膜技術(shù)是利用分離膜對(duì)混合物中各組分的選擇滲透性能的差異等來實(shí)現(xiàn)分離、提純和濃縮的一種新型分離技術(shù)。是一種無相變、耗的物理分離過程,具有、、無污染、操作方便和用途廣等特點(diǎn),是當(dāng)代的的化工分離技術(shù)之一。
膜分離的工作原理:溶液送入膜過濾器,使它平行的流過膜表面,在與膜表面接觸的同時(shí),溶液的大部分透過濾膜(稱滲透液),其需分離的物質(zhì)則被截留(稱濃縮液)。
膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn):
應(yīng)用范圍廣
占地面積小、裝置簡(jiǎn)單易控,能耗低、具有性
在分離過程中無相變、次污染
對(duì)于熱敏物質(zhì)的處理具有其它分離過程擬的性
膜法液體分離技術(shù)一般工藝有:微濾(MF)、濾(UF)、納濾(NF)和反滲透(RO)。它們的過濾按照順序越來越高。(如圖):(膜分離過濾圖)
澄清純化技術(shù)---/微濾膜系統(tǒng)
澄清純化分離所采用的膜主要是/微濾膜,其所能截留的物質(zhì)直徑大小范圍廣,截留分子量在1000—30萬Dal,廣泛應(yīng)用于固液分離,大小分子物質(zhì)的分離,脫除色度,產(chǎn)品提純,去除發(fā)酵液的菌絲,大蛋白等。
/微濾膜分離可取代傳統(tǒng)工藝中的自然沉降,板框過濾,真空轉(zhuǎn)鼓,離心分離,溶媒萃取,樹脂提純,炭脫色等工藝過程,且具有產(chǎn)品收率高,品質(zhì)好,運(yùn)行成本低等優(yōu)點(diǎn)。
澄清純化技術(shù)可采用的膜分離組件主要有:陶瓷膜,中空纖維膜,卷式膜,管式膜等。
采用膜分離澄清純化的優(yōu)點(diǎn):
過濾效果更好,收率高,產(chǎn)品穩(wěn)定性好;
縮短生產(chǎn)周期,降低生產(chǎn)成本;
過濾過程無需添加化學(xué)藥品,溶媒溶劑,不帶入二次污染物質(zhì)
操作簡(jiǎn)單,占地面積小
可拓展性好,容易實(shí)現(xiàn)工業(yè)化擴(kuò)充需求;
設(shè)備可自動(dòng)運(yùn)行,穩(wěn)定性好,維護(hù)方便。
濃縮提純技術(shù)---納濾膜系統(tǒng)
濃縮提純工藝上主要采用截留分子量在100---1000Dal的納濾膜。納濾膜對(duì)二價(jià)離子,功能性糖類,小分子色素,多肽,頭孢菌素等物質(zhì)的截留性高于98%,而對(duì)一些單價(jià)離子,小分子酸堿,醇等有30-50%的透過性能,常用于溶質(zhì)的分級(jí),溶液中低分子物質(zhì)的洗脫和離子組分的調(diào)整,溶液體系的濃縮等流體物質(zhì)的分離,精制,濃縮,脫鹽等工藝過程中。比如結(jié)晶母液的回收,樹脂解析液的濃縮,熱敏性物質(zhì)的濃縮純化等。
納濾膜分離技術(shù)常被用于取代傳統(tǒng)的冷凍干燥,薄膜蒸發(fā),離子交換除鹽,樹脂工藝濃縮,中和等工藝過程。
濃縮提出技術(shù)可采用的膜組件主要有:卷式膜,管式膜,中空纖維膜。
采用納濾膜分離技術(shù)濃縮提純的優(yōu)點(diǎn):
濃縮純化過程在常溫下進(jìn)行,無相變,無化學(xué)反應(yīng),不帶入其他雜質(zhì)及造成產(chǎn)品的分解變性,適合于熱敏性物質(zhì)。
可脫除產(chǎn)品的鹽分,減少產(chǎn)品灰分,產(chǎn)品純度,相對(duì)于溶劑脫鹽,不產(chǎn)品品質(zhì)更好,且收率還能有所。
工藝過程收率高,損失少
可回收溶液中的酸,堿,醇等物質(zhì),實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用
設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)介緊湊,占地面積小,能耗低
操作簡(jiǎn)便,可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè),穩(wěn)定性好,維護(hù)方便。
反滲透是一項(xiàng)高新膜分離技術(shù),其孔徑很小,大都≤10×10–10(10A),它能去除濾液中的離子范圍和分子量很小的物,如細(xì)菌、、熱源等。它已廣泛用于海水或苦咸水淡化、電子、醫(yī)藥用純水、飲用蒸餾水、太空水的生產(chǎn),還應(yīng)用于生物、工程。
工作原理是用的壓力使溶液中的溶劑通過反滲透膜(或稱半透膜)分離出來。因?yàn)樗妥匀粷B透的方向相反,故稱反滲透。根據(jù)各種物料的不同滲透壓,就可以使大于滲透壓的反滲透法分離、提取、純化和濃縮的目的。
特點(diǎn)常溫條件下,可以對(duì)溶質(zhì)和水進(jìn)行分離或濃縮,因而能耗低;雜質(zhì)去除范圍廣,可去除無機(jī)鹽和各類物雜質(zhì);較高的水回用率;分離裝置簡(jiǎn)單,容易操作和維修。
應(yīng)用范圍:
太空水、純凈水、蒸餾水等制備;酒類制造及降度用水;醫(yī)藥、電子等行業(yè)用水的前期制備;化工工藝的濃縮、分離、提純及配水制備;鍋爐補(bǔ)給水除鹽軟水;海水、苦咸水淡化;造紙、電鍍、印染等行業(yè)用水及廢水處理。




