食品工程原理膜分離技術(shù)

食品工程原理膜分離技術(shù)第一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜分離發(fā)展過程和趨勢(shì)可用？高增長(zhǎng)低增長(zhǎng)透析微濾超濾反滲透電滲析控制釋放氣體分離滲透汽化雙極膜液膜膜反應(yīng)器閘膜活化傳遞第二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二微濾

0.1～10m：細(xì)菌、煤灰、發(fā)酵細(xì)胞、顏料、蛋白等超濾0.005～0.1m：蛋白、顏料、多糖、大分子納濾0.0005～0.005m：低聚糖、染料、多價(jià)離子反滲透0.0001～0.001m：電解質(zhì)、大于100Da的有機(jī)溶質(zhì)水、小于100Da的有機(jī)溶質(zhì)

膜的適用范圍第三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜料液水小分子大分子滲透液定義：

具有選擇性分離的功能薄膜材料。

“21世紀(jì)的多數(shù)工業(yè)中，膜技術(shù)扮演著戰(zhàn)略的角色”“誰(shuí)掌握了膜技術(shù)，誰(shuí)就掌握了21世紀(jì)的未來(lái)”膜的簡(jiǎn)介第四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二報(bào)告內(nèi)容膜技術(shù)簡(jiǎn)介發(fā)展歷史專業(yè)術(shù)語(yǔ)應(yīng)用實(shí)例典型膜過程反滲透超濾微濾陶瓷膜技術(shù)

第五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二

膜的發(fā)展歷史1748年AbbleNelkt發(fā)現(xiàn)水能自然地?cái)U(kuò)散到裝有酒精的豬膀胱內(nèi)，首次揭示了膜分離現(xiàn)象；1827年Dutrochet引入名詞滲透（Osmosis）；1861年Schmidt提出超濾概念；1864年Traube成功研制了人類歷史上第一張人造膜（亞鐵氰化銅膜）1918年Zsigmondy提出了商品微濾膜的制備方法，并將其應(yīng)用于微生物、微粒等方面的分離和富集；1950年W.Juda成功研制了第一張具有實(shí)用價(jià)值的離子交換膜；1960年Loeb和Sourirajan研制出第一張不對(duì)稱的醋酸纖維素反滲透膜，導(dǎo)致了膜分離技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用和裝置的研制階段；1967年以后在美國(guó)、丹麥、日本等國(guó)出現(xiàn)了多家膜及其組件的生產(chǎn)廠家，逐漸開始了膜分離技術(shù)的規(guī)模應(yīng)用。第六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二我國(guó)1958年開始研究離子交換膜和電滲析，1966年開始研究RO、UF、MF、液膜、氣體分離等膜分離過程應(yīng)用與開發(fā)研究。80年代后期又陸續(xù)開展了滲透汽化、膜萃取、膜蒸餾和膜反應(yīng)等新膜過程的研究，并著手進(jìn)行膜技術(shù)的推廣應(yīng)用工作。國(guó)內(nèi)主要的膜研究和推廣單位：1）氣體分離：大連化學(xué)物理研究所（天邦膜公司）2）液體分離：杭州水處理技術(shù)中心（西斗門公司）天津紡織工學(xué)院（膜天公司）3）無(wú)機(jī)膜：南京工業(yè)大學(xué)（久吾高科）中國(guó)科技大學(xué)

膜的發(fā)展歷史第七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二

膜的發(fā)展歷史第八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜的簡(jiǎn)介特征：具有選擇性分離的功能薄膜材料，以及以其為核心的裝置、過程、工藝的集成與應(yīng)用特點(diǎn)：無(wú)相變、低能耗高效率、污染小工藝簡(jiǎn)單、操作方便便于與其它技術(shù)集成濃縮液進(jìn)料液滲透液第九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜的分類第十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜的適用范圍分離對(duì)象的粒徑分布第十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜元件

第十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜元件第十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜分離的形式——錯(cuò)流過濾

終端過濾

污染嚴(yán)重錯(cuò)流過濾污染輕膜過程的一些術(shù)語(yǔ)第十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜過程的一些術(shù)語(yǔ)錯(cuò)流過濾

第十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二錯(cuò)流過濾的優(yōu)點(diǎn)：(1)便于連續(xù)化操作過程中控制循環(huán)比；(2)流體流動(dòng)平行于過濾表面，產(chǎn)生的表面剪切力帶走膜表面的沉積物，防止污染層積累，使之處于動(dòng)態(tài)平衡，從而有效地改善液體分離過程，使過濾操作可以在較長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)連續(xù)進(jìn)行；(3)錯(cuò)流過濾所產(chǎn)生的流體剪切力和慣性舉力能促進(jìn)膜表面的溶質(zhì)向流體主體的反向運(yùn)動(dòng)，提高了過濾速度。膜過程的一些術(shù)語(yǔ)第十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜過程的一些術(shù)語(yǔ)通量：在一定操作條件下，單位時(shí)間通過單位面積膜的體積流量。單位L/m2.h選擇性：將混合物總的組分分離開來(lái)的能力。1）液體分離的選擇性常用截留率表示：

R＝1－Cp/Cf2）氣體分離或有機(jī)溶劑混合物的分離常用分離因子表示選擇性：A/B＝(yA/yB)/(xA/xB)，其中y表示滲透?jìng)?cè)各組分的濃度，x表示原料側(cè)的濃度。當(dāng)A/B等于1，表示無(wú)法實(shí)現(xiàn)分離目的，大于1表示A組分通過膜的速度大于B組分。第十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二通量衰減系數(shù)m：由于過程的濃差極化、膜的壓密、膜污染等的影響，使得通量隨時(shí)間的變化膜過程的一些術(shù)語(yǔ)第十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜過程的一些術(shù)語(yǔ)推動(dòng)力：

1）對(duì)多孔膜而言，在對(duì)流流動(dòng)的情況下，傳質(zhì)推動(dòng)力是膜兩側(cè)的壓力差。膜壓降：P1-P2，是由于流體流動(dòng)引起的。

