是在水中溶解度较大的物质；液膜萃取（Liquid membrane extraction ）一种以液膜为分离介质，以浓度差为推动力的分离操作。
通常将含有被分离组分的料液作连续相，称为外相；接受被分离组分的液体称内相，成膜的液体处于两者之间称为膜相，三者组成液膜分离体系。
3、液膜是指悬浮在液体中的很薄的一层乳液微粒。
乳液通常是由溶剂(水或有机溶剂)、表面活性剂、载体和添加剂形成的。
其中溶剂构成膜基体；表面活性剂起乳化作用，可以促进液膜传质速度和提高其选择性；添加剂用于控制液膜的稳定性和渗透性。
支撑液膜是将固体膜浸在膜溶剂(如有机溶剂中)使膜溶剂充满膜的孔隙形成液膜。
与乳状液膜相比，支撑液膜结构简单，放大容易。
4、聚合物的不相溶性(incompatibility)：当两种高分子聚合物之间存在相互排斥作用时，由于相对分子质量较大，分子间的相互排斥作用与混合过程的熵增加相比占主导地位，一种聚合物分子的周围将聚集同种分子而排斥异种分子，当达到平衡时，即形成分别富含不同聚合物的两相。
这种含有聚合物分子的溶液发生分相的现象称为聚合物的不相容性。
5、双水相萃取：利用双水相的成相现象及待分离组分在两相间分配系数的差异，进行组分分离或多水相提纯的技术。
6、亲水性大分子物质溶解于水池中的水分，从而被以反胶团的形式萃取出来，称之为反胶团（胶束）萃取。
食品功能性成分的提取与分离技术
食品功能性成分的提取与分离技术近年来，随着人们健康意识的提高，食品功能性成分的研究和应用越来越受到关注。
这些功能性成分可以提供营养、促进健康，甚至预防疾病。
然而，这些成分通常存在于食物中非常微量，提取和分离技术的发展变得至关重要。
一、提取技术在食品中提取功能性成分的过程中，常用的提取技术包括溶剂提取、超临界流体提取和微波辅助提取等。
溶剂提取是目前最常用的成分提取方法之一。
它通过将食品样品与适当选择的溶剂接触，将功能性成分从食物中提取出来。
常用的溶剂包括乙醇、水、酸和酶等。
超临界流体提取是一种相对新兴的技术，其基本原理是通过改变溶剂的温度和压力来调节其物理性质，使溶剂的密度和粘度接近液体和气体的临界点。
这种方法具有提取效率高、操作简单、对环境无污染等优点。
微波辅助提取是一种利用微波辐射的热效应将溶解的食品样品加热，从而加速溶解和传输过程的技术。
相比传统的热水浸提方法，微波辅助提取具有提取速度快、效果高、样品消耗少等优势。
二、分离技术提取得到的功能性成分通常需要进行进一步的分离和纯化，以获得更纯粹的目标化合物。
技术上常用的分离方法包括色谱法、电泳法、选择性膜分离和萃取法等。
色谱法是目前最常见的分离技术之一，其中液相色谱和气相色谱应用较为广泛。
液相色谱分离依据溶剂与固定相之间的相互作用，可分为大小分离和亲疏分离两种。
而气相色谱则基于物质在气相连续流动的载气中的分配系数差异来实现分离。
电泳法根据样品中成分的电荷性质、分子大小和形状的不同，将其在电场中进行分离。
电泳法分为凝胶电泳、毛细管电泳、等电聚焦电泳等多种类型。
选择性膜分离是利用膜的选择性通过反应、拦截或理化作用来将混合物中的分子分离开来。
这种方法操作简单，不需要添加任何试剂，因此得到的产物纯度高，有较高的应用前景。
萃取法是一种将其中一种物质从混合物中分离出来的方法，主要通过溶剂之间溶解度的差异实现。
常用的萃取方法有液液萃取和固相萃取两种。
三、应用前景食品功能性成分的提取和分离技术在食品工业中有着广泛的应用前景。
食品分离技术
食品分离技术
嘿，朋友们！今天咱来聊聊食品分离技术这个神奇的玩意儿。
你想想啊，咱平常吃的那些美食，从原材料到摆在咱面前那香喷喷的样子，这中间可少不了食品分离技术的功劳呢！就好像一个魔法师，能把各种食材变变变，变得更纯净、更美味。
