農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源利用的新技術原理農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源利用UtilizationofAgriculturalBiomassResources第一節(jié)概述農(nóng)業(yè)生物質(zhì)資源利用技術分類前處理技術分離提取技術濃縮技術干燥技術前處理技術：提高提取物質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本超聲波處理微波處理超微粉碎生物酶解技術分離提取技術：超臨界流體——天然化合物的低溫分離膜分離——特別適用于熱敏性天然營養(yǎng)素提取分離和精制分子蒸餾——處理熱敏性高、沸點高、產(chǎn)量要求不大但價值高的物料常規(guī)真空蒸餾——對產(chǎn)量要求大、價值較低、熱敏性不高、沸點較低的物料濃縮技術：生產(chǎn)上常將冷凍濃縮和真空濃縮結合來，達到濃縮目的。膜濃縮——條件溫和，流程簡單，適合于生物活性物質(zhì)分離，在酶制劑、生物活性因子分離中應用廣泛；冷凍濃縮——保證了被濃縮物品質(zhì)，香氣更和諧，特別適合于含揮發(fā)性芳香物熱敏食品的濃縮；真空濃縮——保留產(chǎn)品特有風味，非常有利于熱敏性營養(yǎng)物質(zhì)的保存。干燥技術干燥時，需考慮農(nóng)副產(chǎn)品衛(wèi)生、營養(yǎng)損失、色香味變化等，對干燥溫度和時間有嚴格限制。冷凍干燥在農(nóng)副產(chǎn)品干燥應用廣泛，但冷凍干燥最有前途的應用領域是高附加值的生物活性物質(zhì)的制備。真空技術與微波加熱技術及其他干燥技術相結合。第二節(jié)制備技術為有效開發(fā)農(nóng)副產(chǎn)物(如皮果殘渣、麩皮、植物根莖、種子廢棄物以及動物血液等)原料中的風味物質(zhì)、活性成分和功能性物質(zhì)等的綜合利用，提高其中有效成分的產(chǎn)出率，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品資源由一用變多用的高效利用。農(nóng)副產(chǎn)品綜合利用過程中，其加工原料的制備與前處理技術的應用，是為保證試樣的均一性，使在實驗過程中取任何一部分原料都具有相同的化學組成。制備技術多數(shù)農(nóng)副產(chǎn)物為固態(tài)原料，其前處理過程主要包括：原料的去雜——剔除農(nóng)副產(chǎn)品中非原料成分雜質(zhì)風干——農(nóng)副產(chǎn)品都含有一定量水分，再利用前需要對經(jīng)去雜過的農(nóng)副產(chǎn)品原料進行風干(于無污染環(huán)境中)破碎——用機械或人工方法將風干后的原料，逐步破碎。過篩——原料破碎時先過較粗篩子，隨著原料顆粒逐漸減少，難破碎的粗粒與易破碎的細粒成分往往不同，任何一次過篩時，都要將未通過篩孔的粗粒進一步破碎，直至全部過篩為止混勻——經(jīng)破碎、過篩的原料，應混勻使其組成均勻?？s分——將原料縮分，以減少一次處理原料的量；縮分時應避免原料細微粉粒散失和水分蒸發(fā)。前處理步驟從農(nóng)副產(chǎn)物(如皮果殘渣、麩皮、植物根莖、種子廢棄物以及動物血液等)原料中，提取高附加值的風味物質(zhì)、活性多糖、活性蛋白以及類黃酮、酚類物質(zhì)等功能性成分。超聲波處理技術微波處理技術生物酶解技術超微粉碎技術高新前處理技術應用：農(nóng)副產(chǎn)品有效成分大多為細胞內(nèi)產(chǎn)物，提取時需將細胞破碎?，F(xiàn)有的機械或化學方法難以取得理想的破碎效果。利用超聲波產(chǎn)生的強烈振動、高的加速度、強烈的空化效應、攪拌等特殊作用，可以破壞原料的細胞結構，使溶媒滲透到原料的細胞中，使原料中的化學成分溶于溶媒中，再通過分離提純得到所需要的化學成分。特點：利用超聲具有空化、粉碎、攪拌等特殊作用，對植物細胞進行破壞，使溶媒滲透到植物細胞中，以使干植物中的化學成分溶于溶媒中，通過分離、提純，獲得所需的化學成分。與常規(guī)提取法相比，超聲波提取法具有實驗設備簡單、操作方便、提取時間短、產(chǎn)率高、無需加熱等優(yōu)點，廣泛應用于中草藥化學成分的提取。超聲波處理技術原理：是將微波和傳統(tǒng)的溶劑萃取法相結合的提取方法。主要利用不同結構的化合物吸收微波能力的差異，使得細胞內(nèi)的某些成分被微波選擇性加熱，導致細胞結構發(fā)生變化，加速這些成分與基體的分離，進入到微波吸收能力較差的萃取劑中，提高有效成分的溶出程度和速度。應用：食品、生物活性成分(如活性多糖、黃酮類物質(zhì)等)、風味物質(zhì)、中草藥藥效成分等提取。特點：升溫快、易控制、加熱均勻，可強化浸取過程，縮短周期、降低能耗、減少廢物、提高產(chǎn)率和提取物純度。微波處理技術：一種新型的前處理技術利用活性生物酶水解特定的某種物質(zhì)的作用，主要利用細胞壁降解酶(果膠酶、纖維素酶、半纖維素酶等)，常溫常壓及溫和的酸堿條件下，將植物細胞壁降解使細胞保護器官破裂，破壞細胞壁結構，加速細胞中有效成分的滲出。技術原理：利用生物酶的高度特異性特點，選擇性水解目標物質(zhì)要提取細胞內(nèi)的有效成分，就選擇特定的水解酶，如果膠酶、蛋白酶、淀粉酶等，在適宜條件下分解去除提取液中的非目標產(chǎn)物如淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等，促進某些極性低的脂溶成分轉化為易溶于水的糖苷類而達到高效提取的目的，提高產(chǎn)品純度。生物酶解技術農(nóng)業(yè)生物質(zhì)副產(chǎn)物(如皮果殘渣、麩皮、植物根莖等)原料中的有效成分，往往包裹在細胞壁內(nèi)，而相鄰細胞連接靠果膠的作用，果膠既把單個細胞連接形成一個整體，又有緩沖作用，還可成為阻擋病原微生物入侵的天然屏障，再加上其中含有的蛋白質(zhì)、淀粉等成分，影響組織細胞中活性成分的浸出和浸出液的純凈度。技術特點：提取率高、提高有效成分得率，提取條件溫和、有效成分理化性質(zhì)穩(wěn)定。應用：果蔬汁加工、生物活性成分(如活性多糖、黃酮類物質(zhì)等)、功能性成分(如功能性油脂)以及藥物有效成分提取等。超微粉末：粒度<25μm的粉末。超微粉末技術：利用機械或流體動力方法克服固體內(nèi)部凝聚力使之破碎，將0.5～5mm的物料顆粒粉碎至10～25μm以下的粉碎操作技術。超微粉末的制備原理：主要通過機械粉碎法(超微粉碎原理與普通粉碎相同，只是細度要求更高)，利用外加機械力，使機械力轉變成自由能，部分地破壞物質(zhì)分子間的內(nèi)聚力來達到粉碎的目的。超微細粉末的特點：具有一般顆粒所沒有的特殊理化性質(zhì)(雖然超微粉末的理化性質(zhì)與大顆粒物質(zhì)的理化性質(zhì)相差不大)，表面積增大、表面能大、表面活性高、表面與界面性質(zhì)發(fā)生了很大變化；超微粉末可促進分散性、吸附性、溶解性、生物活性等。應用：超微粉體可起到細胞破壁、改善口感和增強消化吸收的作用，提高可食性資源的生物利用率、促進人體對動植物不可食部分的吸收。超微粉碎技術——

