2017-12-27 12:26:25

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浓缩是从溶液中除去部分溶剂的单元操作,是溶质和溶剂部分分离的过程。浓缩过程中,水分在物料内部借对流扩散作用从液相内部到达液相表面后除去,最终水分质量分数约30%,一般为稳定状态。

使溶剂蒸发而提高溶液浓度泛指不需要的部分减少而需要部分的相对含量增高。主要用于化工业用语。

基本信息

  • 中文名

    浓缩

  • 外文名

    concentrate

  • 特征

    分子间的聚合

折叠 编辑本段 基本简介

浓缩,指使溶剂蒸发而提高溶液的浓度,泛指不需要的部分减少而需要部分的相对含量增高。主要用于化工业用语。

折叠 编辑本段 基本解释

1. 脱水作业之一。用加热等方法使溶液中的溶剂蒸发而增加溶液的浓度。

2. 泛指减少事物的不需要的部分,使需要部分的含量相对增加。如:浓缩铀。

秦牧《散文创作谈》:"文学要求浓缩,集中,概括,凝炼。" 马识途 《学习会纪实》:"我用笔加以清洗、过滤、浓缩之后,剩下来的也实在不过三、五句。"

折叠 编辑本段 化学概念

折叠 基本概念

①使溶液中溶剂蒸发溶液浓度增大的过程。广泛应用于化学、食品、生物制药等工业中。

②指物体中使部分含量减少,另一部分含量增加的过程。如浓缩铀等。

③泛指用一定方法减少事物中不需要的部分,从而使需要部分的相对含量增加:浓缩铀|文学要求浓缩,集中,概括,凝练

④矿粒借助自身的重力从矿浆中沉淀出来的脱水过程。浓密脱水在浓密机中进行。它是一个圆形池子,矿浆从中心给入,矿粒沉降在池子底部,通过耙子作用汇集于中央并从底部排出,澄清水从池子周围溢出。浓密作业的给矿浓度约为20%~30%,底流浓度可达50%~70%。浓密机分周边传动式浓缩机和中心传动式浓缩机。

⑤重力浓缩:利用重力作用的自然沉降分离方式,不需要外加能量,是一种最节能的污泥浓缩方法。重力浓缩只是一种沉降分离工艺,它是通过在沉淀中形成高浓度污泥层达到浓缩污泥的目的,是时下污泥浓缩方法的主体。单独的重力浓缩是在独立的重力浓缩池中完成,工艺简单有效,但停留时间较长时可能产生臭味,而且并非适用于所有的污泥;如果应用于生物除磷剩余污泥浓缩时,会出现磷的大量释放,其上清液需要采用化学法进行除磷处理。重力浓缩法适用于初沉污泥、化学污泥和生物膜污泥。

折叠 简介

在食品工业中,浓缩就是从溶液中除去部分溶剂(通常是水)的操作过程,也是溶质和溶剂均匀混合液的部分分离过程。通过浓缩可除去食品中大量的水分,减少质量和体积,降低食品包装、贮存和运输费用;浓缩可以提高制品浓度,增大渗透压,降低水分活度,抑制微生物生长,延长保质期;浓缩可作为干燥、结晶或完全脱水的预处理过程;通过浓缩可以降低食品脱水过程中的能耗,降低生产成本;浓缩还可以有效除去不理想的挥发性物质和不良风味,改善产品质量。但是物料在浓缩过程中会丧失某些风味或营养物质,因此,选择合理的浓缩方法和适宜的条件是非常重要的。

折叠 分类

浓缩方法从原理上讲分为平衡浓缩和非平衡浓缩2种。

平衡浓缩

是利用两相在分配上的某种差异而获得溶质和溶剂分离的方法。蒸发浓缩和冷冻浓缩属于这种方法,其中,蒸发浓缩利用溶剂和溶质挥发度的差异,获得一个有利的气液平衡条件,达到分离目的;冷冻浓缩利用稀溶液与固态冰在凝固点下的平衡关系,即利用有利的液固平衡条件。以上2种浓缩方法都是通过热量的传递来完成的。不论蒸发浓缩还是冷冻浓缩,两相都是直接接触的,故称为平衡浓缩。

非平衡浓缩

是利用固体半透膜来分离溶质与溶剂的过程,两相被膜隔开,分离不靠两相的直接接触,故称为非平衡浓缩,利用半透膜不但可以分离溶质和溶剂,还可以分离各种不同大小的溶质,膜浓缩过程是通过压力差或电位差来完成的。

