第二章 膜分离技术01.pptxVIP

第二章

膜分离技术;第一节概述;20世纪80年代以来，膜技术进入高速发展阶段。

我国的膜技术研究起步于60年代，70年代成功开发出了电渗析、反渗透、超滤和微滤等各种膜和组器件。;二、膜种类;几种常见的膜;无机膜具有一些突出的优点：

（1）化学稳定性好，能耐强酸、强碱、化学溶剂和强氧化剂。

（2）热稳定性好，耐高温。

（3）通量较大，污染少。

（4）机械强度高，使用周期长。

（5）允许使用条件苛刻的清洗操作（如蒸汽灭菌和高压反冲洗等）。

无机膜有致密膜、多孔膜和复合非对称修正膜三种。;三、膜材料;常见的有机膜有：

-醋酸纤维素膜材料的特点;-聚砜膜;材料;四、膜的制备方法;径迹蚀刻的过程;界面聚合过程与特点;五、表征膜性能的参数;六、膜分离技术的原理;膜分离方法;七、膜分离的特点;八、膜分离技术在食品加工领域中的应用概况;（五）膜分离技术在酒类酿造工业中的应用

-过滤除去浑浊悬浮物包括啤酒花树脂、单宁、蛋白质、酵母、乳酸菌等；

-液体除气膜技术用于啤酒生产过程中水中氧的去除

（六）膜分离技术在酱油、食醋生产中的应用

-超滤除菌取代热杀菌方式，更好保留呈味成分

（七）膜分离技术在酶制剂工业中的应用

-超滤技术用于酶制剂的浓缩、纯化;第二节反渗透分离技术;;二、反渗透膜的透过机理;氢键和结合水－孔穴有序扩散模型;优先吸附毛细管流模型;优先吸附—毛细孔流动模型示意图;溶解－扩散模型;孔隙开闭机理;三、反渗透分离溶质的化学准则;溶质、溶剂和膜材料的相互作用;分离有机溶质的物理化学准则;分离无机溶质的物理化学准则;四、影响反渗透操作的因素;浓差极化边界层的形成产生的后果：

降低了透水速率和膜系统的分离能力。

边界层阻力要比膜阻力大得多，而且还会逐渐成为阻止渗透的主要阻力，因此会严重影响流体的透过速率。

由于边界层的存在也增加了对溶剂及小分子溶质渗透的阻力，因此整个膜系统的分离能力受到很大的影响。;影响浓差极化的主要因素;控制浓差极化的措施;（二）膜的压实;（三）膜的降解;（四）膜的结垢;五、反渗透所用的膜;单位;六、反渗透膜??件;膜组件;;;;;中空纤维膜分离器（实验室用）;中空纤维膜分离器（工业用）;卷式膜分离器（工业用）;七、反渗透系统的工艺流程;;;再循环－开式回路流程;再循环闭式流程;级与段;;;多级多段再循环流程;八、反渗透的应用;第三节超滤分离技术;二、超滤的操作特点

切向过滤

;三、浓差极化与膜污染;膜渗透流率决定于边界层内的传质情况（D/L）。

膜污染是指料液中的某些组分在膜表面或膜孔中沉积导致膜渗透流率下降的现象。;控制措施：

①预先过滤除去料液中的大颗粒；

②增加流速，减薄边界层厚度，提高传质系数；

③选择适当的操作压力和料液黏度，避免增加沉淀层的厚度与密度；

④采用具有抗污染性的修饰膜；

⑤定期对膜进行清洗和反冲。;四、超滤操作;;五、超滤在食品工业中的应用;第四节液膜分离技术;;乳化液膜的制备是首先将两个不互溶相即内相（回收液）和膜相（液膜溶液）充分乳化制成乳液，再将此乳液在搅拌条件下分散在第三相（即外相）中而成。

通常内相与外相互溶，而膜相既不溶于内相也不溶于外相。在液膜分离过程中，在膜的原料一侧（外相侧）界面上，欲提取的目标物质进入膜相，而在膜的接收相一侧（内相侧）同时释放出该物质，达到与原料中其他成分相分离的目的。

因此液膜分离法是膜的两侧同时进行萃取和反萃取（或吸收与解吸）的操作。;支持液膜是由溶解了载体的液膜，在表面张力的作用下，依靠聚合物凝胶层中的化学反应或带电荷材料的静电作用，浸没在多孔支持体的微孔内而制成的。

由于液膜分布在多孔支持体上，能承受较大的压力，且具有更高的选择性，因此，它可以承担合成聚合物膜所不能胜任的分离要求。

支持液膜的分离性能与支持体材质、膜厚度及微孔直径的大小有关。一般而言，支持体孔径越小液膜越稳定，但孔径过小将使空隙率下降，从而将降低透过速度。;二、液膜的组成

（一）膜溶剂

（二）表面活性剂

（三）流动载体

（四）膜增强剂

;膜溶剂;在选择膜溶剂时，应考虑如下要求：

ⅰ溶解性

ⅱ挥发性

ⅲ毒性

ⅳ相对密度

ⅴ水解性

ⅵ固态化问题

ⅶ粘度

;表面活性剂;选择活性剂的条件;流动载体;膜增强剂;三、液膜分离机理

;1.单纯扩散迁移;2.Ⅰ型促进迁移;

;Ⅱ型促进迁移;;4.萃取与吸附机理;（二）有载体扩散迁移

1.同向迁移;2.逆向迁移;有载体的液膜分离过程主要取决于载体的性质。

根据载体是离子型和非离子型，将支持液膜的渗透分离机理分为同向迁移和逆向迁移两种。;五、液膜分离技术的工艺流程及影响因素;;（二）影响液膜分离效果的因素

1.液膜体系组成的影响

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