膜分離技術(shù)在食品生產(chǎn)加工中的運(yùn)用

        人們對(duì)膜進(jìn)行科學(xué)研究則是近幾十年來(lái)的事。1950年朱達(dá)W．Juda試制出選擇透過(guò)性能的離子交換膜，奠定了電滲析的實(shí)用化基礎(chǔ)。1960年洛布(Loeb)和索里拉簡(jiǎn)(Sourirajan)首次研制成世界上具有歷史意義的非對(duì)稱(chēng)反滲透膜，這在膜分離技術(shù)發(fā)展中是一個(gè)重要的突破，使膜分離技術(shù)進(jìn)入了大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用的時(shí)代。其發(fā)展的歷史大致為：20世紀(jì)30年代微孔過(guò)濾；40年代透析；50年代電滲析；60年代反滲透；70年代超濾和液膜；80年代氣體分離；90年代滲透汽化。此外，以膜為基礎(chǔ)的其它新型分離過(guò)程，以及膜分離與其它分離過(guò)程結(jié)合的集成過(guò)程(Integrated  Membrane  Process)也日益得到重視和發(fā)展。 

    一、  膜分離原理 

    膜分離過(guò)程是以選擇性透過(guò)膜為分離介質(zhì)，當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動(dòng)力(如壓力差、濃度差、電位差、溫度差等)時(shí)，原料側(cè)組分選擇性地透過(guò)膜，以達(dá)到分離、提純的目的。不同的膜過(guò)程使用不同的膜，推動(dòng)力也不同。目前已經(jīng)工業(yè)化應(yīng)用的膜分離過(guò)程有微濾(MF)、超濾(UF)、反滲透(RO)、滲析(D)、電滲析(ED)、氣體分離(GS)、滲透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)等。 

    二、膜分離技術(shù) 

    反滲透、超濾、微濾、電滲析這四大過(guò)程在技術(shù)上已經(jīng)相當(dāng)成熟，已有大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，形成了相當(dāng)規(guī)模的產(chǎn)業(yè)，有許多商品化的產(chǎn)品可供不同用途使用。這里主要以反滲透膜和超濾膜為代表介紹一下。 

    2.1  反滲透膜(RO) 

    反滲透膜使用的材料，最初是醋酸纖維素(CA)，1966年開(kāi)發(fā)出聚酰胺膜，后來(lái)又開(kāi)發(fā)出各種各樣的合成復(fù)合膜。CA  膜耐氯性強(qiáng)，但抗菌性較差。合成復(fù)合膜具有較高的透水性和有機(jī)物截留性能，但對(duì)次氯酸等酸性物質(zhì)抗性較弱。這兩種材料耐熱性較差，最高溫度大約是60℃左右，這使其在食品加工領(lǐng)域的應(yīng)用中受到限制。 
    2.2  超濾膜(UF) 

    超濾膜最初也是使用CA做材料，后來(lái)各種合成高分子材料得以廣泛應(yīng)用。其材料多種多樣，共同特點(diǎn)是具有耐熱、耐酸堿、耐生物腐蝕等優(yōu)點(diǎn)。 

    目前使用最多的UF膜材料是聚芳砜和異丙基聚芳砜。這兩種材料的最大優(yōu)點(diǎn)是耐熱性非常強(qiáng)。聚芳砜的機(jī)械性能好，有優(yōu)良的耐氧化性能，通常使用時(shí)耐熱溫度可達(dá)8O℃，熱殺菌時(shí)耐熱溫度可達(dá)90℃，異丙基聚芳砜耐氧化性能更好，較高溫度下能夠保持良好的機(jī)械性能，耐熱溫度可達(dá)90℃  ，熱殺菌時(shí)可達(dá)98℃。進(jìn)行熱殺菌時(shí)，高溫水急速通過(guò)膜裝置，因膜裝置材料的熱膨脹系數(shù)不同，有時(shí)膜會(huì)發(fā)生泄漏�，F(xiàn)在，通過(guò)對(duì)環(huán)氧系粘合劑的組成、硬化條件的研究，已能夠制造耐50℃溫差的急速加熱冷卻的膜裝置。 

三、  分離膜的優(yōu)缺點(diǎn) 

