第三章食品的濃縮第1頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)濃縮的目的和分類第二節(jié)蒸發(fā)濃縮第三節(jié)冷凍濃縮第四節(jié)膜濃縮本章內(nèi)容簡介第2頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)濃縮的目的和分類濃縮：從溶液中除去部分溶劑（通常是水）的操作過程，也是溶質(zhì)和溶劑均勻混合溶液的部分分離過程。第3頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月一、目的減少重量和體積濃縮去除食品中大量的水分，可減少食品包裝、貯藏和運輸費用。提高制品的濃度、增大滲透壓、降低水分活度、延長制品的保質(zhì)期。

第4頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月100t含固形物6%的番茄肉（去除皮和種子），若將其濃縮成32％的番茄醬，則重量減至18.7t，體積為原來的1／6，可將貯運要求及費用大大降低。第5頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月濃縮是結(jié)晶操作的預(yù)處理過程及結(jié)晶控制的一種手段。降低食品脫水過程的能耗真空濃縮尤其是多效真空濃縮，常常是食品干燥的前處理過程。

改善產(chǎn)品質(zhì)量。

第6頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月甘蔗汁經(jīng)凈化、蒸發(fā)濃縮去除水分，并進行濃縮結(jié)晶是蔗糖生產(chǎn)的必經(jīng)工藝過程。

第7頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月按濃縮的原理分類平衡濃縮蒸發(fā)濃縮冷凍濃縮非平衡濃縮--膜分離二、分類第8頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

平衡濃縮：是利用兩相在分配上的某種差異而獲得溶質(zhì)濃縮液和溶劑的濃縮（分離）方法，常用的平衡濃縮方法有：蒸發(fā)濃縮和冷凍濃縮。

非平衡濃縮：是利用半透膜等來分離溶質(zhì)和溶劑的過程。兩相由膜隔開，分離不是靠兩相的接觸。產(chǎn)透膜不僅用于分離溶質(zhì)和溶劑，也可以用于分離各種不同分子大小的溶質(zhì)，又稱膜分離。第9頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)蒸發(fā)濃縮

第10頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月一、蒸發(fā)濃縮的基本原理

食品工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的濃縮方法。不少食晶物料是水溶液，因此蒸發(fā)指的是水溶液的蒸發(fā)。

第11頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)可以在常壓、真空和加壓下進行，按操作壓力分，可分為常壓蒸發(fā)、真空蒸發(fā)和加壓蒸發(fā)。在食品工業(yè)中，多采用真空蒸發(fā)。按蒸發(fā)操作的方式分：間歇式；連續(xù)式；循環(huán)式。蒸發(fā)是食品工業(yè)上應(yīng)用最為廣泛的濃縮方法。水蒸發(fā)濃縮的必要條件是：不斷供給熱能和不斷排出二次蒸汽。為了強化蒸發(fā)過程，工業(yè)上采用的蒸發(fā)設(shè)備都是在沸騰狀態(tài)下汽化。

一、蒸發(fā)濃縮的基本原理第12頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

按照分子運動學觀點，溶劑受熱時分子獲得了動能，當某些溶劑分子的能量足以克服分子間的吸引力時，溶劑分子就會逸出液面而進入上部空間，成為蒸汽分子，如果熱能不斷地供給，生成的蒸汽被不斷地排除，則可打破溶劑氣相和液相之間化學勢的平衡，溶劑的氣化將持續(xù)地進行。一、蒸發(fā)濃縮的基本原理第13頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月真空蒸發(fā)的主要特點1.在真空條件下，液體的沸點低，有利于蒸發(fā)2.減少對熱敏性食品成分的破壞3.便于采用低壓蒸汽或廢蒸汽作為加熱源，利于多效蒸發(fā)4.真空蒸發(fā)需要配套的真空系統(tǒng)，增大設(shè)備投資及動力損耗5.熱量消耗大第14頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月二、蒸發(fā)濃縮過程食品物料的變化（一）食品成分的變化（二）粘稠性（三）結(jié)垢性（四）起泡性（五）結(jié)晶性（六）風味形成與揮發(fā)性（七）腐蝕性第15頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月三、蒸發(fā)器的類型及選擇