2）對(duì)致密膜而言，推動(dòng)力為膜兩側(cè)的化學(xué)勢(shì)之差。P1P2P3P＝（P1＋P2）/2－P3第十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜過程的一些術(shù)語(yǔ)濃差極化：在膜分離過程中，一部分溶質(zhì)被截留，在膜表面及靠近膜表面區(qū)域的濃度越來(lái)越高，造成從膜表面到本體溶液之間產(chǎn)生濃度梯度，這一現(xiàn)象稱為“濃差極化”。

123CfCm

Cp

濃差膜層滲透?jìng)?cè)極化層極化層第二十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二傳遞阻力：1）膜阻Rm:與膜本身的結(jié)構(gòu)有關(guān)，包含膜層到支撐層的傳遞阻力；2）濃差極化阻力Rc：由于被截留組分在膜面濃度的增大而引起的；3）推動(dòng)力的損失：進(jìn)料側(cè)和滲透?jìng)?cè)的壓力損失；4）膜污染阻力：由于物料中的成分對(duì)膜產(chǎn)生吸附、堵塞、以及沉積等現(xiàn)象而引起的。膜過程的一些術(shù)語(yǔ)第二十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二Rm膜管本身阻力Ri膜孔內(nèi)污染阻力Rg凝膠層阻力Rc濃差極化阻力膜污染膜污染阻力的概念模型

第二十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜過程的一些術(shù)語(yǔ)膜污染：指處理物料中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生滲透通量與分離特性的不可逆變化現(xiàn)象。物理污染包括膜表面的沉積，膜孔內(nèi)的阻塞，這與膜孔結(jié)構(gòu)、膜表面的粗糙度、溶質(zhì)的尺寸和形狀等有關(guān)。化學(xué)污染包括膜表面和膜孔內(nèi)的吸附，這與膜表面的電荷性、親水性、吸附活性點(diǎn)及溶質(zhì)的荷電性、親水性、溶解度等有關(guān)。第二十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜的用途濃縮：目的產(chǎn)物以低濃度形式存在，因此需要除去溶劑；（截留物為產(chǎn)物）純化：除去雜質(zhì)；分離：將混合物分成兩種或多種目的產(chǎn)物；反應(yīng)促進(jìn)：把化學(xué)反應(yīng)或生化反應(yīng)的產(chǎn)物連續(xù)取出，能提高反應(yīng)速率或提高產(chǎn)品質(zhì)量。第二十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜的應(yīng)用從20世紀(jì)初到20世紀(jì)90年代，膜技術(shù)基本已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室步入工業(yè)化，并在水處理、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、化工與石油化工、電子、冶金、國(guó)防……等領(lǐng)域得到成功的應(yīng)用。目前全球膜產(chǎn)業(yè)的規(guī)模超過百億美元，正以年30％的速度遞增著。第二十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜的應(yīng)用膜海水淡化工業(yè)廢水處理城市廢水資源化天然氣生物質(zhì)利用能源水資源傳統(tǒng)工業(yè)生態(tài)環(huán)境除塵CO2

控制制藥食品化工與石化電子冶金燃料電池潔凈燃燒第二十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用舉例金屬工藝金屬回收；污染控制；富氧燃燒

紡織及制革工業(yè)余熱回收；藥劑回收；污染控制造紙工業(yè)代替蒸餾；污染控制；纖維及藥劑回收食品及生化工業(yè)凈化；濃縮；消毒；代替蒸餾；副產(chǎn)品回收化學(xué)工業(yè)有機(jī)物除去或回收；污染控制；氣體分離；藥劑回收和再利用醫(yī)藥及保健人造器官；控制釋放；血液分離；消毒；水凈化水處理海水、苦咸水淡化；超純水制備；電廠鍋爐用水凈化；廢水處理國(guó)防工業(yè)艦艇淡水供應(yīng)；戰(zhàn)地醫(yī)院污水凈化；低放射性水處理；野戰(zhàn)供水第二十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜技術(shù)用于生物質(zhì)資源開發(fā)膜生物反應(yīng)器技術(shù)取得間歇發(fā)酵可提高反應(yīng)器效率15－80倍滲透汽化膜分離技術(shù)比傳統(tǒng)共沸蒸餾節(jié)能60％生產(chǎn)裝置總投資為傳統(tǒng)分離方法總投資的40－80%

650kcal/l130kcal/l7wt%乙醇1380kcal/l42wt%乙醇93wt%乙醇99.8wt%乙醇980kcal/l350kcal/l(~90%ES)(~33%ES)纖維素發(fā)酵蒸餾蒸餾脫水透醇膜60wt%乙醇99.8wt%乙醇透水膜傳統(tǒng)過程:發(fā)酵速率低、能耗大膜生物反應(yīng)器：實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，降低操作成本第二十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜法海水淡化分離方法反滲透低溫多效多級(jí)閃蒸能耗(kWh/m3)3.5>7>10國(guó)家或地區(qū)沙特中國(guó)長(zhǎng)海中國(guó)長(zhǎng)島中國(guó)滄化設(shè)備能力m3/d568001000100018000原水含鹽量mg/L43700350003400013000能耗kwh/m3754.52.75產(chǎn)水成本RMB/m34.886.695.131.83反滲透淡化廠的能耗及產(chǎn)水成本幾種分離方法能耗比較第二十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜法海水淡化嵊泗1000噸/日反滲透海水淡化裝置第三十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜法自來(lái)水廠巴黎瓦茲河梅里市14萬(wàn)立方米/天的納濾廠，每天為巴黎附近50萬(wàn)居民提供14萬(wàn)噸飲用水第三十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透滲透與反滲透的區(qū)別：滲透是水通過半透膜，從低溶質(zhì)濃度一側(cè)到高溶質(zhì)濃度一側(cè)，直到兩側(cè)的水的化學(xué)位達(dá)到平衡。而反滲透是在推動(dòng)力作用下，溶劑（水）從高溶質(zhì)濃度一側(cè)到低溶質(zhì)濃度一側(cè)，克服的是滲透壓。滲透壓的計(jì)算：理想水溶液滲透壓＝RTCsi