20世紀70年代以后，一種物料加工高新技術第三節(jié)分離提取技術離心技術超臨界流體萃取技術膜分離技術分子蒸餾技術分離提取技術離心技術是利用物體高速旋轉時產(chǎn)生強大的離心力，使置于旋轉體中的懸浮顆粒發(fā)生沉降或漂浮，從而使某些顆粒達到濃縮或與其他顆粒分離之目的。(一)超臨界流體萃取技術SupercriticalFluidExtraction,SFE利用超臨界流體具有特異增溶的能力而發(fā)展出來的新型分離方法。SFE的發(fā)現(xiàn)20世紀60年代，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)處于臨界壓力和臨界溫度以上的流體對有機化合物溶解度，一般能增加幾十倍甚至幾百倍。應用這一特殊溶解能力的新型分離技術——超臨界流體萃取過程，卻是近20多年的事情。SFE的應用中草藥有效成分的提?。恒y杏黃酮、紫杉醇、青嵩素、人參皂甙、馬錢子堿、阿托品、甘草、等食品添加劑：咖啡去除咖啡因、辣椒紅色素、黑加侖籽油、啤酒花浸膏的提取營養(yǎng)保健品：天然VE、卵磷脂、天然魚油、小麥胚芽油、玉米胚芽油、茶多酚等的提取……在臨界點以上的范圍內(nèi)，物質(zhì)狀態(tài)處于氣體和液體之間，這個范圍之內(nèi)的流體稱為超臨界流體(SF)。超臨界CO2流體：31.3℃和73.8MPaSupercriticalFluid(SF)criticaltemperature(Tc)criticalpressure(pc)超臨界流體具有類似氣體的較強穿透力擴散力和類似于液體的較大密度和溶解度，具有良好的溶劑特性，可作為溶劑進行萃取、分離單體。PrincipleofSFE液體的密度溶解能力氣體的黏度和擴散性能傳質(zhì)能力SF=gases&liquidsCO2

是較理想的超臨界流體臨界參數(shù)值較低:31.3oC和7.38MPa；可在接近室溫(35～40℃)以及氣體籠罩下提??；無毒：全過程無有機溶劑，安全、有效的提取技術；不燃：CO2是一種不活潑氣體，在整個萃取過程中不與被萃取物發(fā)生化學反應；非爆性：能把高沸點、低揮發(fā)性、易熱解的物質(zhì)在遠低于其沸點的溫度下萃取出來；可得到高純度氣體：CO2不污染環(huán)境：萃取物中不會殘留有害的溶劑物質(zhì)。超臨界流體萃取的基本原則利用超臨界流體的特殊性質(zhì)，在高壓條件下與待分離的固體或液體混合物相接觸，萃取出目標物通過減壓或升溫的辦法，降低超臨界流體的密度，從而使萃取物與萃取劑分離

SFE的萃取流程圖超臨界CO2流體萃取基本流程的主要部分：萃取段——溶質(zhì)由原料轉移至CO2流體分離段——溶質(zhì)和CO2流體分離及不同溶質(zhì)間的分離特點：萃取與分離合二為一，當飽和的溶解物CO2流體進入分離器后，由于溫度和壓力下降，使得CO2和萃取物迅速分離，高效率，低成本；在萃取段要求有較大的溶解度以使溶質(zhì)被溶解于CO2流體中，而在分離段則要求溶質(zhì)在CO2流體中的溶解度較小，以使溶質(zhì)從CO2流體中分離出來；整個萃取過程是通過控制萃取的溫度和壓力，來實現(xiàn)萃取和分離，工藝簡單，容易實現(xiàn)，高效便捷；萃取物中保持了提取物中的功能物質(zhì)。

SFE分離過程的類別等溫法等壓法吸附法等溫法流程在萃取段溶質(zhì)被CO2流體萃取后，通過分離段降低CO2壓力，使溶質(zhì)在CO2流體中的溶解度迅速降低而析出。由于CO2流體在降壓過程中節(jié)流膨脹使溫度降低，在分離段需加溫以使其溫度與萃取段保持大致相同。該流程是在萃取段和分離段CO2的溫度基本相同情況下，利用其壓力降低而造成對溶質(zhì)的溶解度下降而在分離段沉淀出來，故稱為等溫法；是最為普遍的超臨界CO2流體萃取流程。適應于從固體物質(zhì)中萃取油溶性組分、熱不穩(wěn)定成分。等壓法流程在萃取段溶質(zhì)被CO2流體萃取后，通過分離段改變CO2溫度，使溶質(zhì)在CO2流體中的溶解度降低而分離出來。該流程在萃取段和分離段的壓力基本相同，利用溫度改變造成的溶解度下降而實現(xiàn)物質(zhì)分離，故稱為等壓法。具有設備簡單、造價低廉、操作簡便、運行費用較低等優(yōu)點，適應于在CO2中溶解度對溫度變化較敏感且不易熱分解的物質(zhì)。該流程適應性不強，在實際科研和生產(chǎn)過程中較少應用。吸附法流程吸附法大致是一個等溫和等壓的過程。將萃取段溶解了溶質(zhì)的CO2流體，在分離段通過吸附劑將溶質(zhì)吸附，從而使溶質(zhì)與CO2流體分離。吸附劑：液體(如水、有機溶劑等)、固體(如活性炭)。該流程比等壓法、等溫法更簡單，但必須選擇廉價的、易于再生的吸附劑。①Increaseplowphighp提高萃取效率的途徑②Adda“co-solvent”pureCO2CO2+5%methanolAdditionofsmallvolumeofpolarorganicmodifiercanenhancethesolubilityofpolarcompounds夾帶劑含夾帶劑萃取流程超臨界CO2流體是非極性溶劑。根據(jù)相似相溶原理，它對非極性的油溶性物質(zhì)有較好溶解能力，而對有一定極性的物質(zhì)(如內(nèi)酯、黃酮、生物堿等)的溶解度就較差。通過添加極性不同的夾帶劑，可以調(diào)節(jié)超臨界CO2流體的極性，提高被萃取物質(zhì)在CO2中的溶解度，使原來不能用超臨界CO2流體萃取的物料變?yōu)榭赡堋?夾帶劑是從CO2泵的出口端泵入系統(tǒng))