蒸發(fā)器主要由加熱室、分離室組成。加熱室：利用水蒸氣為熱源來加熱被濃縮的物料。分離室：將二次蒸汽中夾帶的霧沫分離出來。

第16頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第17頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月蒸發(fā)器的類型及選擇（一）選用蒸發(fā)器的基本要求

1.符合工藝要求，溶液的濃縮比適當；

2.傳熱系數(shù)高，有較高的熱效率，能耗低；

3.結(jié)構(gòu)合理緊湊，操作、清洗方便，衛(wèi)生、安全可靠；

4.動力消耗低，設(shè)備便于檢修，有足夠的機械強度。第18頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）蒸發(fā)器的類型1、循環(huán)型蒸發(fā)器特點：溶液在蒸發(fā)器中循環(huán)流動，以提高傳熱效率。（1）中央循環(huán)管式蒸發(fā)器（2）外循環(huán)管式蒸發(fā)器第19頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第20頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第21頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2、膜式蒸發(fā)器

根據(jù)蒸發(fā)器內(nèi)物料的流動方向及成膜原因可分為以下幾種類型。

（1）升膜式蒸發(fā)器（2）降膜式蒸發(fā)器（3）升/降膜蒸發(fā)器（4）刮板式薄膜蒸發(fā)器（5）離心式薄膜蒸發(fā)器（6）板式蒸發(fā)器第22頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第23頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月升膜式蒸發(fā)器是原料液從蒸發(fā)器底部進入，被蒸汽帶動，沿著管往上流。特點：液體高度湍流-為了擺脫重力影響而向上運動，因此升膜蒸發(fā)器不適用于高粘度產(chǎn)品和加熱表面易結(jié)垢的產(chǎn)品。

第24頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月降膜式蒸發(fā)器是原料液從蒸發(fā)器頂部進入，隨重力作用沿著管壁向下流動。適用于蒸發(fā)量大、熱敏、發(fā)粘、發(fā)泡物質(zhì)的蒸發(fā)。應(yīng)注意控制加樣速率不易過快。第25頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月升/降膜蒸發(fā)器設(shè)備簡介：升/降膜蒸發(fā)器是將加熱器分成兩程，一程做稀溶液的升膜蒸發(fā)，另一程為濃稠液的降膜蒸發(fā)，這種蒸發(fā)器集中了升、降膜蒸發(fā)器的優(yōu)點。設(shè)備特點：（1）

由板片式加熱器、分離器、預(yù)熱器、冷凝器、真空泵、熱壓泵和控制系統(tǒng)組成

（2）具有大蒸發(fā)量、高效率、高濃縮比、低能耗、快速、升降膜式蒸發(fā)；（3）采用板式鏡面換熱、清洗方便。

蒸發(fā)溫度低、部份二次蒸汽經(jīng)噴射式熱壓泵重新吸入一效加熱器，熱量得到充分利用，蒸發(fā)溫度為75℃－45℃，而耗汽量是單效25%；（4）

可實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)。第26頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月刮板式薄膜蒸發(fā)器設(shè)備簡介：可用于易結(jié)晶、易結(jié)垢、高粘度或熱敏性的料液濃縮。但該結(jié)構(gòu)較復(fù)雜、動力消耗大，處理量較小，濃縮比一般小于3。設(shè)備特點：

（1）滯留層薄，熱阻影響小，傳熱系數(shù)大，蒸發(fā)效率高。

（2）物料在蒸發(fā)面上的停留時間短，不結(jié)焦、不結(jié)垢、不需清洗去垢。

（3）適用的粘度范圍寬廣，既可以處理高粘度，也可以處理含固體的溶液。

（4）操作彈性大，濃度調(diào)節(jié)方便，可以實現(xiàn)自動化操作。

（5）結(jié)構(gòu)獨特，刮板工作可靠，維護方便，內(nèi)筒精加工光潔度高，使刮板不易磨損。

第27頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月適用范圍：

適于粘度高、混雜結(jié)晶的液體濃縮，一般濃縮比可達7。

本設(shè)備采用離心式滑動溝槽轉(zhuǎn)子，是目前國外最新結(jié)構(gòu)蒸發(fā)器，在流量很小的情況下也能形成薄膜，在筒體蒸發(fā)段內(nèi)壁表面附著處理液中的淤積物可被活動刮板迅速移去，和固定間隙的刮板蒸發(fā)器相比，蒸發(fā)量可提高40%-69%。第28頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