實(shí)際溶液＝iRTCsi

Csi是溶質(zhì)的濃度，mol/cm3第三十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透

半透膜純水鹽水純水鹽水純水鹽水hPA、滲透B、滲透平衡C、反滲透滲透、平衡滲透、反滲透示意圖第三十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透一般而言，無(wú)機(jī)鹽溶液的滲透壓很高，含1g/l氯化鈉的天然水，滲透壓為0.07MPa，含35g/l氯化鈉的海水，滲透壓為2.5MPa。反滲透是以壓力差為推動(dòng)力的分離操作，其功能是截留離子物質(zhì)而僅透過溶劑。反滲透不是滲透的逆過程，兩者同樣是在等溫條件下溶劑從高化學(xué)位到低化學(xué)位的遷移過程。反滲透將料液分成兩部分：透過膜的是含溶質(zhì)很少的溶劑，稱為滲透液；未透過膜的液體，溶質(zhì)濃度增高，稱為濃縮液。1784年AbbleNollet用豬膀胱作透過試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)滲透現(xiàn)象；1953年C.E.Reid提出用反滲透法淡化海水的方案；1960年Loeb和S.Sourirajan制成第一張非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的醋酸纖維素膜，反滲透技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化階段。反滲透過程可以分為三類：高壓反滲透（5.6~10.5MPa），低壓反滲透（1.0~4.2MPa），納濾（0.3~1.0MPa）。第三十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透分離機(jī)理反滲透膜上的微孔孔徑約為2nm，而無(wú)機(jī)鹽離子的直徑僅為0.1~0.3nm，水合離子的直徑為0.3~0.6nm，明顯小于孔徑，無(wú)法用分子篩分原理來(lái)解釋分離現(xiàn)象。S.Sourirajan提出了優(yōu)先吸附－毛細(xì)管流動(dòng)模型來(lái)解釋非荷電膜的分離；荷電膜分離機(jī)理著重考慮的是膜與分離對(duì)象之間的Donnan效應(yīng)。溶解－擴(kuò)散模型：膜是無(wú)孔的“完整的膜”第三十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透膜低壓滲透?jìng)?cè)Jw=水通量Cw=滲透液溶質(zhì)濃度Qp＝滲透流量＝Jw×ACr＝截留液中溶質(zhì)濃度Qr＝截留液流量高壓側(cè)p-＝膜的推動(dòng)力Cb＝主體溶質(zhì)濃度Cm＝膜面溶質(zhì)濃度供料截留液滲透液Qi=進(jìn)料流量Ci=溶質(zhì)濃度反滲透過程示意圖反滲透過程用三個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)：R＝表觀截留率＝1-Cw/CiJw=滲透通量＝單位面積上的滲透流量r＝回收率間歇系統(tǒng)：r=JwAt/V連續(xù)系統(tǒng)：r=JwA/Qi第三十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透反滲透膜：高操作壓力：3－10MPa；要求膜必須有高透水率，高脫鹽率；耐一定的酸堿、耐微生物、耐壓密；必須滿足工藝要求、性質(zhì)穩(wěn)定，能長(zhǎng)期使用。形狀：平板膜、管式膜、卷式膜、中空纖維膜主要膜材料：醋酸纖維素、芳香聚酰胺、聚砜膜組件反滲透過程的經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用性，取決于各種廉價(jià)的反滲透膜組件。主要有：管式、板式、中空纖維、卷式卷式組件的銷售占反滲透市場(chǎng)總量的70％，中空纖維組件占26％，管式、板框組件的銷售量較小。組件必須滿足：1）機(jī)械強(qiáng)度：必須承受高壓，及周期性的減壓與膜清洗；2）水力性能好：組件設(shè)計(jì)必須使膜的污染和濃差極化最?。?）經(jīng)濟(jì)性：組件壽命必須長(zhǎng)；4）制造費(fèi)用低，易于替換。第三十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透第三十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透第三十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透第四十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透過程設(shè)計(jì)1、原則：設(shè)計(jì)變量：組件的流體力學(xué)和流速、水的特性（溶質(zhì)濃度和擴(kuò)散性、滲透壓、粘度等）、操作壓力、水回收率、污染指數(shù)。設(shè)計(jì)過程中應(yīng)考慮因素：1）溶液變量：懸浮固體、可溶性無(wú)機(jī)物、微生物、可溶性有機(jī)物、有機(jī)溶劑、氧化性化學(xué)試劑、溫度、pH2）最低預(yù)處理要求SDI<53）膜的變量：膜材料和組件形式、組件中的流速、壓力降、說(shuō)回收率和濃度、最小運(yùn)行通量和最大通量、組件排列、清洗要求4）膜與其他過程的結(jié)合；5）膜的性能隨長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)發(fā)生變化，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，通量和脫鹽率發(fā)生明顯的變化，一般膜的壽命3～5年；第四十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透2、料液預(yù)處理每個(gè)反滲透系統(tǒng)都包含了一定程度的供料預(yù)處理系統(tǒng)。其目的為：延長(zhǎng)膜的壽命、防止膜污染、保持系統(tǒng)的去除率和回收率。與預(yù)處理相關(guān)的投資成本和操作費(fèi)用占總生產(chǎn)成本的50％。預(yù)處理程度取決于：膜組件的類型、料液組成、系統(tǒng)要求達(dá)到的性能。預(yù)處理的方法：1）防止化學(xué)損傷膜的預(yù)處理供給水的氯濃度和pH會(huì)對(duì)膜產(chǎn)生化學(xué)損傷。聚酰胺類膜不耐氯，醋酸纖維素特別要控制pH，在pH<4,pH>7的條件下水解特別快。脫氯常用方法：a、用NaHSO3處理；b、炭過濾c、用SO2氣體處理。pH的調(diào)整一般用H2SO4或NaOH第四十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透第四十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透脫鹽裝置的共同單元：供給水吸入系統(tǒng)預(yù)處理系統(tǒng)反滲透膜產(chǎn)品水后處理動(dòng)力回收系統(tǒng)水源供水泵預(yù)處理系統(tǒng)高壓泵反滲透膜單元后處理系統(tǒng)分配汽提、消毒能量回收系統(tǒng)濃液排放典型脫鹽系統(tǒng)單元可降低能耗25～40％沖擊式水輪泵反轉(zhuǎn)泵第四十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透海水氯氣FeClSO4陽(yáng)離子聚電介質(zhì)攪拌槽絮凝槽重力過濾器活性炭過濾器氯氣0.5m筒式過濾器阻垢劑