折叠 应用

浓缩技术在农副产品加工中有着广泛的应用,是农副产品加工中重要的单元操作之一。浓缩的主要目的有:提高制品的浓度,增加制品的保藏性;除去农产品中大量的水分,减少包装、贮藏和运输的费用;作为干燥或完全脱水的预处理过程;作为结晶操作的预处理过程。

折叠 常用浓缩法

一、沉淀法

在抽提液中加入适量的中性盐或有机溶剂,使有效成分变为沉淀。经离心除去不溶物,获得的上清液通过透析或凝胶过滤脱盐,即可供纯化使用。

二、吸附法

将干葡聚糖凝胶G25(或吸水棒)加入抽提液中,两者比例为1:5。由于凝胶吸水之故,抽提液的体积可缩小三倍左右,回收蛋白质量约80%.若凝胶(或吸水棒)对有效成分吸附力强或吸水后有效成分的性质有影响时,此法不宜采用。

三、超过滤法

把抽提液装入超过滤装置,在空气或氮气(5.05×10Pa)压力下,使小分子物质(包括水分)通过半透膜(如硝酸纤维素膜),大分子物质留在膜内。

四、透析法

把装抽提液的透析袋埋在吸水力强的聚乙二醇(polyetheylene glycol PEG 分子质量大于20kDa)或甘油中,10ml抽提液可在1h内浓缩到几乎无水的程度。

五、减压蒸馏法

将抽提液装入减压蒸馏器的圆底烧瓶中,在减压真空状态下进行蒸馏。当真空度较高时溶液的沸点可控制在30℃以下。这种方法一般适用于常温下稳定性好的物质。

六、冰冻干燥法

冰冻的抽提液在真空状态下,可以由固体直接变为气体。用此原理进行浓缩,有效成分几乎不会破坏。冻干机主要由低温干燥箱、真空泵和冷冻机构成。在冻干小体积样品时,可以将其置玻璃真空干燥器中进行。具体作法是,把分装至小瓶中的样品冰冻后放入装有五氧化二磷或硅胶吸水剂的真空干燥器中,连续抽真空使其达到浓缩、干燥状态。

上述的浓缩方法(除第五种外),一般都在低温进行。这些方法不仅适用于抽提液的浓缩处理,而且也适用于纯品溶液缩小体积。

折叠 食品品质影响

食品在浓缩过程中发生的变化对食品品质有较大的影响,因此,在选择浓缩方法时应该充分考虑食品品质的稳定性。浓缩对食品品质的影响主要表现在四个方面:食品成分的变化、黏稠性的增加、容易出现结晶、风味的形成与挥发。

食品物料多由蛋白质、脂肪、糖类、维生素以及其他成分组成,这些物质在食品加热浓缩过程中,由于高温或长时间受热时会受到破坏或发生变性、氧化等作用。如含糖分高的食品在蒸发浓缩过程中温度过高会加速蔗糖的转化,特别是有酸存在的食品中,转化更为严重;在长时间的高温条件下还容易产生焦糖反应,使产品颜色加深。在较长时间的高温条件下蛋白质会发生热变性,食品中的盐、矿物质浓度过高也会使蛋白质部分变性。高温或长时间加热也会加速食品中脂肪的氧化分解,产生不良风味,甚至是有毒有害物质,还会使一些热敏性维生素被破坏。因此,在浓缩食品时应充分考虑加热温度和时间的影响,尽量采用低温短时浓缩,如真空浓缩、膜浓缩、冷冻浓缩等。

随着食品浓度的增加,食品黏稠度会显著增加,流动性下降,尤其是一些含较多蛋白质等胶体成分的食品。黏稠度增加会给食品的输送、加热、干燥等带来不便。 当浓缩食品中某些成分浓度超过饱和浓度时,会形成结晶。如果冻、果酱类食品中糖浓度超过其溶解极限时糖就会结晶出来,形成砂质的糖果冻和果酱;浓缩乳制品中乳糖也易结晶,使产品出现砂质感。

食品在加热浓缩过程中,会产生烧煮味、焦香味等一些风味物质,这对于大多数食品来说,是不希望这种反应产生的。采用低温真空浓缩虽可减少这些物质的产生,但会增加食品中的芳香性风味成分的挥发,影响浓缩食品的风味品质。因此,在相对完善的蒸发浓缩工艺中,通常采取香味回收措施。即从二次蒸汽冷凝中回收风味成分,再添加到浓缩制品中。采用冷冻浓缩和膜浓缩可避免新风味成分的产生和减少食品自身风味成分的损失。因此,常采用低温真空浓缩 。

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