西北农林科技大学 机械与电子工程学院 通达果汁厂超滤工段介绍 作 者：王海龙 李炎军 梁雯雯 李兴刚 方基垒

通达果汁厂超滤工段介绍 概要 超滤是在常温下以膜两侧的压力差为动力对溶质和溶剂进行的分离、浓缩和纯化。超滤技术目前已广泛应用于食品工业、酿造行业、化妆品生产业、制药行业等方面。 果汁是一种营养型的饮料，深受消费者的喜爱。使用超滤设备澄清果汁, 不仅解决了实现连续化作业的难题, 同时确保了色值、透光率等技术指标的持久稳定, 这对浓缩汁出口产品来说是十分重要的。本文以通达果汁礼泉有限公司的苹果汁的超滤为依托，结合布赫公司的超滤技术及相关资料，对超滤技术及其在果汁行业的应用做一详细介绍。

第三章 金属切削过程的基本规律 通达果汁厂超滤工段介绍 一、超滤基本原理及相关特点: 超滤是上世纪60年代初发展起来的新型膜分离技术,它是在常温下以膜两侧的压力差为驱动力对溶质和溶剂进行分离、浓缩和纯化的。主要分离溶液中蛋白质等大分子和其他胶体。超滤膜对大分子溶质等的截流作用是由于 膜 1、表面和微孔内的吸附（一次吸附）；        2、在膜孔中的阻塞；        3、在膜表面的机械截流（筛滤）作用。

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二、超滤系统的构成 超滤系统由以下几个部分组成： 通达果汁厂超滤工段介绍 二、超滤系统的构成 超滤系统由以下几个部分组成： 软化水贮罐、物料循环罐、清汁暂贮罐(又称CIP 清洗罐) 、清汁贮罐、给料泵、清汁泵、超滤装置及操作控制柜。

通达果汁厂超滤工段介绍 三、超滤膜和组件 最早出现的超滤膜是纤维素衍生物膜，60年代后开始出现其他聚合物商品超滤膜。我国在20世纪70年代仅有醋酸纤维素和聚砜两种超滤膜。80年代增加了聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚醚砜等十余种超滤膜。近10年来国际上无机膜成为受重视的超滤膜新系列。 超滤组件的主要形式有管式、板框式、中空纤维式和卷式四种。中空纤维式目前已是国内外最广泛应用的超滤膜组件。但管式和板框式水力学流动状态较好，适用于一些黏度大、高浓度食品物料的超滤。而且近年来具有错流结构的卷式组件也受到重视。

通达果汁厂超滤工段介绍 超滤膜是超滤系统的核心, 滤膜直接影响着分离处理的有效性和澄清果汁的质量。通达果汁厂超滤系统采用聚砜(PS) 聚合体, 还有将环氧树脂和膜一齐压入滤膜之中, 制成紧密的膜蕊。这种膜蕊较其它膜成本相对下降1/ 3 左右。每19 条膜管组合在一起称为一根膜。在膜间压力为0135MPa 条件下, 处理糖度为12°Bix 的新榨果汁时, 生产能力可达110～150L/ m2·h

通达果汁厂超滤工段介绍 四、超滤的操作过程

通达果汁厂超滤工段介绍 当循环罐内酶解后的果汁达到一定贮量且物料温度在50～55 ℃时，开启给料泵，将原果汁输送到超滤装置进行分离。通过滤膜的部分果汁形成过滤果汁流即清汁产品，进入清汁暂贮罐，再由清汁泵输送到清汁产品罐中。未能通过超滤膜的果汁液浓度稍有增大，形成浓缩果汁流返回循环罐中。随着清汁产品产量的增加，循环罐贮料液位不断下降，在循环罐中不断补充等量的原果汁用来调解供料与产出量的平衡，从而实现连续生产。随着作业时间的延长，循环罐内固形物不断增多，当罐内固形物含量40 %，进行冲稀处理，料液糖度在2～4°Bix 时全部排出。作业结束后，切换原果汁管线与软化水管线相联的选项阀，进行设备清洗。

超滤操作包括一级流程和多级流程。一级流程中可分为一段式和多段式，它们都有单向流程和循环式流程；多级流程中也有一段和多段、单向和循环式的不同区分。

超滤工作流程图

通达果汁厂超滤工段介绍 五、超滤在生产中的应用及影响因素 膜是一种高分子聚合物, 工业生产中要求其能够在各种环境下工作，但是许多环境对膜的某些聚合物材料是不利的。到目前为止还没有任何一种膜的聚合物能够承受所有可能的膜分离技术的各种环境，如温度、压力、溶液pH 值等，所以在实际应用中采取有效的技术措施对膜进行保护是十分重要的。