加酸（H2SO4）去膜組件海水淡化預(yù)處理系統(tǒng)0.5m筒式過濾器去膜組件深進(jìn)水加酸阻垢劑軟化水處理中的預(yù)處理第四十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透濃縮液4段滲透液3段滲透液1段滲透液2段滲透液產(chǎn)品水高水回收率的反滲透級(jí)聯(lián)工藝第四十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透應(yīng)用1、海水和苦咸水淡化2、廢水和有害廢水的處理工業(yè)廢水市政廢水3、化學(xué)加工工業(yè)的應(yīng)用電鍍和金屬拋光工業(yè)造紙工業(yè)紡織工業(yè)石油工業(yè)電力工業(yè)4、食品加工工業(yè)的應(yīng)用水處理產(chǎn)品回收濃縮和脫水分餾5、地下水和地表水的處理6、納濾的應(yīng)用廢水處理產(chǎn)品脫鹽濃縮第四十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透反滲透過程已成功使用30多年，據(jù)統(tǒng)計(jì)，在全世界所有淡化過程生產(chǎn)11.5×106m3/d的飲用水中，反滲透占23.4%。優(yōu)點(diǎn)：能耗和投資運(yùn)行費(fèi)用低，占地小，設(shè)備腐蝕輕，易建造、操作、維修，建廠時(shí)間短。海水淡化在沙特至少有6套，產(chǎn)水2300～57000m3/d，苦咸水淡化13套，3500～53000m3/d。第四十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透第四十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－反滲透第五十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾定義超濾膜是按分子大小而去除的壓力推動(dòng)膜過程。一般孔徑為2~50nm，能夠截留分子量300~500000道爾頓的物質(zhì)。一般物質(zhì)的大小相差10倍時(shí)，分離效果最佳。所能除去的物質(zhì)包括糖、生物分子、高分子聚合物、膠體物質(zhì)。超濾的一般操作壓力為2~5bar。切割分子量（MWCO）：

膜具有90%以上截留率的最小分子量物質(zhì)。銳截留孔徑分布窄，散截留孔徑分布寬。同分子量的不同溶質(zhì)分子，如球形蛋白（白蛋白）、帶支鏈的多糖（葡聚糖）、線性柔性分子（聚乙二醇），會(huì)表現(xiàn)出不同的截留性質(zhì)。有關(guān)分子量與分子大小、截留分子量與膜孔徑之間的關(guān)系報(bào)道不多。缺點(diǎn)：不能獲得膜結(jié)構(gòu)性能的定量數(shù)據(jù)；測(cè)定結(jié)果的影響因素多，測(cè)定結(jié)果不唯一。第五十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾操作壓力0滲透通量純?nèi)軇└吡魉倭弦旱土魉倭弦篈A通量與操作壓力之間的關(guān)系膜嚴(yán)重污染分離機(jī)理膜對(duì)溶質(zhì)的截留作用是由于：在膜表面及微孔內(nèi)的吸附（一次吸附）、在膜孔中的停留（阻塞）、在膜表面的機(jī)械截留（篩分）。其中一次吸附和阻塞是與膜與溶質(zhì)之間的相互作用、溶質(zhì)濃度、操作條件有很大關(guān)系的。就膜本身而言還是篩分作用為主。第五十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾0時(shí)間滲透通量溶劑濃差極化控制嚴(yán)重污染滲透通量隨時(shí)間的變化將超濾過程分成三個(gè)階段：

最初幾秒種：形成準(zhǔn)穩(wěn)定態(tài)濃度極化層；

1~10min：溶質(zhì)吸附；長(zhǎng)時(shí)間：凝膠截留率隨污染而提高通常歸于膜面膠體層的篩分作用和毛細(xì)孔徑減小。增加壓力即增加截留率，原因是克服滲透壓或凝膠層的壓密作用。pH通常影響吸附過程從而影響滲透通量。第五十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾超濾膜及組件常用超濾膜材料聚合物：聚砜、聚醚砜、醋酸纖維素、再生纖維素、聚酰胺、聚片氟乙烯、聚丙烯腈無(wú)機(jī)材料：氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦、硼硅玻璃、熱解碳、鋯/不銹鋼、鋯/碳卷式組件：疏松－纏繞組件、清潔流道網(wǎng)（標(biāo)準(zhǔn)螺旋式組件）板框式組件：料液側(cè)壓力5～20bar，流道為0.6mm的能耗比0.3mm的能耗高20～40％；中空纖維：0.5~2.5mm，其內(nèi)徑必須是需過濾系統(tǒng)中最大粒徑的10倍；陶瓷膜：蜂窩狀組件，單管組件，圓盤式組件。第五十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾第五十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾第五十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾膜組件第五十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾膜污染及清洗的方法

根據(jù)污染物的化學(xué)性質(zhì)，開發(fā)清洗劑；確定清洗方法：低壓高速清洗、脈沖清洗、化學(xué)清洗等清洗劑：表面活性劑、酸、堿、氧化劑、絡(luò)合劑等

用草酸、檸檬酸或EDTA等配制的清洗液可以從膜上除去金屬氧化物沉淀；加酶洗滌劑對(duì)有機(jī)物，特別是蛋白質(zhì)、多糖類和油脂類污染物有較好的清洗效果。雙氧水溶液對(duì)有機(jī)物也有良好的洗滌效果。如果在膜的微孔中有膠體堵塞，則可以利用分離效率極差的物質(zhì)，如尿素、硼酸、醇等作清洗劑，這些物質(zhì)易于滲入細(xì)孔而達(dá)到清洗的目的。第五十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾操作方式批式濃縮：全循環(huán)、部分循環(huán)供料－排放全過濾供料槽供料泵調(diào)節(jié)閥滲透液全循環(huán)V0C0=VtCt+A0tJ(t)Cp(t)dtRi=1-Cp/CrVCF=V0/VrCr=C0(VCF)Ri第五十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾

供料槽供料泵調(diào)節(jié)閥部分循環(huán)滲透液循環(huán)泵1、全循環(huán)設(shè)備簡(jiǎn)單，一般在試驗(yàn)研究中采用，泵的費(fèi)用高；2、部分循環(huán)的供料泵提供操作壓力（小流量，高揚(yáng)程），循環(huán)泵提供膜面流速（大流量，低揚(yáng)程）排放供料槽滲透液R1R2P2P1兩級(jí)連續(xù)操作方式Qn-1=An-1Jn-1+Qn供料－排放第六十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾應(yīng)用牛奶中的應(yīng)用：牛奶脫脂、蛋白預(yù)濃縮、降低乳糖含量果汁澄清：替代離心過濾、果膠酶處理、用硅藻土預(yù)涂地真空過濾等，果汁產(chǎn)量高。發(fā)酵液處理：回收抗生素等排放液處理：造紙工業(yè)回收磺化木質(zhì)素、脫油、脫脂等。第六十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾頭苞霉素C的回收石油化學(xué)和食品工業(yè)的萃取過程，用超濾回收溶劑；例如從重碳?xì)浠衔镏蟹蛛x低碳?xì)浠衔?；在天然產(chǎn)品和醫(yī)藥用產(chǎn)品的潛在應(yīng)用是將產(chǎn)品生產(chǎn)和超濾分離相結(jié)合；如將超濾與酶糖化作用結(jié)合，生產(chǎn)葡萄糖。與化學(xué)絡(luò)合反應(yīng)結(jié)合，生產(chǎn)生物活性物質(zhì)。發(fā)酵液MFUFRO低TDS滲透液HPLC純化的抗生素蛋白質(zhì)、色素去除細(xì)胞收集MF：0.2微米UF：1萬(wàn)分子量RO：聚酰胺反滲透膜第六十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾過程的經(jīng)濟(jì)性：膜組件和有關(guān)設(shè)備的成本費(fèi)；膜組件替換費(fèi)；化學(xué)清洗劑費(fèi)；能量使用費(fèi)；勞力費(fèi)；折舊費(fèi)。第六十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－超濾第六十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾微濾：當(dāng)壓力推動(dòng)流體透過膜或其他過濾介質(zhì)，從流體中分離微米大小的粒子時(shí)，這個(gè)過程為微濾?？讖剑?.05~10m；滲透壓可以忽略，推動(dòng)力為0.1~5bar表面過濾：粒子的尺寸比過濾介質(zhì)的尺寸大，粒子以其幾何形狀被阻擋，不能進(jìn)入和通過膜，這種篩濾機(jī)理稱為表面過濾。深度過濾：粒子的尺寸比過濾介質(zhì)的尺寸小，粒子能進(jìn)入過濾介質(zhì)，并粘附在其上，被除去。第六十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾

錯(cuò)流過濾與常規(guī)微過濾常規(guī)微濾是指滲透液受壓而垂直通過過濾介質(zhì)，所有大于孔徑的粒子被截留。表面過濾和深度過濾膜堆積層時(shí)間時(shí)間常規(guī)過濾錯(cuò)流過濾濾餅厚度通量第六十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾膜及系統(tǒng)1、膜膜材料：有機(jī)物、聚合物、陶瓷膜結(jié)構(gòu)：均質(zhì)、不對(duì)稱、復(fù)合膜制作方法：相轉(zhuǎn)化法、粒子燒結(jié)、示蹤蝕刻形狀：平板、中空纖維、管式和多通道支撐膜和非支撐膜疏水膜和親水膜表面電荷：帶電荷和不帶電荷的膜第六十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾2、膜的性能特征截留率滲透率廢物處置量和產(chǎn)量耐化學(xué)性表面能和潤(rùn)濕行為溫度極限機(jī)械強(qiáng)度清洗性吸收性第六十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾3、過濾系統(tǒng)設(shè)計(jì)中還需提出的關(guān)鍵問題：a、需要達(dá)到的要求：料液是否要澄清、殘留液是否回收？B、能夠達(dá)到設(shè)計(jì)目標(biāo)的競(jìng)爭(zhēng)技術(shù)是什么？C、完成這一分離的可預(yù)見的附加值？D、對(duì)于大于某一尺寸的懸浮物是否需要進(jìn)行絕對(duì)分離？E、產(chǎn)品質(zhì)量和過程的可靠性的定位問題？F、產(chǎn)量大小及運(yùn)行時(shí)間？G、安裝和操作系統(tǒng)的投資限制情況？第六十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾終端微濾的應(yīng)用1、制藥溶液的消毒2、飲料的澄清60年代初，聚合物膜在啤酒業(yè)得以應(yīng)用，90％以上應(yīng)用于啤酒、果汁飲料、礦泉水等過程中。3、半導(dǎo)體生產(chǎn)工業(yè)中液體的純化氣體過濾器：去除氣體中的微粒和膠體、菌體等超純水生產(chǎn)中預(yù)處理和最終供水4、選擇性分析應(yīng)用消毒過濾的目的：a、最終消毒，即熱敏感制藥產(chǎn)品細(xì)菌的總?cè)コ?；B、降低細(xì)菌含量，以保持注射液組分中熱源的低含量；c、去除注射液中無(wú)機(jī)和有機(jī)粒子，去除在加工過程中產(chǎn)生的帶懸浮粒子的氣體?？蓱?yīng)用的領(lǐng)域：1）一般服務(wù)：注射用水、氣體、蒸汽的除菌；2）合成非經(jīng)腸道藥；第七十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾3）眼藥水；4）發(fā)酵產(chǎn)品：抗生素、疫苗、生物工程蛋白質(zhì)；5）血漿和血清的處理。過濾器選擇的標(biāo)準(zhǔn)第七十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾第七十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾第七十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾第七十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾第七十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾生物方面的主要應(yīng)用液相澄清：抗生素發(fā)酵液的澄清、溶菌液的澄清、蛋白質(zhì)液澄清、酵母溶菌液澄清固相回收：連續(xù)培養(yǎng)發(fā)酵的細(xì)胞回收、菌細(xì)胞的收獲和沖洗、網(wǎng)狀菌絲體的濃縮、酵母濃縮抗生素的澄清陶瓷膜過濾：膜面流速2.5~4m/s,操作壓力3~5bar,回收率大于95%。過濾純化最終產(chǎn)品分離典型分離過程MF離心硅藻土過濾離子交換吸附溶劑萃取等電沉淀液液萃取分級(jí)沉淀色譜分離結(jié)晶噴霧干燥冷凍干燥發(fā)酵產(chǎn)物的下游處理分離第七十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二典型膜應(yīng)用過程－微濾第七十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二無(wú)機(jī)膜簡(jiǎn)介：發(fā)展

