芦荟加工产业中的膜法浓缩工艺将会逐渐取代传统工艺
2014-05-09 16:12:06
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据科技日报网2013年11月29日讯 目前膜分离技术已逐渐应用于芦荟加工中。膜分离技术是指在分子水平上，不同粒径的混合物质在通过半渗透膜时，实现机械分离的技术。半透膜又称为分离膜，分离膜的特点是膜壁遍布微小孔洞，根据孔径的大小可分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。纳滤同超滤和反渗透一样，均以压力差为驱动力，但其传质机理有所不同。超滤膜由于孔径较大，传质过程主要为孔流形式（筛分效应）；反渗透膜属于无孔膜，其传质过程为溶解-扩散过程。由于膜分离技术具有常温下操作、无相态变化、高效节能、在生产过程不产生污染等特点，因此在饮用水净化、工业用水处理、食品和饮料用水除菌、生物活性物质回收和精制等方面得到应用，并迅速推广到纺织、化工、电力、食品、冶金、石油、机械、生物、制药、发酵等各个领域。
反渗透与纳滤、超滤卷式、中空纤维及管式元件均采用横向错流过滤，与传统的深层全量过滤不同的是，膜法处理中物料液的流向与透过液的流向相垂直，在横向的剪切流速下，物料中的颗粒，大分子物质，悬浮物不会在过滤表面形成滤饼，膜能够长时间保持比较稳定的通量。传统的芦荟加工工艺，经板框粗滤后得到的浅淡色清液即为芦荟纯原汁，其中绝大部分为生物活性水，仅含有较少量的固化物和溶解成分。若对粗滤后得到的大量原液直接进行蒸馏、干燥，势必消耗大量的能源，延长生产周期。采用膜法浓缩的新工艺，可大大缩短产品的生产周期，成倍地降低后续工艺的能耗。
新工艺中，为了保证膜的正常工作，防止膜过滤通道的堵塞，需要在板框粗滤后增加精密过滤器以进一步截留芦荟原液中所含的微小纤维、絮状物、悬浮物及杂质等。
膜分离技术的优点，膜法浓缩工艺代替传统的减压蒸馏、喷雾干燥及冷冻干燥法浓缩工艺，具有很多得天独厚的优势。
膜法浓缩工艺是在常温下操作，对于芦荟原叶中含有的热敏性易分解活性物质不会有破坏作用，不会引起芦荟浓缩凝胶中有效成分的变化。而对于其他三种方法而言，操作温度均不在正常温度，特别是喷雾干燥工艺中，在高温下，芦荟原液的活性有效成分会发生一定程度的改变。
膜法浓缩工艺采用压力作为驱动力，单位能量损耗相对于其他以热能为驱动力的传统浓缩工艺大大降低。有数据表明，对于相同条件下的物料体系，采用膜法浓缩工艺所需能耗费用仅为其他工艺的一半甚至更低。在制备高倍数芦荟凝胶及干粉工艺中，如果对于大量的高含水量的芦荟原液采用喷雾干燥或冷冻干燥，势必消耗大量的能源，增加了产品的成本。而采用膜法浓缩与传统方法相结合的新工艺可极大降低生产过程中的能耗。
膜法浓缩工艺仅靠膜的微小孔径的过滤皮层对物料体系进行脱水、去盐，无需添加额外的辅助剂。而采用水提醇沉法或醇提水沉法等工艺时，需使用大量的溶剂溶媒，一方面增加了辅助剂的费用，另一方面*终物料液中可能残留的溶剂会对物料体系产生二次污染。
膜法浓缩工艺可以针对不同的物料体系及成分选用不同分离截留效果的膜类型。如对于料液黏度较大的体系，可以选用管式膜组件或隔网较厚的卷式膜组件。依据所需分离的有效成分的分子量的大小及分子链形状的不同，可以选用不同截留分子量的超滤、纳滤或反渗透膜。
总之，膜法浓缩工艺具有低能耗、高效率、原料损耗少、无破坏性、易操作等优点。随着人们对膜分离技术的深入认识，芦荟产业中的膜法浓缩工艺将会逐渐取代传统工艺。