膜分离
膜 分 离 膜的基本概念 膜分离的分类与特点 反渗透与超滤 电渗析 膜分离在食品工业中的应用
膜 分 离 膜的基本概念 膜分离的分类与特点 反渗透与超滤 电渗析 膜分离在食品工业中的应用
第一节 膜的基本概念 ➢ 一、膜的最初发展概况 ➢1748年，首次应用动物膜进行了扩散试验，认识了 渗透现象 ➢1867年，首次应用合成膜成功地进行了渗透试验。 ➢本世纪50年代初期，经研究发现，醋酸纤维素膜具 有良好的透水和脱盐的特性，因此成为脱盐处理首 选的合成膜。 ➢70年代中期，出现了一大批耐高温、耐极端pH值的 非醋酸纤维膜。目前最先进的陶瓷超滤微孔膜。 ➢膜的发展极大地拓宽了膜分离技术的应用范围。目 前，膜分离已广泛地应用在食品、生物、化工、制 药、电子、纺织和环保等部门。 ➢食品工业而言，膜分离技术已成功地用在分离、浓 缩、提纯和副产品回收等操作
第一节 膜的基本概念 ➢ 一、膜的最初发展概况 ➢1748年，首次应用动物膜进行了扩散试验，认识了 渗透现象 ➢1867年，首次应用合成膜成功地进行了渗透试验。 ➢本世纪50年代初期，经研究发现，醋酸纤维素膜具 有良好的透水和脱盐的特性，因此成为脱盐处理首 选的合成膜。 ➢70年代中期，出现了一大批耐高温、耐极端pH值的 非醋酸纤维膜。目前最先进的陶瓷超滤微孔膜。 ➢膜的发展极大地拓宽了膜分离技术的应用范围。目 前，膜分离已广泛地应用在食品、生物、化工、制 药、电子、纺织和环保等部门。 ➢食品工业而言，膜分离技术已成功地用在分离、浓 缩、提纯和副产品回收等操作
二、膜分离的基本概念 1、定义：用天然或人工合成的膜、以外界 能量或化学位差为推动力，对双组分或多 组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯 或富集的方法，统称膜分离法
二、膜分离的基本概念 1、定义：用天然或人工合成的膜、以外界 能量或化学位差为推动力，对双组分或多 组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯 或富集的方法，统称膜分离法
2、膜的基本概念 如果在一个流体相内或两个流体相之间有一薄 层凝聚相物质将流体相分隔成两部分，那这一 薄层就是膜。 这里所谓的凝聚相物质可以是固态的、液态或 气态，被膜所隔开的流体可以是液态或气态。 膜本身可以是均匀的单一相，也可以是由两相 以上的凝聚态物质所构成的复合体
2、膜的基本概念 如果在一个流体相内或两个流体相之间有一薄 层凝聚相物质将流体相分隔成两部分，那这一 薄层就是膜。 这里所谓的凝聚相物质可以是固态的、液态或 气态，被膜所隔开的流体可以是液态或气态。 膜本身可以是均匀的单一相，也可以是由两相 以上的凝聚态物质所构成的复合体
三、膜分离的分类 膜分离主要包括 ➢ 渗透 ➢ 反渗透 ➢ 超滤：膜孔径1～20nm 微滤0.02~10μm ➢ 透析：半透膜厚度为10~20μm ➢ 电渗析 ➢ 液膜技术 ➢ 气体渗透 ➢ 渗透蒸发 ➢ 本章主要讨论反渗透、超滤与电渗析
三、膜分离的分类 膜分离主要包括 ➢ 渗透 ➢ 反渗透 ➢ 超滤：膜孔径1～20nm 微滤0.02~10μm ➢ 透析：半透膜厚度为10~20μm ➢ 电渗析 ➢ 液膜技术 ➢ 气体渗透 ➢ 渗透蒸发 ➢ 本章主要讨论反渗透、超滤与电渗析
四、膜分离的特点 膜分离过程不发生相变化、能耗要低。 膜分离过程是在常温下进行，特别适用于热敏 性物质，如果汁、酶或药品等的分离、分级、 浓缩与富集。 膜分离适用于有机物和无机物以及病毒、细菌 到微粒的广泛范围;而且还适用于许多特殊溶液 体系的分离，如溶液中大分子与无机盐的分离、 一些共沸物或近沸点体系的分离等。 由于只是用压力作为膜分离的推动力，因此具 有装置简单、操作容易、易于控制与维修等优 点
四、膜分离的特点 膜分离过程不发生相变化、能耗要低。 膜分离过程是在常温下进行，特别适用于热敏 性物质，如果汁、酶或药品等的分离、分级、 浓缩与富集。 膜分离适用于有机物和无机物以及病毒、细菌 到微粒的广泛范围;而且还适用于许多特殊溶液 体系的分离，如溶液中大分子与无机盐的分离、 一些共沸物或近沸点体系的分离等。 由于只是用压力作为膜分离的推动力，因此具 有装置简单、操作容易、易于控制与维修等优 点
第二节 反渗透与超滤 一、反渗透与超滤基本概念 1、反渗透：如果在膜的两侧施加一个逆向的 压强差，使其大于渗透平衡时的压强差，就会 出现溶剂倒流现象，使浓度较高的溶液进一步 得到浓缩的现象称为“反渗透” 2、超滤：在静压差的推动下，原料液中的溶 剂及小分子溶质从高压进料液侧透过膜进入低 压侧，而大分子组分则被膜所阻留而增浓的现 象
第二节 反渗透与超滤 一、反渗透与超滤基本概念 1、反渗透：如果在膜的两侧施加一个逆向的 压强差，使其大于渗透平衡时的压强差，就会 出现溶剂倒流现象，使浓度较高的溶液进一步 得到浓缩的现象称为“反渗透” 2、超滤：在静压差的推动下，原料液中的溶 剂及小分子溶质从高压进料液侧透过膜进入低 压侧，而大分子组分则被膜所阻留而增浓的现 象
3、透水速率或透过速度 (Flux)：单位时间内 通过单位面积膜的液体体积或质量，单位是 m3 /(m2·h)或kg/(m2·d)。 4、可透度 (Permeability)：是在单位时间、单 位膜面积与单位推动力作用下通过膜的组分数 量与膜厚度的乘积。是某一种组分或某一体积 溶液透膜传质的能力。 5、选择性（Selectivity）：为各种组分可透度 的比值 6、脱除率（Rejection）和脱除比 ：
3、透水速率或透过速度 (Flux)：单位时间内 通过单位面积膜的液体体积或质量，单位是 m3 /(m2·h)或kg/(m2·d)。 4、可透度 (Permeability)：是在单位时间、单 位膜面积与单位推动力作用下通过膜的组分数 量与膜厚度的乘积。是某一种组分或某一体积 溶液透膜传质的能力。 5、选择性（Selectivity）：为各种组分可透度 的比值 6、脱除率（Rejection）和脱除比 ：
二、反渗透和超滤的基本原理 1、反渗透是利用反渗透膜选择性的只能透过溶 剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力以克 服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶 液中分离出来的过程。 用一张膜将1、2两种 溶液分开，由于受膜 两侧溶液浓度及压强 的影响，将出现下列 现象: a:渗透 b:渗透平衡 c: 反渗透
二、反渗透和超滤的基本原理 1、反渗透是利用反渗透膜选择性的只能透过溶 剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力以克 服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶 液中分离出来的过程。 用一张膜将1、2两种 溶液分开，由于受膜 两侧溶液浓度及压强 的影响，将出现下列 现象: a:渗透 b:渗透平衡 c: 反渗透