SFE的特點兼具精餾和液相萃取的特點：超臨界萃取過程中由于被分離物質(zhì)間揮發(fā)度的差異和分子間親和力的不同，同時發(fā)生作用而產(chǎn)生分離效果萃取能力取決于流體的密度，通過調(diào)節(jié)操作壓力、溫度,使有效成分高度富集溶劑回收簡單，節(jié)省能源消耗不需要高溫操作環(huán)境污染小高壓——設備投資大(二)膜分離技術SupercriticalFluidExtraction,SFE隨著科學技術的迅猛發(fā)展和人類對物質(zhì)利用廣度的開拓，物質(zhì)分離已成為重要的研究課題?；卧僮髦谐Ｒ姺蛛x方法有篩分、過濾、蒸餾、蒸發(fā)、重結晶、萃取、離心分離等。對于高層次的分離，如分子尺寸的分離、生物體組分的分離等，采用常規(guī)分離方法難以實現(xiàn)，或達不到精度。具有選擇分離功能的高分子材料——膜分離技術，使上述分離問題迎刃而解。2.1膜分離技術“21世紀的多數(shù)工業(yè)中，膜技術扮演著戰(zhàn)略的角色”“誰掌握了膜技術，誰就掌握了21世紀的未來”膜料液水小分子大分子滲透液濃縮液進料液滲透液（1）分離膜與膜分離技術的概念膜分離過程：借助膜而實現(xiàn)分離的過程。與其他分離過程相比，膜分離過程是一種較簡單的過程，其分離條件溫和、流程簡單、能耗較低。主要特點：以具有選擇透過性的膜作為分離手段，實現(xiàn)物質(zhì)分子尺寸的分離和混合物組分的分離。膜分離過程的推動力：濃度差、壓力差和電位差等。膜分離技術：是利用膜對混合物中各組分的選擇滲透性能差異，來實現(xiàn)分離、提純和濃縮的新型分離技術。以靜壓力差為推動力的過程微濾（microfiltration,MF)超濾（ultrafiltration,UF）納濾（nanofiltration,NF)反滲透（reverseosmosis,RO)以蒸汽分壓為推動力的過程膜蒸餾（membranedistillation,MD)滲透蒸發(fā)（pervaporation,PV）以濃度差為推動力的過程滲析（dialysis,D)以電位差為推動力的過程電滲析（electrodialysis,ED)按推動力本質(zhì)來分類①滲析式膜分離料液中的某些溶質(zhì)或離子，在濃度差、電位差推動下透過膜進入接受液中被分離出去。包括滲析和電滲析等；②過濾式膜分離利用組分分子的大小和性質(zhì)差別所表現(xiàn)出透過膜的速率差別，達到組分的分離。包括超濾、微濾、反滲透和氣體滲透等；③液膜分離液膜與料液和接受液互不混溶，液液兩相通過液膜實現(xiàn)滲透，類似于萃取和反萃取的組合。膜分離過程的主要三種形式膜分離過程沒有相變化(滲透蒸發(fā)膜除外)，常溫即可操作；避免高溫操作，所濃縮和富集物質(zhì)的性質(zhì)不容易發(fā)生變化；成本低、能耗少、效率高、無污染并可回收有用物質(zhì)，特別適合于性質(zhì)相似組分、同分異構體組分、熱敏性組分、生物物質(zhì)組分等混合物的分離；膜分離裝置簡單、操作容易，對無機物、有機物及生物制品均可適用，且不產(chǎn)生二次污染。當不能經(jīng)濟地用常規(guī)分離方法得到較好分離時，膜分離作為一種分離技術往往非常有用。膜分離技術的優(yōu)點高分子膜的分離功能，很早就已發(fā)現(xiàn)1748年，耐克特(A.Nelkt)發(fā)現(xiàn)水能自動地擴散到裝有酒精的豬膀胱內(nèi)，開創(chuàng)了膜滲透的研究。1827年，Dutrochet引入名詞滲透(Osmosis)。1861年，施密特(A.Schmidt)首先提出了超濾概念。提出，用比濾紙孔徑更小的棉膠膜或賽璐酚膜過濾時，若在溶液側施加壓力，使膜的兩側產(chǎn)生壓力差，即可分離溶液中的細菌、蛋白質(zhì)、膠體等微小粒子，其精度比濾紙高得多；這種過濾稱為超過濾；按現(xiàn)代觀點看，這種過濾稱為微孔過濾。1918年，Zsigmondy提出了商品微濾膜的制備方法，并將其應用于微生物、微粒等方面的分離和富集；1950年，W.Juda成功研制了第一張具有實用價值的離子交換膜；50年代初，為從海水或苦咸水中獲取淡水，開始了反滲透膜的研究。膜分離技術發(fā)展簡史真正意義上的分離膜，出現(xiàn)在20世紀60年代1960年，Loeb和Sourirajan研制出第一張不對稱的醋酸纖維素反滲透膜，導致了膜分離技術進入了實用和裝置的研制階段；1961年，米切利斯(A.S.Michealis)等人用各種比例的酸性和堿性的高分子電介質(zhì)混合物以水-丙酮-溴化鈉為溶劑，制成了可截留不同分子量的膜，這種膜是真正的超濾膜。美國Amicon公司首先將這種膜商品化。1967年，DuPont公司研制成功了以尼龍－66為主要組分的中空纖維反滲透膜組件。同一時期，丹麥DDS公司研制成功平板式反滲透膜組件。反滲透膜開始工業(yè)化。1967年以后，在美國、丹麥、日本等國出現(xiàn)了多家膜及其組件的生產(chǎn)廠家，逐漸開始了膜分離技術的規(guī)?；瘧?。自上世紀60年代中期以來，膜分離技術真正實現(xiàn)了工業(yè)化首先出現(xiàn)的分離膜是超過濾膜(簡稱UF膜)、微孔過濾膜(簡稱MF膜)和反滲透膜(簡稱RO膜)。在此期間，除上述三大膜外，其他類型的分離膜也獲得很大發(fā)展。80年代，氣體分離膜研制成功，使功能膜地位又得到了進一步提高。由于膜分離技術具有高效、節(jié)能、高選擇、多功能等特點，分離膜已成為上一世紀以來發(fā)展極為迅速的一種功能性高分子。近二三十年來，膜科學和膜技術發(fā)展極為迅速，目前已成為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、國防、科技和人民日常生活中不可缺少的分離方法，越來越廣泛地應用于化工、環(huán)保、食品、醫(yī)藥、電子、電力、冶金、輕紡、海水淡化等領域。膜過程國家年代應用微濾德國1920實驗室用（細菌過濾器）超濾德國1930實驗室用血液滲析荷蘭1950人工腎電滲析美國1955脫鹽反滲透美國1960海水脫鹽超濾