比如说榨果汁吧，那就是把水果里的汁水和果肉分离开呀。
这看似简单的操作，背后可藏着大学问呢。
没有食品分离技术，咱能喝到那么纯纯的果汁吗？那肯定不能啊！再想想牛奶，要把奶油和奶水分开，这也是食品分离技术在大显身手呢。
食品分离技术就像是一个超级挑剔的整理大师，把好的挑出来，把不好的去掉。
这不就跟咱收拾房间一样嘛，把有用的东西留下，没用的垃圾扔掉。
它能让食品变得更健康、更安全。
你看那些加工食品，要是没有精确的分离技术，那得有多少杂质混在里面呀。
就好像你吃个蛋糕，结果里面有沙子，那多倒胃口呀！所以说食品分离技术可重要了。
而且啊，这技术还在不断进步呢。
就像咱的手机一代代更新，越来越厉害。
以后说不定食品分离技术能做到把食物里的每一种营养成分都精确分离出来，那咱吃起来不就更放心、更营养啦？
还有啊，咱平时吃的那些保健品，很多不也是通过食品分离技术提取出来的精华嘛。
这就像是从一堆宝藏里挖出最闪亮的宝石，多厉害呀！
咱中国的美食文化那可是博大精深，食品分离技术在其中也发挥了很大的作用呢。
没有它，咱那些传统美食怎么能流传这么久，还越来越受欢迎呢？
总之啊，食品分离技术就是食品界的大功臣，默默为我们的美食生活贡献着力量。
咱可得好好珍惜它，感谢它让我们的生活变得这么有滋有味呀！这就是我对食品分离技术的看法，你们说是不是这么个理儿呢？。
《食品分离技术》课件
膜分离技术
膜分离技术
利用半透膜作为选择性障碍，在外力 作用下使不同粒径和性质的物质通过 或被截留，从而实现物质分离的技术 。
分离原理
应用范围
常用于过滤、渗透、超滤、反渗透等 操作，如海水淡化、工业废水处理等 。
基于分子筛原理，半透膜允许某些物 质透过而截留其他物质。
萃取分离技术
萃取分离技术
01
利用两种不互溶的溶剂中溶质在其中的溶解度不同，将溶质从
应用范围
常用于固体物质的分离，如食盐、 糖等。
吸附分离技术
吸附分离技术
利用吸附剂对不同物质的吸附力不同，使不同物 质在吸附剂表面吸附或解吸，从而实现分离。
分离原理
基于吸附剂对不同物质的吸附力差异。
应用范围
常用于气体和液体的分离，如空气净化、工业废 水处理等。
食品分离技术的应
03
用
在食品加工中的应用
品质改进
通过食品分离技术，可以改进添加剂的品质和纯度， 提高其稳定性和效果。
创新开发
利用食品分离技术，可以开发新的食品添加剂，满足 市场需求。
食品分离技术的挑
04
战与未来发展
当前面临的挑战
技术应用局限
当前食品分离技术在实际应用中 仍存在一定的局限性，如处理规 模、效率和成本等方面的挑战。
食品安全问题
食品分离技术需要确保在分离过 程中不引入新的污染或有害物质 ，这对技术的安全性和可靠性提 出了更高的要求。
技术更新换代
随着食品工业的快速发展，食品 分离技术需要不断更新和升级， 以满足新的分离需求和更高的产 品质量标准。
技术改进与创新
1 2
新型分离材料的研发
研究新型的分离材料，以提高分离效率和降低成 本。
食品中的风味物质的分离与分析技术研究
食品中的风味物质的分离与分析技术研究风味物质是食品中使人感到风味或香气的化学物质，它们是食品中的关键成分。
对于风味物质进行分离与分析的技术研究在食品科学和工业中具有重要作用。
本文将介绍一些常用的风味物质的分离与分析技术，并探讨其在食品研究中的应用。
一、风味物质的分离技术1.萃取技术萃取是利用溶剂将食品中的风味物质从固体基质或液体基质中提取出来的过程。
常用的萃取技术包括溶剂萃取、蒸馏水萃取和超临界流体萃取。
溶剂萃取是最常用的方法，可以根据风味物质的化学性质选择适当的溶剂进行提取。
蒸馏水萃取则适用于具有挥发性风味物质的提取。
