濃縮技術(shù)濃縮技術(shù)1.濃縮的基本原理2.濃縮的目的3.濃縮的分類4.常用的濃縮方法5.濃縮的注意事項(xiàng)濃縮的概念

濃縮是低濃度溶液通過除去溶劑(包括水）變?yōu)楦邼舛热芤旱倪^程。常在提取后和結(jié)晶前進(jìn)行，有時也貫徹在整個生產(chǎn)過程中，是生化物質(zhì)進(jìn)行分離提純的重要方法。濃縮的基本原理濃縮是藥品生產(chǎn)中常用的工藝之一，用溶劑進(jìn)行有效成分或營養(yǎng)成分提取后，回收溶劑一般用濃縮方法；物質(zhì)的提取液由于固體物含量過低，需要經(jīng)過濃縮達(dá)到一定的含量；提取液進(jìn)行后續(xù)處理時，也常需要提高濃度，如結(jié)晶、噴霧干燥等，都要設(shè)計(jì)濃縮這道工藝。濃縮雖然是比較簡單的工藝，但采用工藝不當(dāng)，也會造成一定損失。在工廠中濃縮主要有蒸發(fā)濃縮、常壓濃縮、真空濃縮等方法，近20年來，又出現(xiàn)了反滲透膜濃縮等新技術(shù)。

濃縮的目的①作為結(jié)晶或干燥的預(yù)處理。②提高產(chǎn)品質(zhì)量。③減少產(chǎn)品的體積和質(zhì)量。④增加產(chǎn)品的貯藏時間。濃縮的分類濃縮方法從原理上講分為平衡濃縮和非平衡濃縮2種，生產(chǎn)中常用的主要是平衡濃縮。平衡濃縮是利用兩相在分配上的某種差異而獲得溶質(zhì)和溶劑分離的方法。蒸發(fā)濃縮和冷凍濃縮屬于這種方法，其中，蒸發(fā)濃縮利用溶劑和溶質(zhì)揮發(fā)度的差異，獲得一個有利的氣液平衡條件，達(dá)到分離目的；冷凍濃縮利用稀溶液與固態(tài)冰在凝固點(diǎn)下的平衡關(guān)系，即利用有利的液固平衡條件。以上2種濃縮方法都是通過熱量的傳遞來完成的。不論蒸發(fā)濃縮還是冷凍濃縮，兩相都是直接接觸的，故稱為平衡濃縮。非平衡濃縮是利用固體半透膜來分離溶質(zhì)與溶劑的過程，兩相被膜隔開，分離不靠兩相的直接接觸，故稱為非平衡濃縮，利用半透膜不但可以分離溶質(zhì)和溶劑，還可以分離各種不同大小的溶質(zhì)，膜濃縮過程是通過壓力差或電位差來完成的。常用的濃縮方法1.蒸發(fā)濃縮技術(shù)2.冷凍濃縮技術(shù)3.薄膜濃縮技術(shù)4.凝膠濃縮技術(shù)蒸發(fā)是溶液表面的水或溶劑分子獲得的動力超過溶液內(nèi)分子間的吸引力后，脫離液面進(jìn)入空間的過程。蒸發(fā)過程按操作壓力可分為常壓蒸發(fā)、減壓（真空）蒸發(fā)和加壓蒸發(fā)。蒸發(fā)濃縮減壓蒸發(fā)減壓蒸發(fā)也稱為真空蒸發(fā)，是在減壓或真空條件下進(jìn)行的蒸發(fā)過程。減壓蒸發(fā)通常要在常溫或低溫下進(jìn)行。通過降低濃縮液液面的壓力，從而使沸點(diǎn)降低，加快蒸發(fā)。此法適用于濃縮受熱易變性的物質(zhì)，例如抗生素溶液的蒸發(fā)，為了保證產(chǎn)品質(zhì)量，需要在減壓的條件下進(jìn)行。當(dāng)盛濃縮液的容器與真空泵相連而減壓時，溶液表面的蒸發(fā)速率將隨真空度的增高而增大，從而達(dá)到加速液體蒸發(fā)的目的。減壓濃縮的主要優(yōu)點(diǎn)①.溶液沸點(diǎn)降低，在加熱蒸氣溫度一定的條件下，蒸發(fā)器傳熱的平均溫度差增大，傳熱面積減小。②.溶液沸點(diǎn)降低，可以利用低壓蒸汽或廢熱蒸氣作為加熱蒸氣。③.溶液沸點(diǎn)低，可防止熱敏性物料的變性或分解。④.由于溫度低，系統(tǒng)的熱損失小。減壓濃縮的主要缺點(diǎn)①.蒸發(fā)的傳熱系數(shù)減小。②.減壓蒸發(fā)時，造成真空需要增加設(shè)備和動力。冷凍濃縮是利用冰與水溶液之間的固液相平衡原理的一種濃縮方法。采用冷凍濃縮方法，溶液在濃度上是有限度的。當(dāng)溶液中溶質(zhì)濃度超過低共熔濃度時，過飽和溶液冷卻的結(jié)果表現(xiàn)為溶質(zhì)轉(zhuǎn)化成品體析出，此即結(jié)晶操作的原理。這種操作，不但不會提高溶液中濃質(zhì)的濃度，相反卻會降低溶質(zhì)的濃度。但是當(dāng)溶液中所含溶質(zhì)濃度低于低共熔濃度時，則冷卻結(jié)果表現(xiàn)為溶劑(水分)成晶體(冰晶)析出。隨著溶劑成品體析出的同時，余下溶液中的溶質(zhì)濃度顯然就提高了，此即冷凍濃縮的基本原理。冷凍濃縮兩個步驟冷凍濃縮的操作包括兩個步驟:首先是部分水分從水溶液中結(jié)晶析出;而后將冰晶與濃縮濃加以分離。冷凍濃縮方法特別適用于熱敏食品的濃縮。冷凍濃縮的主要優(yōu)點(diǎn)由于溶液中水分的排除不是用加熱蒸發(fā)的方法，而是靠從溶液到冰晶的相間傳遞，所以可以避免芳香物質(zhì)固加熱所造成的揮發(fā)損失。冷凍濃縮就可以充分顯示出它獨(dú)特的優(yōu)越性。將這種方法應(yīng)用于合揮發(fā)性芳香物質(zhì)的食品濃縮。冷凍濃縮能夠很好保持果汁的色澤、風(fēng)味、香氣和營養(yǎng)成分。因?yàn)樵谌^程中，果汁處于低溫條件下(一般-3℃～-7℃)，果汁中幾乎不發(fā)生可能產(chǎn)生的化學(xué)變化和生物化學(xué)反應(yīng)。冷凍濃縮的主要缺點(diǎn)