分離膜共同的優(yōu)點(diǎn)是：①節(jié)約能源；②在常溫下進(jìn)行，特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理，能夠防止食品品質(zhì)的惡化和營(yíng)養(yǎng)成分及香味物質(zhì)的損失；③  食品的色澤變化小，能保持食品的自然狀態(tài)；④設(shè)備體積小且構(gòu)造簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，效率較高；⑤適用范圍廣，有機(jī)物和無(wú)機(jī)物都可濃縮，可用于分離、濃縮、純化、澄清等工藝。 

分離膜的缺點(diǎn)是：①產(chǎn)品被濃縮的程度有限；②有時(shí)其適用范圍受到限制，因加工溫度、食品成分、pH、膜的耐藥性、膜的耐溶劑性等的不同，有時(shí)不能使用分離膜；③  規(guī)模經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)較低，一般需與其他工藝相結(jié)合。 

四、膜技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用 

由于膜分離過(guò)程不需要加熱，可防止熱敏物質(zhì)失活、雜茵污染，無(wú)相變，集分離、濃縮、提純、殺菌為一體，分離效果高，操作簡(jiǎn)單、費(fèi)用低，特別適合食品工業(yè)的應(yīng)用。下面介紹近年來(lái)膜分離技術(shù)在食品工業(yè)中的應(yīng)用狀況。 

4.1  澄清 

澄清工序是澄清汁生產(chǎn)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的澄清方法如明膠單寧法、加熱凝聚澄清法、冷凍法、板框過(guò)濾法、酶處理法等，都存在各自的弱點(diǎn)。將膜超濾技術(shù)用于食醋、醬油、果蔬汁、茶汁、啤酒等生產(chǎn)中，在分離致濁組分的同時(shí)達(dá)到澄清的目的。由于操作不受溫度的影響，不發(fā)生相變，可以較好地保存原有風(fēng)味，同時(shí)具有快速、經(jīng)濟(jì)的特點(diǎn)。 

以水果壓榨出汁，制成的果汁飲料中含有許多懸浮的固形物以及引起果汁變質(zhì)的細(xì)菌、果膠和粗蛋白。應(yīng)用膜超濾技術(shù)處理甘蔗汁、蘋(píng)果汁、草莓汁、南瓜汁等汁液，分離澄清效果良好。陳少州等在南瓜澄清汁加工中分別采用PSA1.5、PSA3.0、等平板超濾膜進(jìn)行超濾澄清處理，對(duì)南瓜汁均有明顯的澄清效果。其透光率(λ=420nm)由原汁的78.9%分別上升到99.4%、98.9%，除果膠和蛋白質(zhì)外，膜截留分子量(MWCO)對(duì)可溶性固形物、還原糖、pH、礦質(zhì)元素和總酸等含量均無(wú)影響。澄清汁貯存4個(gè)月后PSA1.5、PSA3.0超濾汁無(wú)沉淀現(xiàn)象，穩(wěn)定性好。 

傳統(tǒng)的醬油澄清技術(shù)是采用巴氏消毒法，板框過(guò)濾澄清產(chǎn)品。產(chǎn)品有沉淀，細(xì)菌數(shù)偏高，生產(chǎn)強(qiáng)度大，廢棄物多，易造成環(huán)境污染。李書(shū)申等人用超濾膜技術(shù)替代傳統(tǒng)的醬油生產(chǎn)中蒸發(fā)、濃縮、澄清、凈化等裝置，對(duì)醬油澄清、除茵、脫色處理，大幅降低能耗，提高了產(chǎn)品品質(zhì)。 

飲料業(yè)中的水處理。飲料的主要成分是水，水的質(zhì)量決定了飲料的質(zhì)量，水處理設(shè)備與最終水質(zhì)有密切關(guān)系。只用傳統(tǒng)的沙濾棒或硅藻土過(guò)濾手段，不可能達(dá)到精細(xì)的過(guò)濾等級(jí)和絕對(duì)地去除微生物。而應(yīng)用膜分離手段則可能達(dá)到極好的分離效果。在膜技術(shù)發(fā)達(dá)國(guó)家，飲料生產(chǎn)領(lǐng)域95%以上采用微孔濾膜為分離途徑之一，在我國(guó)，微濾、超濾技術(shù)在飲料生產(chǎn)中都已得到較廣泛應(yīng)用。在飲料行業(yè)中要達(dá)到凈化、澄清的目的，用0.45  μm的微孔膜過(guò)濾元件進(jìn)行流程過(guò)濾即可滿(mǎn)足要求。由于微孔膜過(guò)濾后除去的是飲料中的雜質(zhì)、懸浮物及生物菌體等，而水中的微量元素和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)卻毫無(wú)損失，所以特別適用于某些需保持特殊成分或風(fēng)味的飲料的凈化過(guò)濾，如天然飲用礦泉水。應(yīng)用膜分離過(guò)程制備飲用水和超純水已實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1988年世界上應(yīng)用電滲技術(shù)生產(chǎn)飲用水銷(xiāo)售額達(dá)5億美元，并按每年10%的速度增長(zhǎng)。 

