膜制備技術介紹

1、 附件：膜制備技術介紹 一、膜分離技術現(xiàn)狀 ：1925年以來，膜分離完成了從實驗室到大規(guī)模工業(yè)應用的轉變，成為一項高效節(jié)能的新型分離技術。差不多每十年就有一項新的膜過程在工業(yè)上得到應用。由于膜分離技術本身具有的優(yōu)越性能，故膜過程現(xiàn)在已經(jīng)得到世界各國的普遍重視。在能源緊張、資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化的今天，產(chǎn)業(yè)界和科技界把膜過程視為二十一世紀工業(yè)技術改造中的一項極為重要的新技術。曾有專家指出：誰掌握了膜技術誰就掌握了化學工業(yè)的明天。國際上的膜技術產(chǎn)業(yè)已初具規(guī)模，1998年國外上網(wǎng)的膜和膜設備的生產(chǎn)廠家及經(jīng)營公司達452家。1994年世界膜市場的銷售總額為30億美元，1997年達到40億美元，1998

2、年為44億美元，1999年為47億美元，平均增長速率為10%左右。由此可以推測，到2010年，世界膜市場的銷售總額將達到110135億美元。據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計資料表明，我國膜工業(yè)產(chǎn)值1998年為12億元人民幣，1999年為20億元人民幣，2000年為28億元人民幣。從發(fā)展速度看遠遠高于任何一個發(fā)達國家。按照我國當前的膜技術水平和市場開拓情況，今后每年按1015的增長速度發(fā)展是完全可能的，到2010年我國膜工業(yè)的產(chǎn)值將達5080億元，約占世界膜市場的5%。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提高，膜技術的應用領域將不斷擴大，預計在5年內(nèi)，國內(nèi)膜技術市場需求可達到200億元人民幣。 展望 ：隨著

3、膜科學與技術的發(fā)展，膜的分離功能將獲得更多的實際應用，如人體器官、閘膜(或稱孔徑可變膜，智能型分離膜)以及活性輸送膜等。中國的膜市場是巨大的，前景是廣闊的，要進一步擴大膜在各行各業(yè)中的應用，一是要加快推廣膜技術，二是要研制開發(fā)新的膜。影響膜技術推廣應用的主要因素有三個。一是人們對膜技術認識不足。二是替代現(xiàn)有的技術和生產(chǎn)設備受到資金的限制。三是一些人守舊的思想意識仍然沒有改變。中國膜工業(yè)協(xié)會任建新理事長指出：“發(fā)展中國的膜工業(yè)要以市場為導向，讓市場引導膜技術的進步和膜工業(yè)的發(fā)展”。市場或利益是技術進步和工業(yè)發(fā)展的第一大驅動力。膜分離技術特點：膜分離過程是一個高效、環(huán)保的分離過程，它在物理、化學和

4、生物性質上可呈現(xiàn)出各種各樣的特性，具有較多的優(yōu)勢。與傳統(tǒng)的分離技術如蒸餾、吸附、吸收、萃取、深冷分離等相比，膜分離技術具有以下特點： 可實現(xiàn)精密分離 它可以做到將相對分子量為幾千甚至幾百的物質進行分離（相應的顆粒大小為納米級）。  品質穩(wěn)定性好 膜設備本身沒有運動的部件，工作溫度又在室溫附近，所以很少需要維護，可靠度很高。 純物理過程 膜分離是純物理過程，不會發(fā)生任何的化學變化，更不需要外加任何物質，如助濾劑、化學試劑等。 在室溫附近工作 多數(shù)膜分離過程的工作溫度在室溫附近，因而膜本身對熱過敏物質的處理就具有獨特的優(yōu)勢。目前，尤其是在食品加工、醫(yī)藥工業(yè)、