影响膜过滤性能的主要因素 1、膜的过滤面积是一个非常重要的因素, 过滤面积取决于果汁性质、果汁的处理量以及过滤前的处理方法等。 通达果汁厂超滤工段介绍 影响膜过滤性能的主要因素 1、膜的过滤面积是一个非常重要的因素, 过滤面积取决于果汁性质、果汁的处理量以及过滤前的处理方法等。 2、原果汁中固形物的组成与结构也对过滤性能有一定影响。 3、超滤温度也对超滤的性能有较大影响。

通达果汁厂超滤工段介绍 六、超滤膜清洗及养护 超滤在运行一个阶段后, 经常出现膜的堵塞和浓差极化现象。膜的堵塞是指某些组分在膜表面和网孔内沉积而导致膜的孔隙孔径大小发生变化; 浓差极化现象是指截留组分在膜表面形成与过滤方向相反的浓度梯度。这两种现象在大部分膜分离过程中是同时存在的, 并致使膜的过滤能力显著下降。为保证膜具有较高的渗透性(即单位积表面的膜传递溶剂的容量) 和明显的截留率(即膜具有截留分子质量定值以上溶质的能力) , 超滤系统作业一定时间后或进口流量低于参数范围时, 就必须及时进行清洗。 目前常采用的膜的清洗方法有化学清洗法、酶法清洗和物理拆洗法。其中常规清洗一般采用化学清洗法, 物理拆洗法极少采用。

通达果汁厂超滤工段介绍 超滤膜是超滤系统的核心, 滤膜直接影响着分离处理的有效性和澄清果汁的质量。通达果汁厂超滤系统采用聚砜(PS) 聚合体, 还有将环氧树脂和膜一齐压入滤膜之中, 制成紧密的膜蕊。这种膜蕊较其它膜成本相对下降1/ 3 左右。每19 条膜管组合在一起称为一根膜。在膜间压力为0135MPa 条件下, 处理糖度为12°Bix 的新榨果汁时, 生产能力可达110～150L/ m2·h

七、超滤系统及其在果汁行业中的应用: 通达果汁厂超滤工段介绍 用于果汁澄清的超滤系统已在世界上成功运行多年,是生产“最佳澄清”果汁生产线的重要组成部分。果汁工业初级用过合成聚合物构造的模块、管膜系统。而直径为半英寸的Supercore 膜系统,以其高稳定性、长时间稳定通透率及在生产过程中不易堵而从各种结构配置中脱颖而出。 1、典型超滤系统及配置设备 瑞士布赫·贵尔公司的超滤系统优于其它同类设备的特性有: ①最低果汁损失( < 1 %)； ②优等果汁澄清度及稳定性； ③更低的维持费用,无需其它辅助过滤,大大降低劳动强度。

通达果汁厂超滤工段介绍 布赫·贵尔公司安装的最大超滤系统过滤苹果汁超过80 000 升/ 小时。该系统包含几个独立部分,可按秩序清洗而无需停机。这种大型的工艺组件或生产,通常都会产生许多废浓液(被超滤阻留下来的悬浮固形物) ,可以设计特定的超滤浓缩器,以提高出率降低废弃物的量。超滤浓缩器可提供以下优点: ①可提高果汁产率而无需过滤的前处理； ②因使用超滤膜管,果汁质量不受影响； ③全自动,运行可靠,花费少； ④果汁收集率高,运用稀滤法后使用的水量最少； ⑤获得悬浮固形物的浓度高(可达> 85 %)； ⑥低成本运行,废弃物量最低。

通达果汁厂超滤工段介绍 2、膜分离技术澄清果汁的优势 提高果汁质量。果汁澄清透明，色泽自然；澄清效果稳定，不易变质、变浑浊；营养成分和芳香物质的保存率较高。可以简化生产工艺!节省人力物力!从而提高生产效率!降低生产成本。 排放的废液少，无二次污染。 果汁原料液经过膜过滤后，透过膜的果汁澄清液即可直接包装，成为产品；被膜截留的浓缩液仅含有天然有机物质，可用做动物饲料或肥料 清洁健康。 传统的果汁澄清工艺处理时间长!果汁容易感染微生物，而且果汁中不稳定成分的变质现象不可避免。采用超滤技术澄清果汁，果汁在封闭的系统中被连续过滤， 超滤后的澄清液即可罐装成为产品，因而提高了果汁的质量。

成员分工 王海龙：组织管理及报告总结 李炎军：报告内容整理及幻灯片制作 梁雯雯: 资料收集及实习体会 李兴刚: 制图 方基垒: 资料收集 通达果汁厂超滤工段介绍 成员分工 王海龙：组织管理及报告总结 李炎军：报告内容整理及幻灯片制作 梁雯雯: 资料收集及实习体会 李兴刚: 制图 方基垒: 资料收集

通达果汁厂超滤工段介绍 谨此感谢通达礼泉果汁厂对我们实习的提供支持和该厂餐饮部门生活上对我们的照顾以及三位老师(朱新华 闫晓莉 查 峥)每天的辛勤指导也感谢周围同学对我们的帮助

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