茶飲料是目前飲料市場(chǎng)上非常受歡迎的飲品。然而茶提取液中含有蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等大分子物質(zhì)，其中的茶多酚類(lèi)及其氧化產(chǎn)物易于咖啡堿等物質(zhì)形成絡(luò)合物，使茶汁產(chǎn)生混濁及沉淀，消除混濁及沉淀是茶飲料生產(chǎn)的關(guān)鍵。傳統(tǒng)的方法易使茶汁中許多有效成分去除，造成風(fēng)味嚴(yán)重?fù)p失。采用超濾法處理綠茶汁和紅茶汁可有效去除茶汁中的大部分蛋白質(zhì)、果膠、淀粉等大分子物質(zhì)，而茶多酚、氨基酸、兒茶素、咖啡堿等含量損失很少，醇不溶性物質(zhì)[AIS]可去除38%—7O%  ，使透明度提高92%—95%。茶汁外觀(guān)清澈透明，口感好，茶汁不易二次渾濁和變質(zhì)。

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4.2  濃縮、純化 

利用膜的優(yōu)良的選擇性可將溶液中的欲提取組分在與其他組分分離的同時(shí)有效地得到濃縮和純化。 

羊棲菜是一種暖溫帶海藻．羊棲菜多糖具有明顯的生物活性，具有抗腫瘤、促進(jìn)造血功能、防止血栓形成、降血糖、降膽固醇、防高血壓、增強(qiáng)免疫力等功能，是“綠色黃金食品”。采用中空維超濾膜技術(shù)(截留分子量6000，入口壓力1.00-1.09MPa，出口壓力0.4O—O.46MPa，操作溫度13-15  ℃)脫除羊棲菜粗多糖提取液中的鹽分，脫除率達(dá)99.9%，同時(shí)脫除部分色素物質(zhì)，在保留了粗多糖提取液中生理活性物質(zhì)的同時(shí)，濃縮了提取液，提高了主要成分褐藻膠與褐藻糖膠的含量。 

分離提純酶解后大豆蛋白粗品制造出具有特定功能性和營(yíng)養(yǎng)性的富含大豆蛋白肽的食品，是大豆肽能廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵．傳統(tǒng)生產(chǎn)技術(shù)采用醇法或酸堿法，產(chǎn)品得率低，工藝復(fù)雜，廢水排放易造成環(huán)境污染．陳山等采用德國(guó)Sartorius產(chǎn)的VIVAFLOW50型板框超濾器(膜材料為聚砜，截留分子量5000，工作壓力0.15MPa，溫度25℃)以全回流方式對(duì)大豆肽粗產(chǎn)品進(jìn)行處理，分離出純度達(dá)75%的大豆肽。 

張寧采用截留分子量為50，000u的內(nèi)壓式中空纖維超濾膜對(duì)微生物胞外多糖P3—9415發(fā)酵液進(jìn)行分離濃縮。在0.05Mpa下對(duì)3%的料液超濾濃縮至5.8%的濃縮液，多糖回收率達(dá)82.7%。在0.1Mpa下將O．5%的料液濃縮至2.95%，濃度提高4.9倍。在分離發(fā)酵液中殘余的培養(yǎng)基組分(包括糖、含氮物質(zhì)、無(wú)機(jī)鹽等)的同時(shí)，濃縮澄清純化了多糖。 