美國1960大分子物質(zhì)濃縮氣體分離美國1979氫回收膜蒸餾德國1981水溶液濃縮全蒸發(fā)德國/荷蘭1982有機溶液脫水過程孔徑推動力傳遞機制微濾0.02~10μm壓力差約為105Pa篩分超濾0.001~0.02μm相對分子質(zhì)量103~106壓力差105~106Pa篩分納濾>1nm相對分子量200~1000壓力差5×105~1.5×106Pa溶解擴散Donnan效應反滲透0.1~1nm壓力差106~107Pa優(yōu)先吸附、毛細管流動、溶解-擴散氣體分離無孔壓力差106~107Pa溶解－擴散滲析1~3nm濃度差篩分加上擴散度差電滲析相對分子質(zhì)量<200電位差反離子遷移滲透蒸發(fā)無孔分壓差、濃度差溶解－擴散根據(jù)分離原理和推動力的不同，可將分離膜分為微孔膜、超過濾膜、反滲透膜、納濾膜、滲析膜、電滲析膜、滲透蒸發(fā)膜等。不同膜技術去除的顆粒類型1 → 水2 → 鹽3 → 低分子量分子4 →高分子量分子5 → 分散溶膠/顆粒反滲透納濾超濾微濾12345123451234512345定義過濾/分離范圍

顆粒尺寸10-410-310-210-11.010102103(微米)

平均分子量10020020,000500,000

不溶有機物濾布和深層過濾器篩網(wǎng)和濾網(wǎng)微濾超濾納濾反滲透過濾工藝范圍紅細胞乳膠油乳劑油漆顏料細菌沙粒人發(fā)蛋白/酶碳粒病毒輻射原子可溶鹽類VOC,PCD,Susp.Oil金屬離子膜類型普通污染物的相對尺寸（2）反滲透技術滲透是一種常見的自然現(xiàn)象。1784年AbbleNollet用豬膀胱作透過試驗發(fā)現(xiàn)滲透現(xiàn)象。人類很早前就已使用滲透或反滲透分離物質(zhì)。1953年C.E.Reid提出用反滲透法淡化海水的方案；1960年Loeb和S.Sourirajan制成第一張非對稱結構的醋酸纖維素膜，反滲透技術進入實用化階段。反滲透過程已成功使用幾十年；在全世界所有淡化過程生產(chǎn)11.5×106m3/d的飲用水中，反滲透占23.4%。海水淡化在沙特至少有6套，產(chǎn)水2300～57000m3/d，苦咸水淡化13套，3500～53000m3/d。反滲透膜最早應用于苦咸水淡化。反滲透技術是20世紀60年代發(fā)展起來的膜分離技術，現(xiàn)已成為一種普遍使用的現(xiàn)代分離技術，在海水和苦咸水的脫鹽淡化、超純水制備、廢水處理等方面，反滲透技術有其他方法不可比擬的優(yōu)勢。反滲透過程主要是從水溶液中分離出水，分離過程無相變化，不消耗化學藥品。優(yōu)點：能耗和投資運行費用低，占地小，設備腐蝕輕，易建造、操作、維修，建廠時間短。反滲透技術應用半透膜(滲透膜)純水鹽水純水鹽水純水鹽水hPA、滲透B、滲透平衡C、反滲透滲透、平衡滲透、反滲透示意圖滲透壓半透膜(反滲透膜)如果用一張只能透過水而不能透過溶質(zhì)的半透膜，將兩種不同濃度的水溶液隔開，水會自然地透過半透膜滲透，從低濃度水溶液向高濃度水溶液一側遷移，這一現(xiàn)象稱滲透(圖A)。這一過程的推動力：低濃度溶液中水的化學位與高濃度溶液中水的化學位之差，表現(xiàn)為水的滲透壓。滲透和反滲透的原理純水鹽水hB、滲透平衡滲透壓隨著水的滲透，高濃度水溶液一側的液面升高，壓力增大。當液面升高至h時，滲透達到平衡，兩側的壓力差就稱為滲透壓(圖B)。滲透過程達到平衡后，水不再有滲透，滲透通量為零。純水鹽水P反滲透膜C、反滲透如果在高濃度水溶液一側加壓，使高濃度水溶液側與低濃度水溶液側的壓差大于滲透壓，則高濃度水溶液中的水將通過半透膜流向低濃度水溶液側，這一過程就稱為反滲透(圖C)

。滲透——是水通過半透膜，從低溶質(zhì)濃度一側到高溶質(zhì)濃度一側，直到兩側的水的化學位達到平衡。反滲透——是在推動力作用下，溶劑(水)從高溶質(zhì)濃度一側到低溶質(zhì)濃度一側，克服的是滲透壓。滲透與反滲透的區(qū)別反滲透技術所分離物質(zhì)的分子量，一般小于500；操作壓力為2～100MPa，遠高于超濾所需的壓力；用于實施反滲透操作的膜為反滲透膜；反滲透膜大部分為不對稱膜，孔徑小于0.5nm，可截留溶質(zhì)分子。反滲透膜的分離機理至今尚有許多爭論，主要有氫鍵理論、選擇吸附－毛細管流動理論、溶解擴散理論等。反滲透膜高操作壓力：3－10MPa；要求膜必須有高透水率，高脫鹽率；耐一定的酸堿、耐微生物、耐壓密；必須滿足工藝要求、性質(zhì)穩(wěn)定，能長期使用；形狀：平板膜、管式膜、卷式膜、中空纖維膜；主要膜材料：醋酸纖維素、芳香聚酰胺、聚砜。反滲透工藝流程一級一段連續(xù)式透過液的回收率不高，在工業(yè)中很少采用。一級一段循環(huán)式部分濃縮液返回進料液貯槽與原有進料液混合后，再次通過組件分離。因濃縮液中溶質(zhì)含量較原料液高，所以透過液的質(zhì)量有所下降。反滲透技術的小結膜不對稱或復合膜