5、生物技術等領域有其獨特的推廣應用價值。 連續(xù)化操作    膜分離過程可實現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)過程，它的操作非常簡便，設備啟動時間短，可以在頻繁的啟、停狀態(tài)下工作。相比傳統(tǒng)工藝可顯著縮短生產(chǎn)周期，滿足工業(yè)化生產(chǎn)的實際需要。 靈活性強 膜設備的規(guī)模和處理能力可變，易于工業(yè)逐級放大推廣應用。膜分離裝置可以直接插入已有的生產(chǎn)工藝中，易與其它分離過程結合，方便進行原有工藝改建和上下工藝整和。 能耗較低 傳統(tǒng)的冷凍、萃取和閃蒸等分離過程是發(fā)生相的變化（相變化的潛熱是很大的），通常能耗比較高。而膜的分離過程基本上不發(fā)生相的變化。 環(huán)保 膜分離設備

6、制作材質清潔、環(huán)保，工作現(xiàn)場清潔衛(wèi)生，符合國家產(chǎn)業(yè)政策。  膜分離過程的基本特性膜分離技術以其節(jié)能效果顯著、設備簡單、操作方便、容易控制而受到廣大用戶的普遍歡迎。選擇適當?shù)哪し蛛x過程，可替代鼓式真空過濾、板框壓濾、離子交換、離心分離、溶媒抽提、靜電除塵、袋式過濾、吸附/再生、絮凝/共聚、傾析/沉淀、蒸發(fā)、結晶等多種傳統(tǒng)的分離與過濾方法。 目前已經(jīng)實現(xiàn)工業(yè)化應用的幾種膜分離過程的基本特征過程分離目的截留組分透過組分在料液中含量推動力膜類型 進料和透過物的物態(tài)微濾溶液脫粒子、氣體脫粒子0.0210m粒子 大量溶劑及少量溶質壓力差多孔膜和非對稱膜 液體或氣體超濾或納濾溶液脫大分子、大分子溶

7、液脫小分子、大分子分級 120nm大分子溶質大量溶劑和少量小分子溶質壓力差非對稱膜 液體 反滲透溶劑脫溶質、含小分子溶質溶液濃縮 0.11nm小分子溶質大量溶劑 壓力差非對稱膜或復合膜液體 壓力推動膜過程和它們的分離特征超濾膜技術的優(yōu)勢1、處理效果好，由于其特殊的處理精度，在很多方面是其它過濾技術無法代替。2、處理效率高。3、自動化程度高。4、占地小膜的應用 1、釀造發(fā)酵行業(yè)   膜分離技術在釀造方面的應用愈來愈廣泛，已成為高品質、高檔次調(diào)味品生產(chǎn)的必備技術手段，其經(jīng)濟性亦受到企業(yè)的重視，反滲透和納濾技術主要用于濃縮，超濾和微濾技術主要用于澄清過濾。米醋和醬油是人

8、們?nèi)粘Ｉ钪谐Ｓ玫恼{(diào)味品之一，米醋、醬油的食用多在不加消毒滅菌的場合下直接食用（如涼拌菜、吃水餃等），因此，食品法對食醋的衛(wèi)生指標要求極高。隨著科學技術的發(fā)展和人們消費觀念的轉變，作為食文化重要組成部分，人們對米醋和醬油的澄清度也提出了更高的要求。澄清技術是食品工業(yè)同時解決除菌和澄清的關鍵技術。傳統(tǒng)的澄清技術多采用巴式消毒法輔之板框過濾澄清，使用該法澄清的米醋和醬油往往達不到國家規(guī)定的衛(wèi)生指標，而且濁度高，在存放過程中常有大量的沉淀物產(chǎn)生。微濾技術澄清米醋、醬油，可使衛(wèi)生指標達到國家標準，但不能解決沉淀問題。利用超濾技術，可直接澄清來自發(fā)酵罐的米醋和醬油并使之達到衛(wèi)生標準，而且在長期存放過程中

9、不會有沉淀物質產(chǎn)生。2、食品飲料行業(yè) 膜分離技術在飲料產(chǎn)品方面的應用亦愈來愈廣泛，已成為高品質、高檔飲料生產(chǎn)的必備技術手段，其經(jīng)濟性亦受到企業(yè)的重視，反滲透和納濾技術主要用于濃縮，超濾和微濾技術主要用于澄清過濾。食品、飲料中含有大量的蛋白質和脂類等物質, 應盡量選擇不與它們發(fā)生吸附的膜, 如某些聚砜類的膜由于未進行表面處理,易與蛋白質發(fā)生不可逆吸附, 導致膜的污染堵塞, 造成過濾速度低。膜在食品工業(yè)的應用·         牛奶的超濾·     

