明膠膜濃縮技術(shù)

1、明膠簡介

　　明膠是由動物皮膚、骨、肌膜、肌魅等結(jié)締組織中的膠原部分降解而成為白色或淡黃色、半透明、微帶光澤的薄片或粉粒。沒有固定的結(jié)構(gòu)和相對分子量，是一種無色無味，無揮發(fā)性、透明堅硬的非晶體物質(zhì)，明膠中水分和無機鹽大約占16%，蛋白含量占82%以上。明膠是一種重要的天然蛋白高聚物，含有除以外的幾乎所有必需氨基酸，它在食品、藥品、照相和工業(yè)部門具有廣泛的用途。

　　明膠根據(jù)用途不同可分為：①食用明膠----在食品工業(yè)中是一種重要的配料和添加劑，常作為膠凝劑、穩(wěn)定劑、乳化劑、增稠劑和澄清劑等應用于肉制品、蛋糕、冰淇淋、啤酒、果汁等的生產(chǎn)；②科研明膠----醫(yī)藥中應用最多的是作為包裹藥物的膠囊；③工業(yè)明膠----用于纖維紡織、絕緣材料、紙張、全息材料等的制造方面。

　　2、明膠市場現(xiàn)狀

　　隨著人們生活水平提高，乳品工業(yè)壯大乳制品供應量增加，明膠的需求量也隨之增加。明膠在乳制品中主要有三大功能：防止乳清析出的作用，明膠通過氫鍵的形成成功阻止乳清析出，避免酪蛋白產(chǎn)生收縮作用，因而阻止了固相從液相中分離；乳化穩(wěn)定作用，酪蛋白本身就是天然的乳化劑和穩(wěn)定劑，但酪蛋白在酸性環(huán)境中會失去乳化能力和穩(wěn)定能力，而明膠可以為酪蛋白提供穩(wěn)定的條件，起保護膠體的作用；乳泡沫的穩(wěn)定劑，所有乳泡沫均可以看作空氣脂肪水的乳化體系，明膠作為親水膠體與水結(jié)合形成明膠薄層覆蓋脂肪球，并包裹空氣泡，減少了外界條件對空氣泡中空氣壓力的影響，達到穩(wěn)定泡沫的作用，從而保持穩(wěn)定的乳化狀態(tài)。

　　目前，我國的明膠行業(yè)正處于高速發(fā)展時期，市場容量迅速龐大，智研咨詢研究部統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，我國明膠協(xié)行業(yè)市場容量從2005年的2.86x104t增加到2010年的6.32x104t。其中，骨明膠的市場容量從2005年1.80x104t增加到2010年的3.46xx104t。數(shù)據(jù)顯示，2013年全國乳制品產(chǎn)量26,980,298，2014年1-5月全國乳制品產(chǎn)量為10,434,302.76噸，由于中國乳制品的產(chǎn)量大，對于乳制品中的明膠，隨著乳制品中的大量的生產(chǎn)，明膠在乳品中的需求將不斷增長。

　　3、明膠的制備

　　國內(nèi)外制備明膠普遍采用的是堿法生產(chǎn)。明膠可以以制革廠廢棄邊角料一毛邊皮為原料, 經(jīng)堿浸泡、酸浸泡、水解、熬膠等精制過程而制得, 其生產(chǎn)工藝流程如下：

此種制備方法工藝簡單, 成本低, 但是產(chǎn)品中含鹽量較高, 相對分子質(zhì)量分布較寬, 對設備的材質(zhì)要求較高。而且生產(chǎn)中堿浸泡、酸浸泡、中和等工段產(chǎn)生的大量廢水成分復雜, COD含量高,廢水難治理治理投資及設施運行成本大。

4、信達明膠膜濃縮技術(shù)

此技術(shù)采用世界上的有機高分子膜，通過內(nèi)外壓差將樹脂吸附過濾后的稀明膠液中的水、部分小分子多肽、以及部分無機鹽脫除，從而達到濃縮的效果。膜分離技術(shù)在常溫下運行無需加熱、無相態(tài)變化、只需比較廉價的電能，操作簡單易學，其在蛋白濃縮脫水過程中同時也將金屬鹽類和其它小分子物質(zhì)一同分離出去，達到分離、純化、濃縮的功效，同時對明膠無吸附、無降解、損耗也極低，透過液可直接排放或進污水管網(wǎng)。

合肥信達膜科技有限公司采用高科技的膜分離技術(shù)進行明膠膜濃縮、脫鹽，采用世界上的有機高分子膜一級大孔徑濃縮膜在低壓時將明膠液由3%左右的濃度提升至10%左右，再用二級膜將10%左右濃度的明膠液提升至20%左右，用戶再用閃蒸技術(shù)將20%左右的明膠液快速蒸汽濃縮至30%左右，整個過程連續(xù)運行沒有間隔過程。

膜應用于制藥方面的分離和濃縮具有傳統(tǒng)方法的優(yōu)點。膜的使用，只需比較廉價的電能，操作簡便，最主要的是其在對蛋白濃縮(脫水)的過程中，同時也將金屬鹽類和小分子物質(zhì)分離出去，達到分離、純化和濃縮的作用，而傳統(tǒng)的方法往往需要另外加上分離裝置。在能源緊缺的今天，膜的應用確實起到了節(jié)能降耗的作用，同時，傳統(tǒng)工藝由于使用蒸汽，而高溫對蛋白質(zhì)有破壞作用，而膜的使用都是在低溫下進行，這樣也就提高了產(chǎn)品的品質(zhì)，增強了產(chǎn)品的競爭力。

5、膜工藝與傳統(tǒng)工藝對比

1、降低產(chǎn)品灰份。（比如國內(nèi)某明膠廠通過膜濃縮去水的同時，產(chǎn)品的灰份也下降40~45%）。

2、提高產(chǎn)品的凍力和粘度。由于膜濃縮設備是在常溫下運行，濃縮膠液所需的時間短，明膠的透明度明顯提高，其凍力、黏度等相對于傳統(tǒng)工藝亦有明顯提升。

3、節(jié)能降耗，大大降低煤耗（例如：我司今年剛推出的一臺明膠濃縮膜設備，在實際運行中，平均每脫出一噸水需耗電3KW左右，無需其它能源，而且稀膠中75~80%的水份可通過膜快速去除，而使用常規(guī)的三效熱濃縮脫出一噸水約需120kg煤，同時還要耗電，因而膜濃縮的節(jié)能效果相當突出）。

4、設備操作簡單，每臺設備每班只需一操作人員切換相關的閥門即可保障設備的正常運行。

5、設備現(xiàn)場衛(wèi)生條件好，安裝要求簡單，占地面積小。

6、設備連續(xù)運行能力強，產(chǎn)水量穩(wěn)定性好。

7、清洗容易，每天只需在線清洗一次。

8、膜的耐用性好，目前在實際生產(chǎn)中可達兩年以上。