厚度亞層150微米，皮層1微米孔尺寸<2nm推動力壓差：苦咸水(15~25bar)

海水（40~80bar）分離機理溶解－擴散膜材料三醋酸纖維素、聚芳香酰胺、聚酰胺和聚醚脲（界面聚合）應用－海水、苦咸水脫鹽

－超純水生產(chǎn)（電子工業(yè)）

－果汁和糖濃縮－牛奶濃縮－廢水處理（3）超濾技術超濾(ultrafiltration，UF)技術始于1861年，其過濾粒徑介于微濾和反滲透之間，約5～10nm；UF是利用孔徑1～20nm的超濾膜，在0.1～0.5MPa的靜壓差推動下截留各種可溶性大分子(如多糖、蛋白質(zhì)、酶等相對分子量大于500的大分子)及膠體，形成濃縮液，達到溶液的凈化、分離及濃縮目的。超濾技術的核心部件——超濾膜：分離截留的原理為篩分(即，篩孔分離)，小于孔徑的微粒隨溶劑一起透過膜上的微孔，而大于孔徑的微粒則被截留。膜上微孔的尺寸和形狀決定膜的分離效率。超濾膜——不對稱膜，有平板式、卷式、管式和中空纖維狀。超濾膜結構：由三層結構組成表面活性層(最上層)：致密而光滑，厚度為0.1～1.5μm，其中細孔孔徑一般<10nm；過渡層(中間層)：>10nm的細孔，厚度一般為1～10μm；支撐層(最下層)：厚度為50～250μm，具有>50nm的孔。支撐層起支撐作用，提高膜的機械強度。膜的分離性能：主要取決于表面活性層(其上的微孔大小、形狀)和過渡層。超濾膜的特點中空纖維狀超濾膜：外徑為0.5～2μm；特點是直徑小，強度高，不需要支撐結構，管內(nèi)外能承受較大的壓力差。此外，單位體積中空纖維狀超濾膜的內(nèi)表面積很大，能有效提高滲透通量。制備超濾膜的材料：主要有聚砜、聚酰胺、聚丙烯腈和醋酸纖維素等。超濾膜材料超濾分離機理膜對溶質(zhì)的截留作用：由于在膜表面及微孔內(nèi)的吸附(一次吸附)、在膜孔中的停留(阻塞)、在膜表面的機械截留(篩分)。一次吸附和阻塞是與膜與溶質(zhì)之間的相互作用、溶質(zhì)濃度、操作條件有很大關系。膜本身還是篩分作用為主。被分離的原料溶液(通常為水溶液)，在壓差(?P)作用下，以一定流速沿著具有一定孔徑的超濾膜面上流動，溶劑(水)和小分子質(zhì)量物質(zhì)透過膜的微孔，流到膜的低壓側，為透過液(濾出液)。溶液中的大分子物質(zhì)和膠體微粒不能透過膜被截留，實現(xiàn)了原料溶液中大分子物質(zhì)和膠體微粒與水的分離。超濾膜屬于篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)，決定截留效果主要是膜的表面活性層上微孔的大小和形狀。過濾時比孔大的粒子被截留在膜表面，小于孔徑的粒子通過膜進入低壓側。超濾是一個篩孔分離過程；在一定壓力作用下，當含有不同大小分子物質(zhì)的溶液流過被支撐的膜表面時，溶劑和小分子溶質(zhì)(如無機鹽類)透過膜作為透過物被收集起來，大分子溶質(zhì)(如有機膠體等)被膜截留，而作為濃縮液被回收。超濾過程中可同時完成分離(使大分子溶質(zhì)和小分子溶質(zhì)分開)和濃縮(從物料中脫去部分溶劑)2個過程超濾主要用于大分子溶液的分離，其分子大小往往是用分子質(zhì)量來表示，故又稱為分子質(zhì)量切割機理。要求被截留的組分其分子質(zhì)量應大于膜的截留分子質(zhì)量，因此超濾膜選擇性可用它的截留分子質(zhì)量來表示。超濾膜的精度——以截留分子量定義，對于大于截留分子量的分子，通過超濾膜可以有90/95%的截留效率。超濾膜孔徑一般為2~50nm，能夠截留分子量300~500000道爾頓的物質(zhì)。一般物質(zhì)的大小相差10倍時，分離效果最佳。能除去的物質(zhì)：糖、生物分子、高分子聚合物、膠體物質(zhì)。超濾常用壓力差：0.1~0.5MPa，明顯高于微濾但比反滲透低得多。切割分子量(MWCO)：膜具有90%以上截留率的最小分子量物質(zhì)。超濾膜是按分子大小而去除的壓力推動膜過程牛奶中的應用：牛奶脫脂、蛋白預濃縮、降低乳糖含量；果汁澄清：替代離心過濾、果膠酶處理、用硅藻土預涂地真空過濾等，果汁產(chǎn)量高；發(fā)酵液處理：回收抗生素等；排放液處理：造紙工業(yè)回收磺化木質(zhì)素、脫油、脫脂等。超濾技術的應用超濾適合于分離病毒、蛋白質(zhì)、多糖、膠粒、抗生素等，也可以用來回收細胞和處理膠體懸浮液。膜不對稱膜

厚度150微米孔尺寸2～50nm推動力壓差(1~10bar)分離機理篩分膜材料聚合物（聚砜、聚丙烯腈）陶瓷膜（氧化鋁、氧化鋯、碳）應用－乳品（牛奶、乳清、干酪等）