設(shè)備特點：

（1）通道寬，蒸汽角孔大，適合真空和低壓蒸發(fā)及冷凝（2）

設(shè)備占地少，易于安裝和清洗

（3）制造復(fù)雜，造價較高，周邊密封橡膠圈易老化。

適用范圍：

適于果蔬汁物料的濃縮，酒精的蒸發(fā)，沉淀物的濃縮等。板式蒸發(fā)器設(shè)備簡介：板式蒸發(fā)器／冷凝器是唯一能將蒸發(fā)器和冷凝器兩種工況結(jié)合在一個換熱器完成的。它是由一組激光焊接和傳統(tǒng)的墊片密封通道交替組成。第29頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第30頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月四單效蒸發(fā)與多效蒸發(fā)（一）單效蒸發(fā)

凡溶液在蒸發(fā)器內(nèi)蒸發(fā)，所產(chǎn)生的二次蒸氣不再加以利用則此種操作稱為單效蒸發(fā)。

為了濃縮熱敏性物料，常采用單效真空蒸發(fā)。第31頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第32頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）多效蒸發(fā)原理一臺蒸發(fā)器實質(zhì)上是一臺特殊的熱交換器。就加熱蒸發(fā)冷凝側(cè)而言，它是冷凝器，就溶液沸騰側(cè)而言，它又是低壓蒸氣發(fā)生器。對此低壓蒸氣，可利用它作為另一蒸發(fā)器的熱源。這時后一蒸發(fā)器就可看作是前一臺發(fā)生的二次蒸氣的冷凝器。通常稱前者為第一效，后者為第二效。這種串聯(lián)操作還可推廣至三效、四效、五效等，統(tǒng)稱為多效蒸發(fā)。第33頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第34頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月多效降膜式蒸發(fā)器設(shè)備簡介：設(shè)備特點：降膜式蒸發(fā)器因不存在靜液層效應(yīng)，物料沸點均勻，傳熱系數(shù)高，停留時間短。但液膜的形成僅依靠重力及液體對管壁的親潤力，故蒸發(fā)量較小，一次蒸汽濃縮比一般要小。

（1）由一、二、三效加熱器，一、二、三效蒸發(fā)器、預(yù)熱器、冷凝器和熱壓泵組成。

（2）蒸發(fā)耗量低，1kg蒸汽可蒸發(fā)4kg水。

（3）蒸發(fā)溫度低，部分二次蒸汽經(jīng)噴射式熱壓泵重新吸入一效加熱器，熱量得到充分利用，蒸發(fā)溫度相對較低。

（4）濃縮比大，降膜式蒸發(fā)，使粘度較大的料液容易流動蒸發(fā)，不容易結(jié)垢，濃縮時間短，濃縮比可達到1﹕5。

（5）可實現(xiàn)全自動化生產(chǎn)，智能化系統(tǒng)管理，符合GMP標準要求。

第35頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)加料方法1.

順流加料法2.

逆流加料法3.

平流加料法第36頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

蒸氣和料液的流動方向一致，均從第一效到末效。缺點：沿料液流動方向濃度逐漸增高，致使傳熱系數(shù)下降，在后二效中尤為嚴重。優(yōu)點：在操作過程中，蒸發(fā)室的壓強依效序遞減，料液在效間流動不需用泵；料液的沸點依效序遞降，使前效料進入后效時放出顯熱，供一部分水汽化；料液的濃度依效序遞增，高濃度料液在低溫下蒸發(fā)，對熱敏性物料有利。順流法第37頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

料液與蒸氣流動方向相反。原料由末效進入，用泵依次輸送至前效，完成液由第一效底部取出。加熱蒸氣的流向仍是由第一效順序至末效。優(yōu)點：濃度較高的料液在較高溫度下蒸發(fā)，粘度不高，傳熱系數(shù)較大。缺點：（1）各效間需用泵輸送；

（2）無自蒸發(fā)；

（3）高溫加熱面上易引起結(jié)焦和營養(yǎng)物的破壞。逆流法第38頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月平流法