超临界流体萃取是一种高效的分离技术，可以在维持良好的风味物质稳定性的同时提高分离效率。
2.色谱技术色谱技术是将混合物中的成分分离为单一化合物的过程。
气相色谱(GC)和液相色谱(LC)是常用的色谱技术。
气相色谱适用于具有良好的挥发性的风味物质的分离和分析。
液相色谱则适用于非挥发性风味物质的分离和分析。
色谱技术可以与质谱技术相结合，提高分析灵敏度和分离效果。
3.蒸馏技术蒸馏是将混合物中的成分根据其挥发性逐渐分离的过程。
传统的蒸馏技术包括批式蒸馏和连续蒸馏。
近年来，一些新的蒸馏技术如分子蒸馏、膜蒸馏和离子蒸馏等也得到了应用。
蒸馏技术适用于具有不同挥发性的风味物质的分离和提纯。
二、风味物质的分析技术1.质谱技术质谱技术是一种通过测量风味物质的质荷比(m/z)来确定其化学组成和结构的方法。
常用的质谱技术包括气质联用质谱(GC-MS)和液质联用质谱(LC-MS)。
质谱技术可以提供高分辨率和高灵敏度的分析结果，并可以与色谱技术相结合，实现更复杂的分析。
2.核磁共振技术核磁共振(NMR)技术是一种通过测量风味物质中的原子核在外加磁场下的行为来确定化学结构的方法。
它可以提供高分辨率的结构信息和定量分析结果。
NMR技术常用于无标记风味物质的分析。
3.传感器技术传感器技术是一种用于检测和分析风味物质的快速、简单和经济的方法。
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一、结晶的基本概念
1 、结晶定义： 凡是从匀相中形成固体
颗粒者，统称为结晶
结晶是制备纯品的有效方法，由于晶体外 观好，易于被消费者喜爱，一般生产中常 以结晶作为最后一步的精制操作。 比如在食品配料和添加剂都是通过结晶获 得的。如葡萄糖酸，蔗糖、谷氨酸钠等。
2、工业结晶过程
①从水溶液中结晶以获得固体产品； ②从稀溶液中由水的冻结以浓缩溶质，即 冷冻浓缩； ③控制结晶操作以获得某些流变学特性。 本章主要讨论从水溶液中结晶出所需产 品的结晶过程，属于物理分离手段。
(1)食品工业中的结晶过程
从水溶液中结晶：包括两种情况。
一是结晶操作作为获得纯净固体的一种物理分离手段。 例如制造葡萄糖； 另一种是结晶必须加以控制的场合，如蜂蜜中的糖分， 冰淇淋中的乳糖等。
2、不纯糖液中蔗糖溶解度用饱和系数表示
3、过饱和系数：过饱和程度的大小用过饱和 系数来表示，符号： 。
4、溶液的过饱和度与结晶的关系
图中的 AB 线为平衡溶解度曲线 (Solubility Equilibrium curve)或溶解度曲线 CD线代表溶液过饱和而能自发地产生晶核的浓度曲线， 也称过饱和曲线 (Supersolubility curve)或过溶解度 曲线，它与平衡溶解度曲线大致平行。这两根曲线将浓 度-温度图分割为3个区域。 1、在AB曲线以下是稳定区，在此区中溶液尚末达到饱 和，因此没有结晶的可能。
AB线以上为过饱和溶液区，此区又分为两部分：
在AB与CD线之间称为介稳区 (Metastable region)，在 这个区域中，不会自发地产生晶核，但如果溶液中已加了 晶种 (在过饱和溶液中人为地加入少量溶质晶体的小颗粒， 称为加晶种)，这些晶种就会长大，称长晶。 CD线以上是不稳区 (Labile region)，在此区域中，溶液 能自发地产生晶核，若原始浓度为E的结晶溶液在没有溶 剂损失的情况下冷却到F点，溶液刚好达到饱和，但不能 结晶，因为它还缺乏作为推动力的过饱和度。
从F点继续冷却到G点的一段期间，溶液经过介稳 区，虽已处于过饱和状态，但仍不能自发地产生 晶核 (但却可以长晶)。只有冷却到G点以下温度 后，溶液中才能自发地产生晶核，越深入不稳区 (例如达到H点)，自发产生的晶核也越多。 图中EF’G’线代表恒温蒸发过程。在工业结晶中往 往结合使用冷却和蒸发，此过程可由EF’G”线代表。
