膜分离技术 前言 二.几种膜分离过程的定乂与分离原理 浓差极化与膜污染 四.膜分离技术应用中需注意的几个问题 五.生物化工中膜分离技术的选择与应用 六.超滤亲合纯化 七.膜反应器 八.电渗析与反渗透应用
膜分离技术 一. 前 言 二. 几种膜分离过程的定义与分离原理 三. 浓差极化与膜污染 四. 膜分离技术应用中需注意的几个问题 五. 生物化工中膜分离技术的选择与应用 六. 超滤亲合纯化 七. 膜反应器 八. 电渗析与反渗透应用
前 言 膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层,允许某 些组份透过而保留混和物中其他组份,从而达到分离 目的的技术总称。 压力
前 言 膜分离技术是用半透膜作为选择障碍层，允许某 些组份透过而保留混和物中其他组份，从而达到分离 目的的技术总称。 压力
膜分离技术优点 ★处理效率高,设备易于放大; ★可在室温或低温下操作,适宜于热敏感物质分 离浓缩; ★化学与机械强度最小,减少失活; ★无相转变,省能; ★有相当好选择性,可在分离、浓缩的同时达到部 分纯化目的; ★选择合适膜与操作参数,可得到较高回收率 ★系统可密闭循环,防止外来污染; ★不外加化学物,透过液(酸、碱或盐溶液)可循 环使用,降低了成本,并减少对环境的污染
膜分离技术优点 ★ 处理效率高，设备易于放大； ★ 可在室温或低温下操作，适宜于热敏感 物质分 离浓缩； ★ 化学与机械强度最小，减少失活； ★ 无相转变，省能； ★ 有相当好选择性，可在分离、浓缩的同时达到部 分纯化目的； ★ 选择合适膜与操作参数，可得到较高回收率； ★ 系统可密闭循环，防止外来污染； ★ 不外加化学物，透过液（酸、碱或盐溶液）可循 环使用，降低了成本，并减少对环境的污染
膜分离技术的重要性评论 美国官方文件曾说"18世纪电器改变了整个工业进程,而20世 纪膜技术将改变整个面貌”,又说“目前没有一种技术,能 像膜技术这么广泛地被应用”。 国外有关专家夸大地把膜技术的发展称为“第三次工业革命 日本则把膜技术作为21世纪的基盘技术进行研究和开发。 ●在1987年日本东京国际膜与膜过程会议上,明确指出“在21 世纪多数工业中,膜过程扮演着战略的角色”。 世界著名的化工与膜专家,美国国家工程院院士,北美膜学 会会长黎念之博士在1994年应邀访问我国化工部及所属大学 时说:“要想发展化工就必须发展膜技术”。 ●他也非常赞同国际上流行的说法“谁掌握了膜技术,谁就掌 握了化工的未来
膜分离技术的重要性评论 • 美国官方文件曾说"18世纪电器改变了整个工业进程，而20世 纪膜技术将改变整个面貌”，又说“目前没有一种技术，能 像膜技术这么广泛地被应用”。 • 国外有关专家夸大地把膜技术的发展称为“第三次工业革命” • 日本则把膜技术作为21世纪的基盘技术进行研究和开发。 • 在1987年日本东京国际膜与膜过程会议上，明确指出“在21 世纪多数工业中，膜过程扮演着战略的角色”。 • 世界著名的化工与膜专家，美国国家工程院院士，北美膜学 会会长黎念之博士在1994年应邀访问我国化工部及所属大学 时说：“要想发展化工就必须发展膜技术”。 • 他也非常赞同国际上流行的说法“谁掌握了膜技术，谁就掌 握了化工的未来
发酵液中可能存在的主要成分 份分子量(D)尺寸大小(m) 母和真菌 103~10 组酵细胶病蛋多抗单 300~10 100~103 30~300 白 104~10 2~10 104~106 2~10 酶 菌体毒质糖体糖 104~106 2~10 300~10 0.6~1.2 200~400 0.8~1.0 有机酸 100~500 0.4~0.8 无机离子 10~100 0.2~0.4