10、    果汁的澄清·         食糖的脫色·         明膠的濃縮·         動物血液的回收·         食用油的精煉·    

11、60;    蛋白質的回收·         低聚果糖的提純和濃縮·         低度酒的制取·         食品廢水的處理·         回收乳清中的蛋白質3、環(huán)保與水資源行業(yè) 1) 凈水：礦泉水

12、，自來水，食品中的工藝水，直飲水。作用：去除懸浮物、細菌、病毒，達到凈化目的。2) 中水回用：賓館，小區(qū)，工廠，市政的水回用。作用：二級生化后，去除懸浮物、細菌、大分子物質，使水能夠回用。3) 污水處理：工廠，市政的污水處理。作用：去除懸浮物、細菌、大分子物質4）預處理：地下水，地表水等反滲透的預處理。作用：去除懸浮物、細菌、大分子物質，保護反滲透膜5）特種水處理：造紙廢水，印染，印刷廢水、養(yǎng)殖屠宰廢水、洗煤廢水作用：水回用。4氨基酸行業(yè) 氨基酸是組成蛋白質的基本單位。目前，其生產(chǎn)方法有5種：直接發(fā)酵法、添加前體發(fā)酵法、酶法、化學合成法、蛋白質水解提取法，通常將直接發(fā)酵法和添加前體發(fā)酵法統(tǒng)成為

13、發(fā)酵法。多數(shù)氨基酸都采用發(fā)酵法生產(chǎn)。 發(fā)酵液是極其復雜的多項體系，含有微生物細胞、代謝產(chǎn)物、未耗用的培養(yǎng)基等，有時雜質氨基酸具有與目標氨基酸非常相似的化學結構和理化性質， 這些都決定了氨基酸發(fā)酵液的下游加工過程需由一系列的化學工程的單元操作組成。5、生化行業(yè) · 廢酸、堿的回收· 化工產(chǎn)品、化妝品、精細化工等生產(chǎn)用水系統(tǒng)· 油水分離及油田回注水6、制藥及生物技術應用7、醫(yī)藥行業(yè) 膜在醫(yī)藥領域中的應用可以說是膜對人類的最大貢獻。它不僅提高了人民的健康水平，減少了許多疾病，同時每年挽救著數(shù)以萬計病人的生命。生活用水如果來自于地下水。由于水中鈣、鎂離子含量太高，使得許多

14、人患有結石病，若使用膜技術進行處理，水的硬度問題就會迎刃而解。就現(xiàn)有的膜技術而言，解決這樣的問題已是輕而易舉，并且費用也不高。目前國際上已有許多公司生產(chǎn)這類產(chǎn)品，膜的使用不僅可以減少許多疾病，而且可以幫助治療許多疾病。以膜為核心的人工腎、人工肺以及用于血液透析和腹水透析的透析器已廣泛地用于許多大醫(yī)院。另外帶有膜過濾器的注射器目前也不是什么新鮮東西。目前，我國的血液透析器用量為60萬支年，每支透析器的售價在120130元。隨著對透析器使用次數(shù)的限制等，估計不久僅血液透析器的用量將達到1000萬支年，年產(chǎn)值將超過10億元。此外，在血漿分離，腹水處理和用于輔助呼吸的人工肺和藥物緩釋膠束等領域也都有較大的潛在市場。作為膜技術的另一個創(chuàng)新，人工腦正在研究之中。 膜分離技術在環(huán)境檢測和生化分析樣品的預處理有著很大的應用前景。在許多分析過程中，通常需要對樣品進行預處理。有時需要去除干擾成份，有時需要對被分析的成份進行富集。將支撐液膜用于分析前樣品的預處理，有許多優(yōu)點，例如選擇性強，富集系數(shù)高，分離徹底，與分析儀器連接方便，幾乎沒有有機溶劑污染等。 有些分析樣品，如尿液，血液，生物組織，成分比較復雜，干擾比較大