無(wú)機(jī)膜的研究始于1940年，到目前經(jīng)歷了三個(gè)階段：1、第一階段始于二戰(zhàn)時(shí)期的Manhattan計(jì)劃，當(dāng)時(shí)采用多孔陶瓷材料進(jìn)行鈾同位素的分離富集。隨著激光技術(shù)的出現(xiàn)，采用無(wú)機(jī)膜富集鈾已不具備技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，所以其逐漸退出了這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。（氣體擴(kuò)散分離階段、軍工階段）2、自80年代，無(wú)機(jī)膜進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域，相繼開發(fā)出工業(yè)用無(wú)機(jī)微濾膜和無(wú)機(jī)超濾膜及其組件，代替高分子膜在其無(wú)法使用的苛刻條件下使用。2004年市場(chǎng)將達(dá)到100億美元。（進(jìn)入了民用工業(yè)的快速發(fā)展階段）3、進(jìn)入90年代，由于無(wú)機(jī)膜優(yōu)異的性能及材料科學(xué)的發(fā)展，新的膜材料、新的制膜技術(shù)日益得到發(fā)展。此后進(jìn)入了膜反應(yīng)研究的高速發(fā)展期。第七十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二無(wú)機(jī)膜簡(jiǎn)介：特點(diǎn)

與有機(jī)膜相比1、耐高溫：無(wú)機(jī)膜的使用溫度可高于400℃，甚至可達(dá)800℃，因此特別適合于高溫操作產(chǎn)物的直接分離或人為提高溫度，以用于高粘度流體的分離；另外用于食品和生物工程領(lǐng)域時(shí)可直接高溫蒸汽清洗和滅菌。2、化學(xué)穩(wěn)定性好：無(wú)機(jī)膜能耐酸堿、耐有機(jī)溶劑，適用于較寬的pH范圍，因此可在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中使用，并可采用化學(xué)試劑進(jìn)行清洗；另外無(wú)機(jī)膜可用于非水溶液體系的分離。3、機(jī)械強(qiáng)度高：無(wú)機(jī)膜特別是分離膜一般以載體膜形式制備，其機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)高于有機(jī)膜，因此可在較高壓力下使用，膜組件及膜微孔不會(huì)產(chǎn)生變形和損壞；還可以高壓反沖進(jìn)行再生。4、抗微生物能力強(qiáng)：一般不與微生物發(fā)生作用，本身無(wú)毒，不污染被分離體系，因此用于食品、生化領(lǐng)域有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。5、無(wú)機(jī)膜具有孔徑分布范圍較窄、分離效率。6、缺點(diǎn)：造價(jià)較高，裝填面積較小，運(yùn)行費(fèi)用偏高第七十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二無(wú)機(jī)膜簡(jiǎn)介：特點(diǎn)平均孔徑：100nm50nm20nm陶瓷膜的孔徑分布圖第八十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二無(wú)機(jī)膜簡(jiǎn)介：分類與現(xiàn)狀無(wú)機(jī)膜粗孔膜>50nm微孔膜<2nm致密膜微濾膜超濾膜納濾膜滲透蒸發(fā)膜反滲透膜氣體分離膜金屬及其合金膜致密陶瓷膜多孔膜中孔膜2~50nm無(wú)機(jī)膜集成過程第八十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二陶瓷膜在液相分離領(lǐng)域的應(yīng)用現(xiàn)狀在食品工業(yè)中的應(yīng)用：始于1980年，主要集中在奶制品、酒類、果汁飲料、調(diào)味品等料液的澄清、濃縮除菌。

在環(huán)保行業(yè)中的應(yīng)用：以廢水、廢液的處理為主，主要用于含油廢水的處理以及化工、石油化工中生產(chǎn)廢液處理，其目標(biāo)是回收水中有用成分，使處理后的水循環(huán)利用或達(dá)標(biāo)排放。在生物與制藥工業(yè)中的應(yīng)用：這是一個(gè)新的增長(zhǎng)點(diǎn)，主要涉及下游細(xì)胞回收、發(fā)酵液澄清、產(chǎn)品凈化等諸多方面，另外酶膜反應(yīng)器、膜傳感器等也是研究熱點(diǎn)。第八十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二在食品工業(yè)中的應(yīng)用在牛奶工業(yè)中的應(yīng)用牛奶的微濾除菌、乳清濃縮、酸奶處理等果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用

主要在蘋果汁、獼猴桃汁等生產(chǎn)中已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。釀酒工業(yè)中的應(yīng)用