发酵液中可能存在的主要成分 组 份 分子量（D） 尺寸大小（nm） 酵母和真菌 103 ~104 细 菌 300~104 胶 体 100~103 病 毒 30~300 蛋 白 质 104~106 2~10 多 糖 104~106 2~10 酶 104~106 2~10 抗 体 300~103 0.6~1.2 单 糖 200~400 0.8~1.0 有 机 酸 100~500 0.4~0.8 无机 离 子 10~100 0.2~0.4
各种分高法及适用范围 影响分离的基本因素 微选匚普通过选 大小 凝胶色谐 反渗透 扩散 透析 电渗析 离子电荷 离子交换 蒸汽压温度 蒸馏冷冻 溶解度 溶剂萃取 表面作用 泡沫分级 匚超离心 密度 「液体旋风分离 重力沉降 02103104105 10
各种分离法及适用范围
各种膜分离技术分高范围 膜过程分离机理 分离对象 孔径(nm) 粒子过滤体积大小 固体粒子 >10000 微滤体积大小0.05~104m的固体粒子50~10000 超滤体积大小1000~1000000道尔顿2~50 的大分子,胶体 纳滤溶解扩散离子、分子量<100的有机物<2 反渗透溶解扩散离子、分子量<100的有机物<0.5 渗透蒸发溶解扩散离子、分子量<100的有机物<05
各种膜分离技术分离范围 膜 过 程 分离机理 分离对象 孔径（nm） 粒子过滤 体积大小 固体粒子 >10000 微 滤 体积大小 0.05~10μm的固体粒子 50~10000 超 滤 体积大小 1000~1000000 道尔顿 2~50 的大分子，胶体 纳 滤 溶解扩散 离子、分子量<100的有机物 <2 反 渗 透 溶解扩散 离子、分子量<100的有机物 <0.5 渗透蒸发 溶解扩散 离子、分子量<100的有机物 <0.5
微滤分离原理 利用筛分原理,分离、截留直径为0.05μm到10中m大小的粒子, 即微滤膜的孔径为005μm到10μm。采用压力为0.05~0.5MPa。 水分子 离子 大分子颗粒与胶体
微滤分离原理 利用筛分原理，分离、截留直径为 0.05 m 到 10 m 大小的粒子， 即微滤膜的孔径为0.05 m 到 10 m。采用压力为0.05～0.5MPa。 水分子 离子 大分子 颗粒与胶体
超滤分离原理 超滤的分离原理也可基本理解为筛分原理,但在有些情况下受到粒 子荷电性及其与荷电膜相互作用的影响。它可分离分子量从1000到 1000000道尔顿的可溶性大分子物质,对应孔径为20~500埃 (0.002m到005m)。采用压力为011MPa 水分子 离子 大分子 颗粒与胶体
超 滤 分 离 原 理 超滤的分离原理也可基本理解为筛分原理，但在有些情况下受到粒 子荷电性及其与荷电膜相互作用的影响。它可分离分子量从1000 到 1000000 道尔顿的可溶性大分子物质，对应孔径为20 ~500 埃 （0.002m 到 0.05m）。采用压力为0.1~1MPa。 水分子 离子 大分子 颗粒与胶体
反渗透分高原理 在高于溶液渗透压的压力作用下,只有溶液中的水透过膜,而 所有溶液中大分子、小分子有机物及无机盐全被截留住。理想的 反渗透膜应被认为是无孔的,它分离的基本原理是溶解扩散(也 有毛细孔流学说)。“膜孔径”为1到10埃。采用压力为1~10 MPa 品 水分子 离子 大分子颗粒与胶体
反 渗 透 分 离 原 理 在高于溶液渗透压的压力作用下，只有溶液中的水透过膜，而 所有溶液中大分子、小分子有机物及无机盐全被截留住。理想的 反渗透膜应被认为是无孔的，它分离的基本原理是溶解扩散（也 有毛细孔流学说）。“膜孔径”为1 到 10埃。采用压力为1～10 MPa. 水分子 离子 大分子 颗粒与胶体