果膠是一種由半乳糖醛酸組成的高分子物質(zhì)，在食品工業(yè)上用作膠凝劑，增稠劑等，市場(chǎng)需求量很大。目前，生產(chǎn)工藝主要以柑橘皮等為原料，以稀酸提取，提取液中含大量對(duì)膠凝度無(wú)貢獻(xiàn)的有機(jī)酸、酚、皮油及色素。后續(xù)處理任務(wù)繁重，成本高，產(chǎn)品色深．周仲實(shí)采用超濾膜裝置對(duì)提取液進(jìn)行處理，初步濃縮除去大部分對(duì)膠凝度無(wú)貢獻(xiàn)的雜質(zhì)后，再經(jīng)電滲析(ED)脫去大部分鹽酸和無(wú)機(jī)離子，所得提取液可直接干燥獲得高品質(zhì)的果膠，且大幅降低了生產(chǎn)成本。 

初乳是母體分娩后一周內(nèi)分泌的乳汁，富含多功能因子，如免疫球蛋白、乳鐵蛋白、各種生長(zhǎng)因子等，其中乳鐵蛋白(LF)具有許多獨(dú)特的生理調(diào)節(jié)功能。Dulols采用超濾法得到5倍濃縮倍數(shù)的乳鐵蛋白和免疫球蛋白截留物。目前超濾法是生產(chǎn)食品級(jí)乳鐵蛋白的最具工業(yè)化前景的方法之一。 

超濾在乳品工業(yè)中的另一重要應(yīng)用是乳蛋白的濃縮。通過(guò)全過(guò)濾(即不斷地在截留液中加水重復(fù)過(guò)濾)可最大程度地去除乳糖和灰分，制取高蛋白含量的濃縮乳蛋白(蛋白含量>85%)。此項(xiàng)技術(shù)還應(yīng)用于生產(chǎn)高蛋白含量的脫脂奶粉和脫鹽、脫乳糖的乳清粉。還可將超濾和電滲析結(jié)合起來(lái)生產(chǎn)乳清蛋白濃縮物。 

膜技術(shù)也帶來(lái)了乳清產(chǎn)品的迅猛發(fā)展。用超濾處理乳清，提高了產(chǎn)品中蛋白質(zhì)含量，使其質(zhì)量得到了根本改善。此技術(shù)現(xiàn)已在美國(guó)、新西蘭、澳大利亞和法國(guó)等廣泛應(yīng)用。目前，國(guó)外乳清蛋白粉的產(chǎn)量在乳品工業(yè)中占有相當(dāng)大的比重，用超濾回收并濃縮乳清中的蛋白質(zhì)，可獲得蛋白質(zhì)含量在35%  -85%的乳清蛋白質(zhì)粉，用無(wú)機(jī)超濾膜濃縮乳清蛋白制得蛋白粉的技術(shù)也正在研究之中。除此之外，還廣泛用于乳清制品加工，如脫鹽、脫乳糖的乳清粉。 

國(guó)外目前還正在研究將各種膜分離技術(shù)和色譜方法及化學(xué)處理、酶處理結(jié)合起來(lái)，從乳蛋白中分離β-酪蛋白、α-乳清蛋白及免疫球蛋白的工作。Maubios和Gauthier都進(jìn)行了相關(guān)的工作。 

4.3  食品分析 

食品中的某些組分含量甚微，不論是對(duì)人體有益還是有害，都需監(jiān)控其含量。利用膜技術(shù)可將微量甚至痕跡量的組分富集在特定的濾膜上，再選用合適的分析方法進(jìn)行分析檢測(cè)，可大大提高檢測(cè)靈敏度。 

錳(II)與二溴羥基苯基熒光酮(DBHPE)和溴化十六烷基三甲胺(CTMAB)形成配合物，通過(guò)微濾膜富集，用二甲亞砜將濾膜及配合物溶解，在分光光度計(jì)上測(cè)定吸光度是一種快速富集測(cè)定錳的方法．配合物最大吸收波長(zhǎng)592nm，表觀(guān)摩爾吸光系數(shù)ξ592  =4.70×10  L?mol-1?cm-1，錳含量0-12μg/5m1，范圍符合比爾定律�？捎糜诩Z食中錳的檢驗(yàn)  。 