無(wú)菌低溫啤酒生產(chǎn)、啤酒罐底液處理等工業(yè)已規(guī)模應(yīng)用以及在葡萄酒生產(chǎn)中的應(yīng)用。第八十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二在牛奶工業(yè)中的應(yīng)用牛奶MFUFRO脂肪和細(xì)菌脫脂牛奶UF截留物UF滲透物RO濃縮物水高脂奶油飲料生產(chǎn)奶酪特殊奶制品全蛋白乳糖生產(chǎn)發(fā)酵食品和非食品生產(chǎn)蒸發(fā)干燥全奶粉奶罐運(yùn)輸特殊奶品第八十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二脫脂奶200m3/d固含量9.2％蛋白質(zhì)3.6％乳糖4.7%灰份0.7％預(yù)處理UF滲透液167m3/d乳糖4.7％灰份0.7％RO滲透液122m3/dBOD<500g/m3排放陰溝濃縮液45m3/d乳糖17.4%灰份2.6%動(dòng)物飼料濃縮液33m3/d固含量28.7％蛋白質(zhì)21.2%乳糖4.7%灰份0.7％奶酪前體46T/d固含量42%添加劑奶油酵母凝乳素青霉素奶酪生產(chǎn)奶酪40T/d固含量47.5%蛋白質(zhì)16.9%UF巴氏殺菌脫脂乳生產(chǎn)奶酪在牛奶工業(yè)中的應(yīng)用第八十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二原奶MF脫脂奶UF混合巴氏殺菌均相化PROCAL奶飲料奶油滲透液超濾法生產(chǎn)飲料奶在牛奶工業(yè)中的應(yīng)用第八十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二乳清MF澄清乳清UFUF滲透物RONFEDEDNFRO乳清蛋白濃縮物蛋白質(zhì)分級(jí)膜生物反應(yīng)器肽濃縮乳糖膜生物反應(yīng)器燃料化學(xué)物質(zhì)脂肪、酪蛋白脫鹽乳清濃縮乳清各種乳清蛋白乳清處理水在牛奶工業(yè)中的應(yīng)用第八十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用第八十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用第八十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二蘋果汁生產(chǎn)

裝置膜面積：220m2

處理量：17m3/h

全自動(dòng)控制

運(yùn)行通量?jī)?yōu)于國(guó)外裝置

產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)于國(guó)外裝置

果汁廠陶瓷膜工程第九十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二在釀酒工業(yè)中的應(yīng)用葡萄果漿榨汁未發(fā)酵葡萄汁微濾－1擠壓葡萄汁發(fā)酵生酒微濾－2準(zhǔn)備上市的酒葡萄果漿榨汁未發(fā)酵葡萄汁擠壓作用（亞硫酸鹽處理，冷凍，離心）擠壓葡萄汁發(fā)酵生酒澄清（整理，過濾）化學(xué)穩(wěn)定作用：冷凍生物穩(wěn)定作用：巴氏殺菌裝瓶準(zhǔn)備上市的酒A：傳統(tǒng)工藝

B：膜工藝傳統(tǒng)葡萄酒工藝與膜技術(shù)過濾工藝比較第九十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二在釀酒工業(yè)中的應(yīng)用未濾啤酒離心沉降預(yù)澄清發(fā)酵硅藻土過濾板框過濾終端過濾器滅菌過濾器發(fā)酵未濾啤酒離心沉降預(yù)澄清錯(cuò)流微濾制成無(wú)菌濾液啤酒過濾第九十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二在環(huán)保工業(yè)中的應(yīng)用在含油廢水處理中的應(yīng)用油田回注水、金屬表面切削液、冷軋乳化液、清洗液廢水等在化工及石化廢水處理中的應(yīng)用

主要用于回收化工廢水中的貴重金屬及其氧化物等。在其它工業(yè)廢水處理中的應(yīng)用

造紙工業(yè)的黑水和白水處理、紡織廢水中PVA回收等。第九十三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二上海寶鋼集團(tuán)公司冷軋線設(shè)備處理能力為：6萬(wàn)m3/年，油截留率大于99.9％，水回用率大于90％，回收油120噸/年第九十四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二設(shè)備折舊費(fèi)用（元）3.3918能耗費(fèi)用

（元）1.559人工費(fèi)用

（元）0.691.4維修

（元）0.271.0清洗劑費(fèi)用（元）0.224.0油回收費(fèi)（元）－2.25－2.25水回收費(fèi)（元）－0.90(水質(zhì)不穩(wěn)定)項(xiàng)目國(guó)產(chǎn)陶瓷膜（元/m3)進(jìn)口有機(jī)膜（元/m3)總費(fèi)用

（元）2.9731.15說(shuō)明1：年處理10萬(wàn)噸冷軋乳化液廢水設(shè)備，采用國(guó)產(chǎn)陶瓷膜300萬(wàn)元人民幣（武鋼），進(jìn)口有機(jī)膜設(shè)備200萬(wàn)美元（寶鋼，1988年），成本僅是其1/10。

2：有關(guān)數(shù)據(jù)來(lái)源于上海寶鋼集團(tuán)設(shè)計(jì)院。鋼鐵冷軋乳化液廢水處理回用技術(shù)第九十五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二在生化與制藥工業(yè)中的應(yīng)用在發(fā)酵液除菌中的應(yīng)用乳酸、核酸、青霉素G等提取在中成藥生產(chǎn)中的應(yīng)用

主要用于替代醇沉工藝，除去煎煮液中的雜質(zhì)，研究處于起步階段等。在血漿分離中的應(yīng)用

已被證實(shí)是可行的方法，但國(guó)內(nèi)尚未開展研究。第九十六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜技術(shù)用于中藥精制陶瓷膜的優(yōu)勢(shì)：1、煎煮液無(wú)需冷卻可直接過濾，減少生產(chǎn)環(huán)節(jié)；2、膜的再生方便，除菌徹底,膜本身可直接高溫滅菌；3、無(wú)論中藥水提液性質(zhì)如何,對(duì)膜本身沒有影響；4、對(duì)中藥有效成份基本無(wú)截留；5、口服液生產(chǎn)，放置時(shí)間顯著延長(zhǎng)，無(wú)瓶底沉淀物；6、制片劑或粉劑時(shí)，賦型劑用量比醇沉法減少1/3；7、對(duì)水提液和醇提液均可適用；8、對(duì)單方和復(fù)方中藥均可適用。第九十七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二

膜技術(shù)用于中藥精制傳統(tǒng)中藥精致工藝(醇沉法)。工藝復(fù)雜，成本高、生產(chǎn)周期長(zhǎng)，水溶性有效成分損失大洗凈蒸發(fā)煎煮除雜醇沉乙醇回收蒸發(fā)濃縮膜過濾膜濃縮產(chǎn)品保留率(％)氧化苦參堿苦參總黃酮醇沉66.0254.77微濾79.7277.23注：中藥苦參水醇沉與微濾比較第九十八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二陶瓷分離膜取代醇沉過程的中藥提取新工藝