平流法指原料液分別加入各效加熱器進行濃縮，濃縮后的濃縮液分別從各效放出。加熱蒸汽是從第一效通入，二次蒸汽則順序通入各小以至末效。因此從各效蒸發(fā)器得到的濃縮液濃度相同，并且二次蒸汽的熱量能得到充分利用。只用于蒸發(fā)濃縮操作進行的同時有晶體析出的場合，比如食鹽溶液的濃縮。3、平流法

第39頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月多效蒸發(fā)設(shè)備

蒸發(fā)設(shè)備主要由加熱室(器)和分離室(器)兩部分組成。加熱室的作用是利用水蒸氣為熱源來加熱被濃縮的料液。加熱室的型式隨著技術(shù)的改進而不斷發(fā)展。最初采用的是夾套式和蛇管式，其后有臥式短管加熱式和豎式短管加熱式。為了強化傳熱過程，采用強制循環(huán)代替自然循環(huán)，也有采用帶葉片的刮板薄膜蒸發(fā)器等。蒸發(fā)器分離室的作用是將二次蒸氣中央帶的霧沫分離出來。二次蒸氣之所以夾帶霧沫，是因液體沸騰時，氣泡到達液面破裂后，產(chǎn)生許多小霧滴所造成。為使這些霧滴下落回到液體中，分離室須具有足夠大的直徑和高度，以降低蒸氣流速，并有充分機會使其返回液體中。分離室的型式，最初是將其置于加熱室之上并與后者并成一體。其后，出現(xiàn)了外加熱型加熱室(加熱器)，分離室也就獨立成為分離器。第40頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月五、蒸發(fā)濃縮過程香味的保護與回收果蔬香味成分主要是由各種有機化合物如酯、醇、酸、醛、內(nèi)酯等所組成．其量少于0.1mg/kg，卻是影響果蔬汁品質(zhì)的主要因素。果蔬香味多具揮發(fā)性，因此香味回收是蒸發(fā)液縮過程必須考慮的措施。第41頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月采用低溫蒸發(fā)濃縮設(shè)備，減少香味成分的揮發(fā)采用短時蒸發(fā)濃縮設(shè)備蒸餾法回收漿液濃縮工藝措施第42頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)冷凍濃縮

（一）概念

冷凍濃縮是利用冰和水溶液之間的固液相平衡原理的一種濃縮方法。主要應(yīng)用于原果汁，高檔飲品、生物制品、藥品、調(diào)味品等的濃縮。第43頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）特點

1、優(yōu)點

濃縮過程不涉及加熱，適用于熱敏性食品物料的濃縮，可避免芳香物質(zhì)因加熱造成的揮發(fā)損失。

2、缺點

濃縮過程微生物和酶的活性得不到抑制，制品還需進行熱處理或冷凍保藏；

冷凍濃縮的溶質(zhì)濃度有一定限制，且取決于冰晶與濃縮液的分離程度；

有溶質(zhì)損失；

成本高。

第44頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月蔗糖水溶液的液－固相圖第45頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）基本原理

1、冷凍濃縮過程中的固液相平衡

當溶液的濃度低于低共熔濃度時，溫度T1的溶液降溫到T2以下，溶劑（水）成晶體（冰晶）析出；隨著冰晶體的形成及分離，溶液就獲得了濃縮。

2、冷凍濃縮過程中溶液的冰點

在純水中加入溶質(zhì)形成溶液時，冰點就下降，溫度下降多少與形成的溶液濃度高低有關(guān)。冷凍濃縮過程中，隨著水分結(jié)成冰，溶液濃度不斷升高，冰點不斷下降。第46頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）基本原理

3、冷凍濃縮過程中的冰結(jié)晶量和濃縮液量設(shè)原蔗糖溶液的總量為Ｍkg，生成冰晶量為Ｆkg，蔗糖濃縮液量為Ｐkg，根據(jù)溶質(zhì)的物料衡算應(yīng)有：ＭX1=PX2,即（Ｆ＋Ｐ）X1=PX2或Ｆ／Ｐ＝（X2－X1）／X1第47頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）基本原理4、冷凍濃縮過程中的溶質(zhì)夾帶和溶質(zhì)脫除