Amberlyst-26(A-26)是一種強(qiáng)堿性陰離子交換樹(shù)脂，尤其適用于分析非水溶性的物質(zhì)。1983年，Needs將A-26樹(shù)脂應(yīng)用于分析乳制品中的游離脂肪酸．后國(guó)內(nèi)廣泛用于分析肉及肉制品中的游離脂肪酸，獲得良好效果。臘肉加工過(guò)程中脂解產(chǎn)生的游離脂肪酸(FFA)對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)和風(fēng)味有重要影響。針對(duì)臘肉加工過(guò)程中游離脂肪酸的變化，傅櫻花等用A-26離子交換樹(shù)脂與游離脂肪酸發(fā)生交換，再將純化的游離脂肪酸甲酯后進(jìn)行氣譜分析，準(zhǔn)確度、精密度好，是一種簡(jiǎn)單可靠的方法。 

4.4  除菌 

傳統(tǒng)的食品飲料殺菌方法為巴氏殺菌和高溫瞬時(shí)殺菌，操作繁瑣，殘留細(xì)菌多，高溫易造成熱敏物質(zhì)失活和產(chǎn)品口味營(yíng)養(yǎng)的破壞。用微濾技術(shù)取而代之，孔徑為納米級(jí)的微濾膜足以阻止微生物通過(guò)，從而在分離的同時(shí)達(dá)到“冷殺菌”的效果。 

在鮮啤酒生產(chǎn)過(guò)程中采用微濾膜常溫下處理用水及發(fā)酵液，可有效去除水中的大腸桿菌和谷類(lèi)雜菌，有效去除發(fā)酵液中的污染微生物和殘留的酵母菌。褚良銀等人采用孔徑為0.5μm陶瓷膜處理除菌率達(dá)100%，色截留率僅為3%。 

在谷氨酸發(fā)酵液除菌中王煥章等人采用微孔陶瓷膜過(guò)濾器過(guò)濾，實(shí)現(xiàn)除菌、洗菌、濃縮連續(xù)操作，除菌率高于99.98%，濃縮倍數(shù)達(dá)25倍，膜平均通量為80L/m2  ?h，當(dāng)加水量達(dá)到發(fā)酵液的0.1倍時(shí)，谷氨酸收率達(dá)99.7%。 

在牛奶及果酒的除菌過(guò)濾中，采用膜孔徑為1—1.5  m的微孔陶瓷膜脫除低脂牛奶中細(xì)菌，效率達(dá)99.6%  ，濾速達(dá)500L-700L/m2?h，產(chǎn)品在低溫下的保存期由未處理前的6—8天延長(zhǎng)至16—21天。 

蘆薈凝膠汁是各種蘆薈產(chǎn)品的基礎(chǔ)原料．要保障蘆薈產(chǎn)品的保健功能，在加工過(guò)程中盡可能減少生物活性物質(zhì)的損失．但這些物質(zhì)大多屬于熱敏物質(zhì)，在傳統(tǒng)加工技術(shù)中極易降解失活。錢(qián)和等人利用截留分子量為100，O00D的聚醚砜(PES)超濾膜(料液濃度為0.2%  ±O．05%左右，循環(huán)速度0.75m3/h，操作壓力(0.2-O.35MPa)在常溫下處理蘆薈凝膠汁，有效去除了產(chǎn)品中微生物和部分褐變色素及苦味前體，基本保留了蘆薈凝膠汁中的營(yíng)養(yǎng)成分，大大改善了產(chǎn)品的品質(zhì)和口感。 

4.5  酶的提取 

酶是一種高效、專(zhuān)一、活性可以調(diào)節(jié)的催化劑．在食品工業(yè)中廣泛用于制糖工業(yè)、啤酒發(fā)酵、蛋白制品加工、水果蔬菜加工、肉類(lèi)魚(yú)類(lèi)加工、食品保藏等方面。常用的提取方法有凝膠過(guò)濾法、疏水層析法、親水層析法、高效液相層析等，存在著或分辨率過(guò)低，或不適于工業(yè)化連續(xù)生產(chǎn)等缺陷，而利用膜分離技術(shù)可以很好地解決這些困難。 

生姜蛋白酶對(duì)豬肉、牛肉有良好的嫩化效果，對(duì)啤酒、紅葡萄酒亦有良好的澄清效果。傳統(tǒng)的生姜蛋白酶的提取方法很多，但成本高、產(chǎn)量低、操作繁瑣，不適于工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。唐曉珍等人研制了利用超濾技術(shù)提取生姜蛋白酶的新工藝(�？诹⑸�飲料公司提供的LSL型科研超濾機(jī))產(chǎn)品品質(zhì)好，純度高，成本低。

