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文檔簡介

1、第四節 膜分離n膜分離的分類及原理n膜的種類n膜分離設備n影響膜分離的因素n膜分離在發酵工程中的應用n 膜分離法實際上是一般過濾法的發展和延續。一般過濾法不是分子級水平的，它是利用相的不同將固體從液體或氣體中分離出來；而膜分離是分子級水平的分離方法，該法關鍵在于過程中使用的過濾介質：膜。n一、膜分離法的分類及原理n 透析、超濾及反滲透、微濾、電滲析、液膜技術、氣體滲透、滲透蒸發n分離范圍n1、透析n利用具有一定孔徑大小、高分子溶質不能透過的親水膜將含有高分子溶質和其他小分子溶質的溶液（左側）與純水或緩沖液（右側）分隔，由于膜兩側的溶質濃度不同，在濃差的作用下，左側高分子溶液中的小分子溶質透向右

2、側，右側中的水透向左側，這就是透析透析膜小分子大分子水透析原理n2、超濾和微濾：n超濾和微濾都是利用膜的篩分性質，以壓差微傳質推動力，用于截留高分子溶質或固體微粒。n超濾：處理不含固形成分的料液，它是根據高分子溶質間或高分子與小分子溶質之間相對分子質量的差別機械分離的方法n微濾：用于懸浮粒的過濾，主要用于菌體的分離和濃縮n3、反滲透n促使水分子透過的推動力稱為滲透壓n操作壓力：幾十個大氣壓n適用于1nm以下小分子的濃縮n4、電滲析n利用分子的荷電性質荷分子大小的差別進行分離的膜分離法，可用于小分子電解質（例如氨基酸、有機酸）的分離和溶液的脫鹽n5、滲透氣化n 疏水膜的一側通入料液，另一側抽真空

3、或通入惰性氣體，使膜兩側產生溶質分壓差。在分壓差的作用下，料液中的溶質溶于膜內，擴散通過膜，在透過側發生氣化，氣化的溶質被膜裝置外設置的冷凝器冷凝回收。n發生了相變n適用于：高濃度混合物的分離，特別適用于共沸物和揮發度相差較小的雙組分溶液的分離n6、液膜分離技術n 液膜通常由膜溶劑、表面活性劑、流動載體、膜增強添加劑組成。 膜溶劑：成膜的基體物質、一般為水或有機溶劑 表面活性劑：降低液膜的表面張力，對液膜的穩定性、滲透速度、分離效率和膜的重復使用有直接影響 流動載體：選擇性遷移指定溶質或離子，常為某種萃取劑n乳化液膜和支撐液膜 分離機理：n單純遷移：溶解度和擴散度不同n促進遷移：和溶質發生反應

4、n二、膜的種類及特性n1、膜的種類n 選擇膜應考慮的因素：分離能力；分離速度；抵抗化學、細菌和機械力的穩定性；膜材料的成本n（1）均質膜或致密膜n（2）微孔膜n（3）非對稱膜n（4）復合膜n（5）離子交換膜n2、膜的結構特性n（1）孔道結構：不對稱膜（表面活性層和惰性層）n（2）膜的孔道特性：孔徑、孔徑分布、空隙率n（3）水通量:在一定條件下（一般壓力為0.1mpa，溫度為20）通過測量透過一定量純水所需的時間來測定三、膜分離設備n四、影響膜分離速度的因素n1、操作形式n2、流速n3、壓力n4、料液濃度n五、膜的污染與清洗n1、膜污染的原因n（1）凝膠極化引起的凝膠層n（2）溶質在膜表面的吸附層n（3）膜孔堵塞n（4）膜孔內的溶質吸附n2、常用的清洗劑n水、鹽溶液、稀

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