（1）溶質(zhì)夾帶

冷凍濃縮過程中析出的冰結(jié)晶中有或多或少的溶質(zhì)混雜其中

（2）溶質(zhì)脫除

是指水分凍結(jié)時，排斥溶質(zhì)，保持冰晶純凈的現(xiàn)象，只有保持在極緩慢凍結(jié)的條件下，才有可能發(fā)生。5、濃縮終點第48頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月二冷凍濃縮的過程與控制（一）冰晶生成及控制１．冰晶生成速率（１）凍結(jié)速度（２）凍結(jié)方法（３）攪拌方式（４）溶液濃度（５）食品成分第49頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）冰晶生成及控制２．冰晶生成的方式（１）層狀凍結(jié)是在管式、板式、轉(zhuǎn)鼓式以及帶式設(shè)備中進行，又稱為規(guī)則凍結(jié)。（２）懸浮凍結(jié)在受攪拌的冰晶懸浮液中進行的冰晶成長過程稱為懸浮凍結(jié)。

第50頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）冰晶與濃縮液的分離

冰晶分離有壓榨、過濾式離心和洗滌等方法。第51頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月（三）冰晶的洗滌

在冰晶形成過程中，存在著溶質(zhì)夾帶現(xiàn)象，在實際冷凍濃縮中，夾帶主要由冰晶表面吸附造成，溶質(zhì)主要存在于冰晶表層。為避免損失，可采用稀溶液、冰晶融化后的水及清水對冰晶洗滌，將冰晶表面吸附的溶質(zhì)洗脫焉，用清水洗滌容易造成濃縮液稀釋。第52頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月三應(yīng)用于食品工業(yè)的冷凍濃縮系統(tǒng)（一）單級冷凍濃縮裝置系統(tǒng)（二）多級冷凍濃縮裝置第53頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第54頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)

膜濃縮膜濃縮--類似于過濾的濃縮方法，只不過“過濾介質(zhì)”為天然或人工合成的高分子半透膜，如果“過濾”膜只允許溶劑通過，把溶質(zhì)截留下來．使溶質(zhì)在溶液中的相對濃度提高．就稱為膜濃縮。第55頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月一、膜濃縮的種類及操作原理目前在工業(yè)上應(yīng)用較成功的膜濃縮主要有以壓力為推動力的反滲透

(ReverOsmosis,簡稱RO)、超濾(UltraFiltration,簡稱UF)，以及以電力為推動力的電滲析(ED)。第56頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月1.反滲透在所有膜濃縮技術(shù)中，反滲透的應(yīng)用是最多的，它對于水溶液中的有機物，金屬離子，微生物，其它膠體類物質(zhì)具有較高的去除能力；尤其在水中含鹽量大于400mg/L時效果更好。反滲透的基本工作原理工作原理：

反滲透是與自然滲透方向相反的一種膜濃縮技術(shù)，在滲透與反滲透的過程中都是由半透膜的作用才能完成的。據(jù)下圖我們來分析一下反滲透的工作原理：

在左圖中，我們用半透膜隔開兩種濃度不同的溶液，剛開始時兩側(cè)水平是平齊的，但由于濃度不同，濃度差造成兩側(cè)的化學勢不同,稀溶液中的水透過半透膜向濃溶液一側(cè)流動，直到兩側(cè)達到平衡為至；現(xiàn)在濃溶液一側(cè)加上一個外來壓力P2

，滲透速度會逐步下降，當壓力超過某一數(shù)值時滲透停止，即達到了滲透平衡。P2－P1＝π

（π即為滲透壓差）當P2進一步增大時,濃溶液中的水就會反其原來的滲透方向進入稀溶液側(cè)，這就叫做反滲透。影響反滲透效率的因素：壓強、溫度、濃度差極化、膜的壓實、膜的降解、膜的結(jié)垢等第57頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