－食品（土豆、淀粉、蛋白））

－果汁澄清－制藥（抗菌素、酶）－廢水處理（冶金、紡織、食品等）

超濾技術的小結（4）微濾技術微濾技術：始于十九世紀中葉，是以靜壓差為推動力，利用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的“篩分”作用進行分離的膜過程。當壓力推動流體透過膜，從流體中分離微米大小的粒子時，這個過程為微濾。微孔膜：實施微濾的膜。微孔膜是均勻的多孔薄膜，厚度在90～150μm左右，孔徑0.05~10m；過濾粒徑在0.025～10μm之間，滲透壓可以忽略，推動力為0.1~5bar。微濾常作為超濾等過程的前處理，適用于微生物、細胞碎片、微細沉淀物和其他微米級范圍內(nèi)的粒子，如DNA和病毒等的濃縮?？讖骄鶆蜻^濾精度高：能將液體中所有大于制定孔徑的微粒全部截留；孔隙大流速快：一般微孔膜的孔密度為107孔/cm2，微孔體積占膜總體積的70％～80％。由于膜很薄，阻力小，過濾速度較常規(guī)過濾介質(zhì)快幾十倍；無吸附或少吸附：微孔膜厚度一般在90～150μm之間，吸附量很少，可忽略不計。無介質(zhì)脫落：微孔膜為均一的高分子材料，過濾時沒有纖維或碎屑脫落，能得到高純度的濾液。微孔膜的主要優(yōu)點表面過濾和深度過濾膜堆積層表面過濾：粒子的尺寸比過濾介質(zhì)的尺寸大，粒子以其幾何形狀被阻擋，不能進入和通過膜，這種篩濾機理稱為表面過濾。深度過濾：粒子的尺寸比過濾介質(zhì)的尺寸小，粒子能進入過濾介質(zhì)，并粘附在其上被除去(吸附截留)。常規(guī)微濾——滲透液受壓而垂直通過過濾介質(zhì)，所有大于孔徑的粒子被截留。原料液置于膜的上游，在壓差推動下溶劑和小于膜孔的顆粒透過膜，大于膜孔的顆粒被膜截留。常規(guī)過濾操作只能是間歇的，適合于實驗室小規(guī)模場合。錯流過濾——類似于超濾和反滲透。原料液以切線方向流過膜表面，在壓力作用下透過膜，料液中的顆粒被膜截留而停留在膜表面。料液經(jīng)膜表面產(chǎn)生的高剪切力可使沉積在膜表面的顆粒擴散返回主體流，被帶出超濾組件；直至顆粒在膜表面的停留速度與速度梯度產(chǎn)生的剪切力引發(fā)顆粒返回主體流的速度達到平衡。常規(guī)過濾錯流過濾液相澄清：抗生素發(fā)酵液的澄清、溶菌液的澄清、蛋白質(zhì)液澄清、酵母溶菌液澄清；固相回收：連續(xù)培養(yǎng)發(fā)酵的細胞回收、菌細胞的收獲和沖洗、網(wǎng)狀菌絲體的濃縮、酵母濃縮；抗生素的澄清陶瓷膜過濾：膜面流速2.5~4m/s，操作壓力3~5bar，回收率大于95%。過濾純化最終產(chǎn)品分離典型分離過程MF離心硅藻土過濾離子交換吸附溶劑萃取等電沉淀液液萃取分級沉淀色譜分離結晶噴霧干燥冷凍干燥發(fā)酵產(chǎn)物的下游處理分離生物方面的主要應用膜不對稱膜

厚度10～150微米孔尺寸50～10,000nm推動力壓差(1~5bar)分離機理篩分膜材料聚合物（聚砜、聚丙烯腈）陶瓷膜（氧化鋁、氧化鋯、碳）應用－消毒（食品、藥劑）

－分析

－半導體（超純水）－生物技術（澄清、除菌、分級）－廢水處理（冶金、紡織、食品等）－醫(yī)藥（血漿除菌、注射液除菌）微濾技術小結（5）納濾技術納濾(nanofiltration，NF)出現(xiàn)于20世紀80年代末期，是以壓力差為推動力的液相膜分離技術。納濾膜可以讓溶液中低價離子透過而截留高價離子和數(shù)百相對分子質(zhì)量的有機小分子。納濾膜主要截留多價鹽和相對分子質(zhì)量為150-2000的低分子有機物，介于反滲透(相對分子質(zhì)量100-200)與超濾(相對分子質(zhì)量1000-3000)之間。納濾是反滲透技術的發(fā)展，是從反滲透技術中分離出來的，成為獨立的分離技術。納濾膜類似于反滲透膜，都屬于壓力驅(qū)動的膜分離過程。（6）分子蒸餾技術蒸餾可實現(xiàn)固體－液體或液體－液體混合物的分離。對較易分離或分離要求不高的物系，可采用簡單蒸餾；對溫度不敏感、粘度適中較難分離的物系，可采用精餾或特殊精餾；對于熱敏性、高沸點、高粘度物質(zhì)的分離或濃縮，受熱溫度和停留時間是影響其熱分解(熱聚合)的兩個決定性因素?？赏ㄟ^降低蒸餾操作壓力以降低物料的操作溫度，即所謂的真空蒸餾(減壓蒸餾)。但由于蒸餾單元內(nèi)大量液體產(chǎn)生的靜壓差以及蒸餾單元與冷凝器間的管道效應等原因，阻礙了蒸餾單元內(nèi)壓力的進一步降低。對于沸點高、熱不穩(wěn)定、粘度高或容易爆炸的物質(zhì)，并不適宜使用普通減壓蒸餾法。一種新的分離技術——分子蒸餾技術，又稱為短程蒸餾，能解決大量常規(guī)蒸餾技術所不能解決的問題。分子蒸餾技術不同于一般蒸餾技術，它是運用不同物質(zhì)分子運動自由程的差別而實現(xiàn)物質(zhì)的分離，因而能夠?qū)崿F(xiàn)遠離沸點下的操作。鑒于其在高真空下運行，且因其特殊的結構型式，因而它又具備蒸餾壓強低、受熱時間短、分離程度高等特點，能大大降低高沸點物料的分離成本，極好地保護熱敏性物質(zhì)的品質(zhì)。分子蒸餾技術已廣泛應用于高純物質(zhì)的提取，它可擺脫化學處理方法的束縛，真正保持了純天然的特性，所以特別適用于天然物質(zhì)的提取與分離，在國際上已被廣泛應用于食品、醫(yī)藥、香料等工業(yè)中。①液體混合物沿加熱板流動并被加熱