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溶菌酶能催化細(xì)胞壁中肽聚糖的β-1，4-糖苷鍵水解，使細(xì)胞溶化，消失，廣泛用于食品防腐、醫(yī)藥等方面，市場(chǎng)應(yīng)用廣泛，需求量大。雞蛋清是工業(yè)生產(chǎn)溶菌酶的主要原料。如何降低溶菌酶的提純成本和提高酶的活性是關(guān)鍵。趙玉萍等人用無(wú)錫星達(dá)膜技術(shù)發(fā)展公司提供的聚醚砜(PES)為膜材料的超濾裝置提純?nèi)芫�酶�?截留分子量為30000、操作壓力為0.35MPa、溫度為15℃)超濾進(jìn)行15min后進(jìn)行清洗。酶得率63%，純度98.5%，酶活14610U/mg或16831U/mg。將濃縮液直接進(jìn)行冷凍干燥即可。而張文會(huì)等人以D52弱酸性離子交換樹(shù)脂的Na+  型和H+  型樹(shù)脂混合用于吸附過(guò)程，然后用硫酸銨溶液洗脫，鹽析即可得到較純凈的溶菌酶。每100克蛋清可得酶0.4克，酶活lO000u/mg左右。 

4.6  酶膜反應(yīng)器 

大多數(shù)化學(xué)反應(yīng)都是可逆的，使用傳統(tǒng)的反應(yīng)器無(wú)法突破平衡轉(zhuǎn)化率的限制。在膜反應(yīng)器中，利用膜的選擇透過(guò)性可連續(xù)脫除某一產(chǎn)物組分，使化學(xué)平衡向有利于產(chǎn)物的方向轉(zhuǎn)化。提高可逆反應(yīng)的產(chǎn)率，減少未反應(yīng)物的循環(huán)量，有可能使反應(yīng)、產(chǎn)物分離、凈化等幾個(gè)單元操作在一個(gè)膜反應(yīng)器中進(jìn)行，有可能使反應(yīng)在較低溫度下進(jìn)行。而酶是高效專(zhuān)一的催化劑，在生物轉(zhuǎn)化中起到重要作用。將酶固定在膜上，集合成酶膜反應(yīng)器。集催化反應(yīng)、產(chǎn)物分離、提純等于一體，既提高反應(yīng)物的轉(zhuǎn)化率、酶的利用率，又利于連續(xù)化生產(chǎn)。 

當(dāng)然膜的選擇是關(guān)鍵。Jeantet  R等人將葡萄糖淀粉酶固定在納濾膜上，同連續(xù)攪拌器耦合成酶膜反應(yīng)器(NFMBR)用于乳酸的半連續(xù)生產(chǎn)，乳酸不斷被從反應(yīng)器中移出，乳糖和菌體細(xì)胞留在反應(yīng)器中繼續(xù)反應(yīng)，生產(chǎn)效率高，乳酸濃度高達(dá)7.5g/1?h。在食品工業(yè)中L-丙氨酸具有良好的甜味和酸味，可以強(qiáng)化調(diào)料的調(diào)味效果。董學(xué)偉等人采用聚砜類(lèi)對(duì)流擴(kuò)散式中空纖維膜反應(yīng)器(大連化物所提供，膜孔徑0.6-1rflm，截留分子量50000m70000)利用假單胞菌P.dacunhae  DQ-pl所產(chǎn)的L-天冬氨酸B-脫羧酶轉(zhuǎn)化L-天冬氨酸來(lái)生產(chǎn)L-丙氨酸，30℃下操作，轉(zhuǎn)化率超過(guò)90%。 

