《第四部分膜分离》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四部分膜分离（20页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四节 膜分离 n膜分离的分类及原理 n膜的种类 n膜分离设备 n影响膜分离的因素 n膜分离在发酵工程中的应用 n 膜分离法实际上是一般过滤法的发展和延续 。一般过滤法不是分子级水平的，它是利用相的 不同将固体从液体或气体中分离出来；而膜分离 是分子级水平的分离方法，该法关键在于过程中 使用的过滤介质：膜。 n一、膜分离法的分类及原理 n 透析、超滤及反渗透、微滤、电渗析、 液膜技术、气体渗透、渗透蒸发 n分离范围 n1、透析 n利用具有一定孔径大小、高 分子溶质不能透过的亲水膜 将含有高分子溶质和其他小 分子溶质的溶液（左侧）与 纯水或缓冲液（右侧）分隔 ，由于膜两侧的溶质浓度不 同，在浓差
2、的作用下，左侧 高分子溶液中的小分子溶质 透向右侧，右侧中的水透向 左侧，这就是透析 透析膜 小分子 大分子 水 透析原理 n2、超滤和微滤： n超滤和微滤都是利用膜的筛分性质，以压差微传质推动力 ，用于截留高分子溶质或固体微粒。 n超滤：处理不含固形成分的料液，它是根据高分子溶质间 或高分子与小分子溶质之间相对分子质量的差别机械分离 的方法 n微滤：用于悬浮粒的过滤，主要用于菌体的分离和浓缩 n3、反渗透 n促使水分子透过的推动 力称为渗透压 n操作压力：几十个大气 压 n适用于1nm以下小分子 的浓缩 n4、电渗析 n利用分子的荷电性质荷 分子大小的差别进行分 离的膜分离法，可用于 小分子
3、电解质（例如氨 基酸、有机酸）的分离 和溶液的脱盐 n5、渗透气化 n 疏水膜的一侧通入料液，另 一侧抽真空或通入惰性气体， 使膜两侧产生溶质分压差。在 分压差的作用下，料液中的溶 质溶于膜内，扩散通过膜，在 透过侧发生气化，气化的溶质 被膜装置外设置的冷凝器冷凝 回收。 n发生了相变 n适用于：高浓度混合物的分离 ，特别适用于共沸物和挥发度 相差较小的双组分溶液的分离 n6、液膜分离技术 n 液膜通常由膜溶剂、表面活性剂、流动载体、膜增强添 加剂组成。 膜溶剂：成膜的基体物质、一般为水或有机溶剂 表面活性剂：降低液膜的表面张力，对液膜的稳定性 、渗透速度、分离效率和膜的重复使用有直接影响 流
4、动载体：选择性迁移指定溶质或离子，常为某种萃 取剂 n乳化液膜和支撑液 膜 分离机理： n单纯迁移：溶解度 和扩散度不同 n促进迁移：和溶质 发生反应 n二、膜的种类及特性 n1、膜的种类 n 选择膜应考虑的因素：分离能力；分离速度；抵抗化学、细 菌和机械力的稳定性；膜材料的成本 n（1）均质膜或致密膜 n（2）微孔膜 n（3）非对称膜 n（4）复合膜 n（5）离子交换膜 n2、膜的结构特性 n（1）孔道结构：不对称膜（表面活性层和惰性层） n（2）膜的孔道特性：孔径、孔径分布、空隙率 n（3）水通量:在一定条件下（一般压力为0.1MPa，温度 为20）通过测量透过一定量纯水所需的时间来测定 三、膜分离设备 n四、影响膜分离速度的因素 n1、操作形式 n2、流速 n3、压力 n4、料液浓度 n五、膜的污染与清洗 n1、膜污染的原因 n（1）凝胶极化引起的凝胶层 n（2）溶质在膜表面的吸附层 n（3）膜孔堵塞 n（4）膜孔内的溶质吸附 n2、常用的清洗剂 n水、盐溶液、稀酸、稀碱、表面活性剂、络合剂、氧化剂 、酶液 n六、应用举例 n超滤用于除去葡萄酒中热变性蛋白质、 n微滤除去葡萄汁中的细菌和各种固体颗粒
