第六章 膜分离技术及应用整理ppt.ppt

膜分离技术应用 膜的用途 浓缩：目的产物以低浓度形式存在，因此需要除去溶剂；（截留物为产物） 纯化：除去杂质； 分离：将混合物分成两种或多种目的产物； 反应促进：把化学反应或生化反应的产物连续取出，能提高反应速率或提高产品质量。 膜技术的工业应用 膜技术用于生物质资源开发 膜生物反应器技术取得间歇发酵可提高反应器效率15－80倍 渗透汽化膜分离技术比传统共沸蒸馏节能60％ 生产装置总投资为传统分离方法总投资的40－80% 膜法海水淡化 膜法海水淡化 膜法自来水厂 典型膜应用过程－ 反渗透 典型膜应用过程－ 反渗透 典型膜应用过程－ 反渗透 典型膜应用过程－ 反渗透 应用 1、海水和苦咸水淡化 2、废水和有害废水的处理 工业废水 市政废水 3、化学加工工业的应用 电镀和金属抛光工业 造纸工业 纺织工业 石油工业 电力工业 4、食品加工工业的应用 水处理 产品回收 浓缩和脱水 分馏 5、地下水和地表水的处理 6、纳滤的应用 废水处理 产品脱盐浓缩 典型膜应用过程－ 超滤 操作方式 批式浓缩：全循环、部分循环 供料－排放 全过滤 典型膜应用过程－ 超滤 典型膜应用过程－ 超滤 应用 牛奶中的应用：牛奶脱脂、蛋白预浓缩、降低乳糖含量 果汁澄清：替代离心过滤、果胶酶处理、用硅藻土预涂地真空过滤等，果汁产量高。 发酵液处理：回收抗生素等 排放液处理：造纸工业回收磺化木质素、脱油、脱脂等。 典型膜应用过程－ 超滤 头苞霉素C的回收 石油化学和食品工业的萃取过程，用超滤回收溶剂；例如从重碳氢化合物中分离低碳氢化合物； 在天然产品和医药用产品的潜在应用是将产品生产和超滤分离相结合；如将超滤与酶糖化作用结合，生产葡萄糖。 与化学络合反应结合，生产生物活性物质。 典型膜应用过程－ 超滤 过程的经济性： 膜组件和有关设备的成本费； 膜组件替换费； 化学清洗剂费； 能量使用费； 劳力费； 折旧费。 典型膜应用过程－ 超滤 典型膜应用过程－ 微滤 终端微滤的应用 1、制药溶液的消毒 2、饮料的澄清 60年代初，聚合物膜在啤酒业得以应用，90％以上应用于啤酒、果汁饮料、矿泉水等过程中。 3、半导体生产工业中液体的纯化 气体过滤器：去除气体中的微粒和胶体、菌体等 超纯水生产中预处理和最终供水 4、选择性分析应用 消毒过滤的目的： a、最终消毒，即热敏感制药产品细菌的总去除； B、降低细菌含量，以保持注射液组分中热源的低含量； c、去除注射液中无机和有机粒子，去除在加工过程中产生的带悬浮粒子的气体。 可应用的领域： 1）一般服务：注射用水、气体、蒸汽的除菌； 2）合成非经肠道药； 典型膜应用过程－ 微滤 典型膜应用过程－ 微滤 典型膜应用过程－ 微滤 生物方面的主要应用 液相澄清：抗生素发酵液的澄清、溶菌液的澄清、蛋白质液澄清、酵母溶菌液澄清 固相回收：连续培养发酵的细胞回收、菌细胞的收获和冲洗、网状菌丝体的浓缩、酵母浓缩 抗生素的澄清 陶瓷膜过滤：膜面流速2.5 ~ 4 m/s,操作压力3~5bar,回收率大于95%。 典型膜应用过程－ 微滤 无机膜简介： 发展 无机膜简介： 特点 与有机膜相比 1、耐高温：无机膜的使用温度可高于400℃，甚至可达800℃，因此特别适合于高温操作产物的直接分离或人为提高温度，以用于高粘度流体的分离；另外用于食品和生物工程领域时可直接高温蒸汽清洗和灭菌。 2、化学稳定性好：无机膜能耐酸碱、耐有机溶剂，适用于较宽的pH范围，因此可在强腐蚀性介质中使用，并可采用化学试剂进行清洗；另外无机膜可用于非水溶液体系的分离。 无机膜简介： 特点 无机膜简介：分类与现状 陶瓷膜在液相分离领域的应用现状 在食品工业中的应用：始于1980年，主要集中在奶制品、酒类、果汁饮料、调味品等料液的澄清、浓缩除菌。 在环保行业中的应用：以废水、废液的处理为主，主要用于含油废水的处理以及化工、石油化工中生产废液处理，其目标是回收水中有用成分，使处理后的水循环利用或达标排放。 在生物与制药工业中的应用：这是一个新的增长点，主要涉及下游细胞回收、发酵液澄清、产品净化等诸多方面，另外酶膜反应器、膜传感器等也是研究热点。 在食品工业中的应用 在牛奶工业中的应用 牛奶的微滤除菌、乳清浓缩、酸奶处理等 果汁生产中的应用 主要在苹果汁、猕猴桃汁等生产中已实现工业应用。 酿酒工业中的应用 无菌低温啤酒生产、啤酒罐底液处理等工业已规模应用以及在葡萄酒生产中的应用。 在牛奶工业中的应用 苹果汁生产 装置膜面积：220m2 处理量：17m3/h 全自动控制 运行通量优于国外装置 产品质量优于国外装置 在环保工业中的应用 在含油废水处理中的应用 油田回注水、金属表面切削液、冷轧乳化液、清洗液废水等 在化工及石化废水处理中的应用 主要用