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酶膜反应器制备直链麦芽低聚糖过程中膜污染机制及再生研究

2021-07-06陈旭李才明李兆丰班宵逢洪雁程力顾正彪

食品与发酵工业 2021年12期
关键词:污染模型

陈旭,李才明,2,李兆丰,2,班宵逢,2,洪雁,2,程力,2,顾正彪,2*

1(江南大学 食品学院,江苏 无锡,214122)2(食品科学与技术国家重点实验室(江南大学),江苏 无锡,214122)

直链麦芽低聚糖是由2~10个葡萄糖分子以α-1,4糖苷键链接而成的直链低聚糖,是以淀粉为主要原料,由特异性的直链麦芽低聚糖生成酶经过酶解、转苷等过程而得到的一种小分子糖,具有独特的理化特性和生理功能,在食品、医药、化工等领域有着广泛的应用[1]。但目前酶法制备直链麦芽低聚糖工业中还存有不足,如生产效率低,生产周期普遍在24 h以上;间歇批量式生产后需对产物进行灭酶处理,得到目的产物前需对产物进行分离提纯等,造成大量能源损耗[2]。

酶膜反应器的应用则可在一定程度上解决上述问题,酶膜反应分离技术是在反应过程中即可将产物与酶和底物分离开的一种新型反应技术[3],其原理可概括为在酶促反应过程中,通过将反应体系与膜分离设备进行耦联,在压力驱动下使反应体系中的部分或全部产物从反应体系中选择性分离,一定程度上解除产物抑制,加快反应进程,达到边生产边分离的生产模式[4-5]。

但在实际生产过程中,在淀粉及多糖类高黏度的底物环境下,膜组件会因机械作用或理化作用而引起污染物的沉积、吸附,从而出现膜污染现象,进而造成膜的处理能力下降,生产效率降低[6],因此有效避免及消除膜污染是膜分离技术能否进一步扩宽应用范围的重要因素。HERMIA[7]最早提出了4种典型的膜污染模型理论;……

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