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摘 要

研究茶叶芳香物回收相关理论，发展茶饮料风味恢复和改善技术，对提高速溶茶等茶饮料的香味品质非常重要。渗透汽化具有分离条件温和、对热敏性芳香物无热破坏，能耗低、不需要附加其它处理和添加溶剂或吸附剂、芳香化合物损失小等优点，被认为是芳香物回收中一个很有前景的替代方法。本工作研究了采用渗透汽化膜分离浓缩有价值的茶叶芳香物组分的可行性。以四种茶叶特征香气成分包括顺式-3-己烯醇（叶醇）、芳樟醇、反式-2-己烯醛以及苯甲醇为研究对象，考察了四种芳香物单组份渗透汽化分离性能，分析了芳香化合物在膜材料中的传质渗透机理，讨论了渗透汽化富集茶叶芳香物的可行性。

关键词：渗透汽化；茶叶芳香物；PDMS膜。

Abstract

Study on tea aroma recovery related theory, development of tea beverage flavor the restoration and improvement of technology, is very important for improving the speed soluble tea beverage flavor quality. The pervaporation separation condition is mild, with no heat damage to the sensitive aroma, low energy consumption, without the need for additional processing and adding solvent or adsorbent, and other small aromatic compounds loss advantages, is considered to be a promising alternative aroma recovery. This work is to study the feasibility of tea aroma components pervaporation membrane separation concentrating valuable points. In four kinds of tea aroma components including cis-3-hexenol, linalool , trans-2-hexenal and benzyl alcohol as the research object, study of the four kinds of aroma component pervaporation separation performance, analysis of aromatic compounds in the membrane material. Mass transfer permeation mechanism, are discussed. Osmotic vaporization and concentration of tea aroma of feasibility.

Key words: Tea aromas；Pervaporation； PDMS membrane

目 录

摘 要 Ⅰ

Abstract Ⅱ

第一章 文献综述 1

1.1 渗透汽化简介 1

1.2 渗透汽化基本原理 1

1.3 渗透汽化技术特点 2

1.4 渗透汽化在分离芳香物上的应用 3

1.5 本文的研究内容和目的 3

第二章 实验部分 4

2.1 实验材料 4

2.1.1 主要实验试剂 4

2.1.2 主要实验仪器 5

2.2 实验方法 5

2.2.1 四种芳香物的检测方法的建立 5

2.2.2 四种芳香物单组份渗透汽化实验 7

第三章 实验结果 9

3.1 四种芳香物的检测方法的建立 9

3.1.1 四种物质的全波长扫描 9

3.1.2 四种芳香物的精密度实验 10

3.1.3 四种物质标准曲线的建立 10

3.2 浓度对四种物质单组份渗透汽化实验的影响 10

3.3 温度对四种物质单组份渗透汽化实验的影响 12

3.4 流速对四种物质单组份渗透汽化实验的影响 14

3.5 时间对四种物质单组份渗透汽化实验的影响 16

第四章 结论与展望 17

4.1 结论 17

4.1 展望 17

参考文献 18

致谢 20

第一章 文献综述

渗透汽化（pervaporation，即permeation-vaporation，简称PV），最先由Kober于1917年提出，是近年来发展比较迅速的一种膜技术，它是利用膜对液体混合物中各组份的溶解性不同，及各组份在膜中的扩散速度不同从而得以达到分离的目的^[1]。原则上适用于一切液体混合物的分离，具有一次性分离度高、设备简单、无污染、低能耗等优点，尤其是对于共沸或近沸的混合体系的分离、纯化具有特别的优势，是最有希望取代精馏过程的膜分离技术^[2]。

渗透汽化简介

渗透汽化^[3](Pervaporation，简称PV)是指被分离物透过膜时，在膜两侧组分的蒸气分压差的作用下，液体混合物部分蒸发，从而达到分离目的的一种膜分离方法。渗透汽化的分离过程分为三步：渗透物小分子在进料侧膜表面溶解；在膜两侧组分分压差推动下从料液侧穿过膜扩散到膜的透过侧^[4]；在透过侧膜表面解吸，如下图所示:

图1-1 渗透汽化原理示意图

渗透汽化基本原理

渗透汽化是一个既有质量又有热量通过膜的传递过程^[5]，离开膜的物料温度和浓度都与原加入液料不同。渗透汽化一般用均质膜或复合膜，起分离作用的活性层为表面极薄均质膜，分离机理通常用溶解-扩散模型来描述，其分离机制可分为三步：（1）被分离的物质在膜表面上有选择性地被吸附并溶解；（2）组分以扩散形式在膜内渗透；（3）从下游侧表面解吸变成气相脱附而与膜分离开来。

当膜透过侧的压力足够低时，组分在透过侧的解吸一般极快，可认为是无选择性步骤，但是若透过侧压力接近透过组分的蒸汽分压时，渗透速率则明显下降^[6]。在通常操作中，透过侧的压力都很低，可不考虑解吸步骤对传质过程的影响。因此膜的选择性和渗透速率受料液中组分在聚合物膜中溶解度和扩散速率控制。前者是体系的热力学性质，后者是动力学性质。基本原理如下图所示：

图1-2 渗透汽化原理图

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