如圖所示：如果用一個只有水分子才能透過的薄膜將一個水池隔斷成兩部分,在隔膜兩邊分別注入純水和鹽水到同一高度。如圖所示：過一段時間就可以發(fā)現(xiàn)純水液面降低了，而鹽水的液面升高了。我們把水分子透過這個隔膜遷移到鹽水中的現(xiàn)象叫做滲透現(xiàn)象。鹽水液面升高不是無止境的，到了一定高度就會達到一個平衡點。這時隔膜兩端液面差所代表的壓力被稱為滲透壓。滲透壓的大小與鹽水的濃度直接相關(guān)。如圖所示：在以上裝置達到平衡后,如果在鹽水端液面上施加一定壓力，此時，水分子就會由鹽水端向純水端遷移。液劑分子在壓力作用下由稀溶液向濃溶液遷移的過程這一現(xiàn)象被稱為反滲透現(xiàn)象。如果將鹽水加入以上設(shè)施的一端，并在該端施加超過該鹽水滲透壓的壓力，我們就可以在另一端得到純水。這就是反滲透凈水的原理。

第58頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月純凈水設(shè)備-反滲透膜結(jié)構(gòu)示意圖第59頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月

Jw=a(P-π)

Jw--透水率m3/m2.h；a--膜常數(shù)；P---壓強；π---滲透壓從公式中可以看出Jw與P成線性關(guān)系，即透水速率正比于溶液壓力與滲透壓的差值。但隨著壓力P的增加線性關(guān)系會逐漸受到破壞，這主要是由于受到濃度差極化的現(xiàn)象所引起的。Jw△P理論線實際曲線壓強（P）第60頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月變化趨勢：溫度升高、透水率上升、正相關(guān)；T升高、分子運動加劇、更多的水分子在了穿過膜孔的機會，透水率自然增加。透水速率受溫度的影響通常遵循阿倫尼烏斯公式：或者：Jw–透水率m3/m2.h;a--膜常數(shù)

b--常數(shù)T---熱力學溫度，KLnJw1/T溫度（T）第61頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月1.定義：在反滲透過程中，主要是溶劑透過膜，而溶質(zhì)大部分透不過，在分離過程中，在溶液與膜的界面上，溶質(zhì)逐漸積累。當其濃度超過主體液濃度時，產(chǎn)生了界面與主體液之間的濃度梯度，引起溶質(zhì)從界面向主體液擴散，這就叫濃度差極化。濃度差極化第62頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2.后果：降低了透水速率和膜系統(tǒng)的分離能力溶劑從低濃度向高濃度處擴散流動，難度自然很大；邊界層溶質(zhì)的增加，推動力也增加，動耗增加；邊界層的存在，相當于膜的厚度增加。3.控制

從流動方式上：平行于膜表面流動（錯流）；b使用較小的管徑的管子；c設(shè)置湍流發(fā)生器產(chǎn)生湍流。第63頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月現(xiàn)象：在反滲透時膜組件一直承受較高的壓力，長期使用后產(chǎn)生壓實，膜被壓變形。膜表面的孔與多孔支撐體內(nèi)的孔變小、變少，致使通透性變差，影響了透過速率。解決辦法：增強膜的機械強度，減少膜的變形；定期進行反沖洗，恢復(fù)膜的原有的空隙。膜的壓實第64頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月分生物降解與化學降解兩種形式。控制：選用化學性質(zhì)穩(wěn)定的膜材料，防止化學降解；生物降解是微生物在膜上繁殖的結(jié)果，可用清洗消毒方法除；例如可用甲醛溶液或雙氧水溶液對膜進行消毒等。膜的降解第65頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月膜的結(jié)垢主要由懸浮物、離子化合物或鹽類物質(zhì)構(gòu)成。懸浮物可通過預(yù)處理除去，離子化合物或鹽類物質(zhì)可以通過添加螯合劑沉淀過濾除去；增加湍流，使物質(zhì)不能在膜表面沉淀。膜的結(jié)垢第66頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月2.超濾應(yīng)用孔徑為1.0～20.0nm（或更大）的半透膜來過濾含有大分子或微細粒子的溶液，使大分子或微細粒子在溶液中得到濃縮的過程稱之為超濾濃縮。超濾的基本原理示意圖第67頁，課件共76頁，創(chuàng)作于2023年2月超濾與反滲透：整個過程非常相近（包括工業(yè)上常用的工藝流程及裝置）

UF：以篩分為主選擇性滲透為輔；透過原理：

RO：以選擇性滲透為主篩分作用為輔膜孔徑：UF＞RO操作壓力：RO>