②輕、重分子會逸出液面而進入氣相③由于輕、重分子的自由程不同④輕分子達到冷凝板被冷凝排出;重分子達不到冷凝板沿混合液排出分子運動自由程（用λ表示）：一個分子相鄰兩次碰撞之間所走的路程。分子蒸餾的原理(MolecularDistillation,MD)分子蒸餾技術的發(fā)展分子蒸餾技術最早可追溯到II戰(zhàn)前，伴隨真空技術和真空蒸餾技術發(fā)展起來的一種液－液分離技術。早在1920年，Hickman博士就利用分子蒸餾設備做過大量的小試實驗，并發(fā)展到中試規(guī)模。當時實驗裝置非常簡單：在一塊平板上將欲分離物質(zhì)涂成薄層使其在高真空下蒸發(fā)，蒸汽在周圍的冷表面上凝結。操作時使蒸發(fā)面與冷凝面的距離小于氣體分子的平均自由程，從而氣體分子彼此發(fā)生碰撞的幾率遠小于氣體分子在冷凝面上凝結的幾率。這種簡單的蒸餾方法在美國首先以“分子蒸餾”概念出現(xiàn)，并沿用至今。上世紀30年代至60年代，是分子蒸餾技術的研發(fā)時代，至60年代末投入工業(yè)化應用，但分子蒸餾技術及裝備在總體上還不夠完善。上世紀60年代至今，各國均十分重視這一領域研究，也出現(xiàn)了一些專業(yè)技術公司從事分子蒸餾器的開發(fā)制造，推動了分子蒸餾技術的工業(yè)應用。上世紀60年代，樊麗秋首次在國內(nèi)進行了分子蒸餾相關研究；80年代，國內(nèi)才有分子蒸餾器方面相關專利出現(xiàn)，隨后又引進了幾套國外的分子蒸餾裝置，用于硬脂酸單甘酯的生產(chǎn)。特別是90年代以來，隨著對天然物質(zhì)的青睞，特別是中藥現(xiàn)代化，分子蒸餾技術在高沸點、熱敏性天然物質(zhì)的分離方面得到了迅速發(fā)展。我國對分子蒸餾技術的研究開始得比較晚分子碰撞：分子與分子之間存在著相互作用力，當兩分子離得較遠時，分子之間的作用力表現(xiàn)為吸引力；但當兩分子接近到一定程度后，分子之間的作用力會改變?yōu)榕懦饬?，并隨其接近距離的減小，排斥力迅速增加。當兩分子接近到一定程度時，排斥力作用使兩分子分開。這種由接近而至排斥分離的過程，就是分子的碰撞過程。分子有效直徑：分子在碰撞過程中，兩分子質(zhì)心的最短距離(即發(fā)生斥離的質(zhì)心距離)。分子運動自由程：一個分子在相鄰兩次分子碰撞之間所經(jīng)過的路程。分子運動平均自由程：任一分子在運動過程中都在不斷變化自由程，而在一定的外界條件下，不同物質(zhì)的分子其自由程各不相同。在某時間間隔內(nèi)自由程的平均值稱為平均自由程。分子蒸餾基本原理根據(jù)分子運動理論，液體混合物受熱后分子運動會加劇，當接受到足夠能量時，就會從液面逸出成為氣相分子。隨著液面上方氣相分子的增加，有一部分氣相分子就會返回液相。在外界條件保持恒定情況下，最終會達到分子運動的動態(tài)平衡，從宏觀上看即達到了平衡。根據(jù)分子運動平均自由程公式，不同種類的分子，由于其分子有效直徑不同，故其平均自由程也不同；即從統(tǒng)計學觀點看，不同種類分子逸出液面后，不與其他分子碰撞的飛行距離是不同的。分子蒸餾的分離作用，就是依據(jù)液體分子受熱會從液面逸出，而不同種類分子逸出后，在氣相中其運動平均自由程不同這一性質(zhì)來實現(xiàn)的。分子蒸餾應滿足的兩個條件輕、重分子的平均自由程必須要有差異，且差異越大越好；蒸發(fā)面與冷凝面間距必須小于輕分子的平均自由程。分子蒸餾過程（四步曲）物料分子從液相主體向蒸發(fā)表面擴散。注意：液相中的擴散速度是控制分子蒸餾速度的主要因素；物料分子在液層上自由蒸發(fā)。蒸發(fā)速度隨溫度升高而增大，但是，分離因素卻隨溫度升高而降低；分子從蒸發(fā)面向冷凝面飛射。在飛射過程中可能與殘存的空氣分子碰撞，也可能相互碰撞，但只要真空度合適，使蒸發(fā)分子的平均自由程大于或等于蒸發(fā)面與冷凝面之間的距離即可；輕分子在冷凝面上冷凝。如果冷凝面的形狀合理且光滑并迅速轉移，則可以認為冷凝瞬間完成。分子蒸餾過程概括為：物料在加熱面上形成液膜；分子在液膜表面上自由蒸發(fā)；分子從加熱面向冷凝面運動；分子在冷凝面上被捕獲，餾出物和殘留物分別被收集。操作溫度低常規(guī)蒸餾是靠不同物質(zhì)的沸點差進行分離，而分子蒸餾是靠不同物質(zhì)的分子運動平均自由程的差別進行分離。在分離過程中，蒸氣分子一旦由液相中逸出(揮發(fā))就可實現(xiàn)分離，而并非達到沸騰狀態(tài)，是在遠離沸點下進行操作。蒸氣壓強低要想獲得足夠大的平均自由程，必須通過降低蒸餾壓強來獲得。受熱時間短分子蒸餾是基于不同物質(zhì)分子運動平均自由程的差別而實現(xiàn)分離，裝置中加熱面與冷凝面的間距要小于輕分子的運動平均自由程(即間距很小)，這樣，由液面逸出的輕分子幾乎未發(fā)生碰撞即達到冷凝面，所以受熱時間很短。分子蒸餾技術的特點分離程度及產(chǎn)品收率高分子蒸餾常用來分離常規(guī)蒸餾難以分離的物質(zhì)，而且兩種方法均能分的物質(zhì)，分子蒸餾分離程度更高(兩種方法相同條件下的揮發(fā)度不同)。不可逆性普通蒸餾是蒸發(fā)與冷凝的可逆過程，液相和氣相間可形成互相平衡狀態(tài)。分子蒸餾中，從蒸發(fā)表面逸出的分子直接飛射到冷凝面上，中間不與其它分子發(fā)生碰撞，理論上沒有返回蒸發(fā)面的可能性，分子蒸餾是不可逆的。沒有沸騰鼓泡現(xiàn)象普通蒸餾有鼓泡、沸騰現(xiàn)象。分子蒸餾是液層表面上的自由蒸發(fā)，低壓力下進行，液體中無溶解空氣，蒸餾過程中不能使整個液體沸騰，沒有鼓泡現(xiàn)象。無毒、無害、無污染、無殘留可得到純凈安全的產(chǎn)物，且操作工藝簡單，設備少。