(四)晶核的理论
1、成核过程
在一定温度和纯度下，当糖液浓度逐渐升高以至于过饱和 时，分子的运动范围逐渐缩小，分子间的吸引力大于排斥 力时，蔗糖分子变互相吸引，形成所谓蔗糖分子的堆积点， 即小的结晶体，并且自糖液中析出，这种在一定浓度下蔗 糖从溶液中析出的过程就叫起晶。 A + A = A2 A2+ A = A3
稀溶液中水的冻结：这种情形主要用以浓缩溶质， 称为冷冻浓缩。 控制结晶操作使制品获得一些流变学特性，例如： 人造奶油中脂肪的结晶控制等。
二、结晶的基本原理
(一)、晶体的基本概念 1、晶体：是质点（分子、原子或离子）在 空间有规则地排列的固体物质。
有规则的排列即为质点按照空间点阵结构的数 学方式排列。
5、过饱和系数对结晶的影响 ①当 >1，表示溶液为过饱和溶液；其中
②当 =1，表示溶液为饱和溶液； ③当 <1，表示溶液为不饱和溶液，此时称为溶 晶区，糖液不饱和，晶体只能溶解，不能长大，在 整理晶粒和伪晶（非起晶阶段形成的新的晶核）时， 过饱和控制在零的范围。 因此，要使结晶进行的先决条件是： >1
立方晶系 四方晶系 斜方晶系 单斜晶系 三斜晶系 六方晶系 三方晶系
3、晶体的特点
自限性:具有自发地生长成为结晶多面体的 可能性 均匀性:晶体中每一宏观质点的物理性质和 化学组成都相同 各向异性:晶体的几何特性及物理效应常随 方向的不同而表现出数量上的差异 具有一定的熔点 对称性 最小热力学能和最大稳定性
=1.0~1.2 属于介稳区，可使已有的晶体长大，并且 有新的晶核形成。加晶种、养晶核加一些助晶操作可控 制在此介稳区域，又称育晶区； =1.2~1.3 属于中间区，不仅已有的晶体长大，同时 也能有新的晶核形成。刺激起晶常控制在此范围，同时 在该区域也常产生伪晶。 >1.3 能自然起晶，晶核大量产生
2、蔗糖-水系统相平衡
图中任意点表示的是物系 的一种状态 E点为最低共熔点 AE为冰点曲线，BE溶解度 曲线 浓度低于E点的浓度，只是 冷冻浓缩的操作，只有浓 度高于E点的浓度，才是冷 冻结晶的操作。
(三)过饱和度(Supersaturation) 1、过饱和溶液：理论上，在任意温度下，溶液 的浓度超过饱和浓度， 就有溶质析出，但实际 上，把不饱和溶液用冷却或浓缩的方法使其略 呈过饱和状态，一般并无结晶析出而成为过饱 和溶液，只有达到某种程度的过饱和状态，才 有晶体析出。 过饱和溶液糖液：将饱和糖液慢慢冷却或慢慢 蒸发，当糖液中溶解的蔗糖量超过该温度下的 溶解度时，仍无蔗糖析出，这种糖液叫做过饱 和糖液。
2、晶胞：组成空间点阵结构的基本单位成 为晶胞。
晶体就是由许多ห้องสมุดไป่ตู้胞密集堆砌而成的。
晶体的分类
在晶体中，不论其大小或外形是否完整， 其内部的晶胞和晶胞在空间重复出现的方 式都是一样的。因此，由立方体晶胞构成 的晶体可以是立方体，也可以是五面体、 六面体、七面体等。
晶体的结构
晶体的对称要素：对称面、对称轴、对称中心。 晶体外形对称轴与晶系：
4、蔗糖晶体中存在的杂质
①胶体：带负电荷的胶体物质，能被稍带 正电荷的蔗糖晶体所吸引，使蔗 糖色度值深。 ②晶内水：晶体大，含水量高，晶体小， 晶体内含水量迅速小将0.03%。 ③无机盐：Ca2+、Fe3+和亚硫酸根离子 容易被蔗糖结晶体吸附入晶体之 内。
(二)液-固系统的相平衡
1、溶解度：是指在一定温度下， 100g溶剂所能溶解的溶质的最大限度 (克数)。 溶解度与溶质的化学性质和溶剂的性质 有关，还与压力及物质颗粒的大小有关。 纯蔗糖溶液的溶解度为