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摘 要

食品和饮料的生产过程中，芳香化合物的含量是重要标准，它直接影响了产品的风味。从饮品中收集芳香化合物的蒸馏法，通常导致产物性质改变，但渗透汽化方法能有效规避该现象，其显著优点是以低能耗实现蒸馏等传统方法达不到的分离效果。渗透汽化是分离液体混合物的绿色、高效的膜技术。

本文以水杨酸甲酯、芳樟醇和苯甲醛为研究对象，用PDMS/PVDF膜考察三种芳香物质的渗透汽化分离性能。实验测得PDMS/PVDF膜表面接触角为110.6°，因此判断膜是疏水性表面。乙醇-水体系的渗透汽化实验得到的膜分离因子和通量比文献记录的略高，说明PDMS/PVDF膜品质良好。建立芳香化合物的液相色谱检测方法，通过回收率和精密度等验证该方法精密度良好。用PDMS/PVDF膜考查浓度、温度、流速对三种芳香化合物单组份渗透汽化实验的影响，结果表明操作条件对三种芳香化合物的影响与物质的物理性质等有关。

关键词：渗透汽化 PDMS/PVDF膜 芳香化合物

Performance evaluation of osmotic vaporization membrane

ABSTRACT

The content of aromatic compounds is an important standard in the production of food and beverage. It has a direct impact on the flavor of the product. Collecting aromatic compounds from the drink usually results in the change of product nature. But the permeable vaporizing method can effectively avoid this phenomenon.Its significant advantage is in low energy to achieve distillation that other traditional methods are not up to the separation effect. Pervaporation is a kind of green and efficient membrane technology used in the separation of liquid mixtures.

This work is to study the feasibility of concentrating valuable aromas using pervaporation membrane.Three kinds of tea aroma components including methylis salicylas, benzaldehyde and linalool were chosen as the research objects. This experiment measured PDMS/PVDF membrane surface contact angle is 110.6 degree and we can judge that PDMS/PVDF membrane is hydrophobic surface. Ethanol and water system of pervaporation membrane separation factor and flux is slightly higher than the record of literature,indicating that the PDMS/PVDF membrane is good in quality. This study established liquid chromatography detection method of aromatic compounds and the recycling rate and precision of the method is good. The effects of concentration, temperature, flow rate of pervaporation experiments on single aromatic substances can be analysed by PDMS/PVDF composite membrane.The results show that effect of operating conditions on pervaporation performance of  aromas were ascribed to their physical properties.

Key words:PDMS/PVDF membrane;Osmotic vaporization;Aromatic compounds

目录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 渗透汽化技术简介 1

1.1.1 渗透汽化过程的特点及影响因素 1

1.1.2 渗透汽化传质理论 2

1.2 渗透汽化膜的发展现状 2

1.3 渗透汽化技术的应用 3

1.4 本文的研究目的和内容 4

第二章 实验材料与方法 5

2.1 实验材料与仪器 5

2.1.1 主要实验材料 5

2.1.2 主要实验仪器 5

2.2 实验方法 5

2.2.1 PDMS/PVDF膜的结构表征 5

2.2.2 乙醇-水体系渗透汽化性能表征 6

2.2.3 三种芳香化合物检测方法的建立 6

2.2.4 三种芳香化合物单组份渗透汽化实验 7

第三章 结果与讨论 9

3.1 PDMS/PVDF膜的结构表征 9

3.1.1 PDMS/PVDF膜表面及断面电镜图 9

3.1.2 接触角分析 10

3.1.3 红外表征分析 10

3.2 PDMS/PVDF膜对乙醇-水体系渗透汽化性能的影响 11

3.2.1 乙醇标准曲线的建立 11

3.2.2 乙醇-水体系渗透汽化性能评价 11

3.3 芳香化合物检测方法的建立 12

3.3.1 全波长扫描 12

3.3.2 精密度实验 13

3.3.3 回收率实验 13

3.3.4三种芳香化合物的线性回归方程 14

3.4 水杨酸甲酯、芳樟醇、苯甲醛的渗透汽化试验 14

3.4.1 浓度对三种芳香化合物单组份渗透汽化性能的影响 14

3.4.2 温度对三种芳香化合物单组份渗透汽化性能的影响 14

3.4.3 流速对三种芳香化合物单组份渗透汽化性能的影响 14

第四章 结论与展望 18

4.1 结论 18

4.2 展望 19

参考文献 20

致 谢 22

第一章 文献综述

1.1 渗透汽化技术简介

渗透汽化是指混合的液体在组分蒸气压差的推动下，进行物质分离的方法，其最显著的优点是可以以低的能耗实现蒸馏等传统方法达不到的分离效果^[1]。渗透汽化是实现液体共沸体系分离的绿色、高效的崭新的膜技术^[2]，运用于石化、环保、生物医药等很多的工业生产领域，并在食品加工行业逐步运用，对酒类产品脱醇、回收芳香化合物等有较好的成效^[3]。

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