操作溫度低(遠低于沸點)、真空度高、受熱時間短(以秒計)、分離效率高等，特別適宜于高沸點、熱敏性、易氧化物質(zhì)的分離；其分離過程為物理分離過程，可很好地保護被分離物質(zhì)不被污染，特別是可保持天然提取物的原來品質(zhì)；分離程度高，高于傳統(tǒng)蒸餾。分子蒸餾的適用范圍適用于不同物質(zhì)分子量差別較大的液體混合物系的分離，特別是同系物的分離，分子量必須要有一定差別?？捎糜诜肿恿拷咏再|(zhì)差別較大的物質(zhì)的分離，如沸點差較大、分子量接近的物系的分離。分離常規(guī)蒸餾不易分離的物質(zhì)，特別適用于高沸點、熱敏性、易氧化(或易聚合)物質(zhì)的分離。適宜于附加值較高或社會效益較大的物質(zhì)的分離。不適宜于同分異構體的分離?！獮楣I(yè)生產(chǎn)領域中高純物質(zhì)的提取開辟了廣闊前景分子蒸餾技術的局限性分子蒸餾要求高真空下進行分離，所需設備成本過高，結構復雜，設計技術要求高，相應的配套設備也多，投資過大，國內(nèi)尚未見大規(guī)模運用；分子蒸餾受設備結構和加熱面積的限制，設備體積比常規(guī)蒸餾設備體積大，在大規(guī)模生產(chǎn)應用中有不少困難。應用領域和產(chǎn)品酸性氯化物氨基酸酯葡萄糖衍生物吲哚萜酯天然和合成維生素互葉白千層油辣椒堿大蒜素的精制川芎當歸姜油中草藥有效成分的提純制藥濃縮是從溶液中除去部分溶劑的單元操作，是溶質(zhì)和溶劑部分分離的過程。第四節(jié)濃縮技術濃縮過程中，水分在物料內(nèi)部借對流擴散作用，從液相內(nèi)部到達液相表面后除去，最終水分質(zhì)量分數(shù)約30％，一般為穩(wěn)定狀態(tài)。濃縮主要目的：提高制品濃度，增加制品保藏性；除去農(nóng)產(chǎn)品中大量水分，減少包裝、貯藏和運輸費用；作為干燥或完全脫水的預處理過程；作為結晶操作的預處理過程。冷凍濃縮利用冰與水溶液之間固液平衡原理的濃縮方法，將水溶液中的部分水分以冰的形式析出，然后將生成的冰從液相中分離出來，使液體得到濃縮的方法。冷凍濃縮的最終濃溶液的濃度有限，不超過溶液低共熔濃度?；驹恚夯谒c溶質(zhì)在某一特定溫度可以存在共晶點，即冰與溶液的兩相平衡。冷凍濃縮溶液中水分排除：靠從液體到晶體的相轉變而不是用加熱蒸發(fā)方法，避免了揮發(fā)性芳香物質(zhì)因加熱造成的損失。操作溫度低：為-7~-3℃，揮發(fā)性芳香成分損失和酶、色素等熱敏性成分的變化極少，果汁中的維生素可保護得很好；更好地保證了被濃縮物的品質(zhì)，香氣更和諧，特別適合于含揮發(fā)性芳香物的熱敏食品的濃縮。真空濃縮當溶液中溶質(zhì)揮發(fā)性較小，溶劑揮發(fā)性較大時，常采用加熱方法使溶劑汽化，濃縮溶液，即是蒸發(fā)濃縮(常壓或真空)。真空濃縮：又稱減壓濃縮?；驹恚喝芤涸谡婵斟佒型ㄟ^抽真空加熱使溶劑在真空狀態(tài)下沸點降低，在較低溫度下蒸發(fā)，使溶液濃度升高的濃縮方法。真空濃縮過程中，將混合溶液加熱使其中的部分水分蒸發(fā)汽化，借助于真空泵的抽吸作用和水循環(huán)冷卻系統(tǒng)的冷凝作用，使汽化的水分與剩余的溶液分離且被移除，溶質(zhì)濃度逐漸增加而溶液不斷變稠。真空濃縮時，液體物質(zhì)在沸騰狀態(tài)下溶劑蒸發(fā)很快，其沸點隨壓力而變化，壓力增大，沸點升高，壓力減小，沸點降低。在較低溫度下蒸發(fā)，可節(jié)省能源，避免了熱不穩(wěn)定成分的破壞和損失，更好地保存原料中的營養(yǎng)物質(zhì)和香氣成分。特別是某些氨基酸、綠原酸、黃酮類、酚類等物質(zhì)，可避免受熱破壞。糖類、蛋白質(zhì)、果膠等黏性較大的物料，低溫蒸發(fā)也可防止物料的焦化。真空濃縮是生產(chǎn)乳粉、濃縮果汁、香料、色素、調(diào)味料及酶制劑等產(chǎn)品的重要單元操作，它不僅能較好地保留產(chǎn)品特有的風味，對熱敏性營養(yǎng)物質(zhì)的保存也非常有利。第五節(jié)干燥技術農(nóng)副產(chǎn)品干燥是利用熱量使?jié)裎锪现兴值葷穹直黄コ?，獲得固體產(chǎn)品的操作。從物料中除去濕分的操作，稱為去濕；濕分是指物料中的水分或其他溶劑；農(nóng)副產(chǎn)品物料中的濕分主要是水分。許多行業(yè)都涉及到固體產(chǎn)品，為了滿足貯存、運輸、加工和使用等的需要，一般對其水分含量都有一定要求。蔗糖含水量<0.2％，超過會產(chǎn)生返潮現(xiàn)象奶粉產(chǎn)品含水量<3％農(nóng)副產(chǎn)品中水分含量過高，會使其保質(zhì)期縮短。農(nóng)副產(chǎn)品物料中的水分特性按物料與水分結合方式，物料中所含水分分為：化學結合水物理化學結合水機械結合水：毛細管水分、空隙水分和潤濕水分。按物料中水分去除的難易程度，物料中所含水分分為：結合水分：主要是指物理化學結合的水分和機械結合的毛細管水分，這種水分難以去除。非結合水分：包括物料表面的潤濕水分及空隙水分，這種水分易于去除?；瘜W結合水包括與物料的離子結合和結晶型分子結合的水?；瘜W結合水結合最牢，不能用一般干燥方法除去。若脫掉結晶水，晶體必遭破壞。物理化學結合水吸附水分：物料內(nèi)外表面靠分子間力吸附結合的水分，是物理化學結合水中結合最強的。滲透水分：物料組織壁內(nèi)外溶質(zhì)濃度差形成的滲透壓作用而結合的水。結構水分：膠體形成時結合在物料網(wǎng)狀結構內(nèi)的水。機械結合水毛細管水分(存在于物料中的纖維或成團顆粒間)空隙水分潤濕水分(與物料機械混合的水分，易用加熱和