4.7  其他方面的應(yīng)用 

膜分離技術(shù)在食品工業(yè)中還廣泛用于制取純凈水和生產(chǎn)廢水的處理。如近年來(lái)絕大多數(shù)礦泉水生產(chǎn)廠(chǎng)家均采用超濾或微濾技術(shù)除菌、除膠體、除絮凝物質(zhì)和顆粒等。廣東太陽(yáng)神集團(tuán)、海南杏仁露飲料公司、天津武清飲料廠(chǎng)、及各啤酒廠(chǎng)等都應(yīng)用反滲透或電滲析制備純水配兌飲料，大大改善了產(chǎn)品質(zhì)量。I.K1oyuncu等人分別采用低壓納濾及二級(jí)反滲透系統(tǒng)對(duì)牛奶工業(yè)廢水進(jìn)行處理。納濾的COD去除率達(dá)98%  ，電導(dǎo)率可削減98%以上，Cr、Pb、Ni、Cd等有毒重金屬離子的去除率均達(dá)100%；而二級(jí)反滲透系統(tǒng)對(duì)COD、電導(dǎo)率和懸浮固體的去除率均在99%以上，成功實(shí)現(xiàn)了廢水的再生與回用。另外膜技術(shù)在原料液中除氣、棄液中產(chǎn)品回收方面均有應(yīng)用價(jià)值。 

同時(shí)，膜分離技術(shù)的一種——全蒸發(fā)（通過(guò)膜的擴(kuò)散蒸發(fā)）技術(shù)也被用于化學(xué)、食品材料、工業(yè)制藥等方面。它是一種液體混合物的分離的過(guò)程，在液體中伴隨著水蒸汽的分壓，初始溶解物從膜的外表面滲入膜分子的內(nèi)表面與之接觸。膜的選擇層調(diào)整分離液系統(tǒng)的平衡常數(shù)。  因此，全蒸發(fā)被認(rèn)為是一種膜扮演著第三成分的提純蒸餾過(guò)程。然面，在全蒸發(fā)過(guò)程中，混合液的分離不僅基于蒸發(fā)液系統(tǒng)的平衡常數(shù)，在蒸餾中，也取決于溶解系數(shù)的差異和混合物成分的擴(kuò)散率。雖然這一技術(shù)目前還沒(méi)完全弄清楚，但是它與膜蒸餾、透析和電滲析都有著重要的地位。 

由于膜分離技術(shù)的廣泛應(yīng)用，所以分離所用的膜的清洗顯的格外重要。在實(shí)踐中，有效的膜清洗主要涉及到以下幾個(gè)方面：去垢劑的種類(lèi)和組成，清洗的持續(xù)時(shí)間、清洗的順序以及物理操作參數(shù)。 

五、膜分離技術(shù)的前景 

綜上所述，膜分離技術(shù)在食品加工領(lǐng)域中的應(yīng)用日益廣泛，利用膜技術(shù)生產(chǎn)的食品有其明顯的優(yōu)勢(shì)。但需要改進(jìn)的地方還很多，其中最主要的是膜性能和膜裝置的改進(jìn)。膜性能的改善包括以下四個(gè)方面：①開(kāi)發(fā)透過(guò)率高、選擇性強(qiáng)的膜；②開(kāi)發(fā)不易發(fā)生污染的膜；③開(kāi)發(fā)用簡(jiǎn)單的清洗方法即可清除污染的膜和膜裝置以及具有全自動(dòng)反沖洗裝置的膜分離系統(tǒng)；④開(kāi)發(fā)用簡(jiǎn)單的熱蒸汽殺菌即可殺菌的膜和膜裝置；⑤膜清洗和保護(hù)技術(shù)；⑥  開(kāi)發(fā)新的超薄膜，甚至是單分子膜，以實(shí)現(xiàn)低壓下的高透過(guò)率。新型的膜分離技術(shù)目前大部分處于實(shí)驗(yàn)室規(guī)模，各國(guó)對(duì)膜技術(shù)的研究和開(kāi)發(fā)投入了大量的人力物力，研究開(kāi)發(fā)所用經(jīng)費(fèi)高達(dá)產(chǎn)值的6%～9%，1990年全世界制膜工業(yè)銷(xiāo)售總額已達(dá)到40億美元。膜技術(shù)是當(dāng)代國(guó)際上公認(rèn)的最具有經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的高新技術(shù)之一，雖然分離膜存在一些缺點(diǎn)，但其優(yōu)勢(shì)非常明顯。為了提高產(chǎn)品附加值及開(kāi)發(fā)新產(chǎn)品而采用膜分離技術(shù)是食品加工的發(fā)展方向之一，膜分離技術(shù)一旦實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的工業(yè)應(yīng)用，將會(huì)引起工業(yè)生產(chǎn)的重大革新。