(1)采用這種方法，不僅受到溶液濃度的限制，而且還取決于冷晶與濃縮液可能分離的程度。一般而言，溶液粘度愈高，分離就愈因難；(2)因?yàn)榧庸み^程中，細(xì)菌和酶的活性得不到抑制，所以制品還必須再經(jīng)熱處理或加以冷凍保藏；(3)過程中會造成不可避免的溶質(zhì)損失；(4)成本高。到目前為止，冷凍濃縮法尚有許多技術(shù)問題未獲滿意解決，特別是在成本高，溶質(zhì)損失嚴(yán)重這些問題上，致使這項(xiàng)新技術(shù)還不能成為廣泛的應(yīng)用。

薄膜濃縮技術(shù)薄膜濃縮是一種設(shè)備投資少、操作簡便的有效方法。膜蒸餾濃縮技術(shù)是一種以疏水微孔膜兩側(cè)蒸汽壓力差為驅(qū)動力的新型膜分離凈化過程。通常，水的飽和蒸汽壓隨溫度的指數(shù)關(guān)系增加。當(dāng)不同溫度的水溶液被疏水膜分隔，由于膜的疏水性，兩側(cè)的水溶液不能通過膜進(jìn)入另一側(cè)。但由于高溫側(cè)水溶液與膜界面的水蒸汽壓高于低溫側(cè)，水蒸汽會從高溫側(cè)透過膜孔進(jìn)入低溫側(cè)并冷凝成為滲出水，這種通過膜蒸餾原理獲得的滲出水是一種高純水；濃水則留在高溫側(cè)成為滲余水。膜蒸餾濃縮過程無須將溶液加熱到沸點(diǎn)溫度，只要在膜兩側(cè)維持適當(dāng)?shù)臏夭罹湍軌蜻M(jìn)行，只要膜兩側(cè)存在一定的溫差就能進(jìn)行（熱側(cè)溫度50~70℃、冷側(cè)溫度20~30℃，膜通量可達(dá)20L/m2h以上，出水水質(zhì)電導(dǎo)率<10μs/cm），因此又稱低溫膜蒸餾濃縮技術(shù)(LMD)。凝膠濃縮技術(shù)溶膠或溶液中的膠體粒子或高分子在一定條件下互相連接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)空隙中充滿了作為分散介質(zhì)的液體（在干凝膠中也可以是氣體，干凝膠也稱為氣凝膠），這樣一種特殊的分散體系稱作凝膠。沒有流動性。內(nèi)部常含有大量液體。例如血凝膠、瓊脂的含水量都可達(dá)99%以上。可分為彈性凝膠和脆