黃芪單方微濾與醇沉之成分損失率、固形物去除率、濁度降低率比較樣品號(hào)樣品成分損失率（%）固形物去除率（%）濁度降低率（%）A原液———B140%醇沉64.527.194.0B250%醇沉67.120.997.4B360%醇沉67.728.698.0B470%醇沉50.530.398.1B580%醇沉57.738.598.6C1800nm濾液17.14.787.6C2200nm濾液25.914.495.1C350nm濾液50.412.096.01.經(jīng)醇沉及膜分離，目標(biāo)成分含量均有下降；2.膜過濾后目標(biāo)成分損失明顯低于醇沉工藝。3.提高收率的方法

a.多次醇沉

b.加水洗滌過濾4.膜過程的優(yōu)化尤為重要

第九十九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二陶瓷分離膜取代醇沉過程的中藥提取新工藝

糖可清實(shí)驗(yàn)A:糖渴清復(fù)方A組水提液B:糖渴清復(fù)方B組水提液C:中藥金剛藤水提液0.2um對(duì)三種不同中藥體系的滲透性能比較

第一百頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二陶瓷分離膜取代醇沉過程的中藥提取新工藝

糖可清中試實(shí)驗(yàn)11味單方藥材A組根莖類B組葉果實(shí)類煎煮液188.8kg煎煮液193kgMF殘留液滲透液加水滲析MF殘留液滲透液加水滲析后續(xù)加工成藥第一百零一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二陶瓷分離膜取代醇沉過程的中藥提取新工藝

糖可清中試實(shí)驗(yàn)陶瓷膜處理量：250l/h實(shí)驗(yàn)?zāi)み\(yùn)行時(shí)間：1.5小時(shí)膜孔徑：0.2微米，氧化鋯材質(zhì)批次：2次總黃酮收率：95.4%

固含物去除率：A組：23.4%，B組：32.6%

第一百零二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二陶瓷分離膜取代醇沉過程的中藥提取新工藝

與醇沉工藝比較檢測(cè)目標(biāo)0.2MF50%醇沉濁度(NTU)<0.826.3固含量％0.3120.393生產(chǎn)周期短長(zhǎng)成分收率>90%<80%第一百零三頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二新藥進(jìn)入臨床階段

建立了“糖渴清”單方和復(fù)方的中試（500T/a）裝置，糖渴清”獲得國(guó)家新藥臨床批件，成為首例采用陶瓷膜新技術(shù)制備的國(guó)家級(jí)新藥第一百零四頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜技術(shù)在植物提取工藝中的應(yīng)用傳統(tǒng)植物提取液分離工藝的三大問題：

以高原料消耗獲取目標(biāo)組分分離；以高能耗獲取溶劑回收和目標(biāo)組分濃縮；以環(huán)境污染代價(jià)獲取經(jīng)濟(jì)效益

第一百零五頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二經(jīng)過陶瓷膜工藝處理后，物料的濁度有了明顯的下降膜集成過程的研究－陶瓷膜分離（洋姜）操作壓差、膜面流速、操作溫度對(duì)滲透通量的影響

洋姜水提液的膜過濾液物性變化樣品濁度/NTU糖度/Bix固含量/％水提原液>360－16.0MF滲透液0.915.812.4第一百零六頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二滲透液母液3次洗脫后（加水量為原液的1/3），母液糖度降低了約30％，表明母液中的單糖已得到了脫除（>95%）；電導(dǎo)率下降了約79％；納濾工藝具備脫除單糖、脫鹽、濃縮三重功能。膜集成過程的研究－納濾膜分離（洋姜）溶液糖度和電導(dǎo)率隨操作時(shí)間的變化

固含量濃縮液/%滲透液/%原料

12.4—加水批次019.81.75119.51.16218.90.974318.40.864第一百零七頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜集成過程的研究根據(jù)實(shí)驗(yàn)考察以及過程優(yōu)化的結(jié)果，設(shè)計(jì)了4m3/hr膜集成工藝，包括陶瓷膜、納濾膜和反滲透膜等分離技術(shù)。第一百零八頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二陶瓷膜分離、納濾、反滲透集成新工藝的處理量達(dá)12000噸/年洋姜提取膜工藝第一百零九頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜技術(shù)在生物與制藥工業(yè)中的應(yīng)用

微生物發(fā)酵在生化行業(yè)中具有舉足輕重的地位,終產(chǎn)物都是在發(fā)酵中形成。但發(fā)酵過程中存在許多制約因素，就分離而言，原料的預(yù)處理中除去蛋白，發(fā)酵中及時(shí)分離微生物代謝產(chǎn)物，發(fā)酵終了后所要求組分從發(fā)酵液中的分離、其它組分的回收利用，以及發(fā)酵廢液的處理，都是發(fā)酵過程要解決的問題。涉及下游細(xì)胞回收、發(fā)酵液澄清、產(chǎn)品凈化等諸多方面，另外酶膜反應(yīng)器、膜傳感器等也是研究熱點(diǎn)。第一百一十頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜技術(shù)在生物與制藥工業(yè)中的應(yīng)用生化產(chǎn)品的特點(diǎn)1、目的產(chǎn)物在初始物料中的含量低2、初始物料成分相當(dāng)復(fù)雜3、生物活性物質(zhì)穩(wěn)定性差，易失活、降解4、產(chǎn)品種類繁多5、應(yīng)用面廣，對(duì)純度和含量要求高第一百一十一頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜技術(shù)在生物與制藥工業(yè)中的應(yīng)用采用膜分離的優(yōu)勢(shì)：1、條件溫和，能保持生物活性2、選擇性好，分離系數(shù)高3、活性產(chǎn)物的量和具有較高的收率4、分離步驟明顯減少5、分離快速，生產(chǎn)能力顯著提高第一百一十二頁(yè)，共一百二十三頁(yè)，編輯于2023年，星期二膜技術(shù)在生物與制藥工業(yè)中的應(yīng)用膜分離的主要應(yīng)用：發(fā)酵液澄清細(xì)胞分離與收集酶、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的濃縮與精制抗生素的回收及純化氨基酸類制品