膜分離法ppt課件(已修改)
2025-01-27 08:58 本頁面
【正文】 Chapter 2 生物活性物質(zhì)粗分 的常用方法 膜分離法 本講的主要內(nèi)容 ?膜分離技術(shù)概述 ?膜材料與膜的制造 ?表征膜性能的參數(shù) ?各種膜分離技術(shù)及其分離機理 膜分離技術(shù) ? 概念： 用半透膜作為選擇障礙層， 利用膜的選擇性（孔徑大小），以膜的兩側(cè)存在的能量差作為推動力， 允許某些組分透過而保留混合物中其它組分，從而達到分離目的的技術(shù)。 概 述 人類認識到膜的功能源于 1748年，然而用于為人類服務是近幾十年的事。 1960年 Loeb和 Sourirajan制備出第一張具有高透水性和高脫鹽率的 不對稱膜 ，是 膜分離技術(shù)發(fā)展的一個里程碑。 ? 1925年以來，差不多每十年就有一項新的膜過程在工業(yè)上得到應用 ? 30年代 微濾 ? 40年代 透析 ? 50年代 電滲析 ? 60年代 反滲透 ? 70年代 超濾 ? 80年代 納濾 ? 90年代 滲透汽化 概 述 ★ 膜分離的特點 ? ① 操作在常溫下進行； ? ② 是物理過程 ， 不需加入化學試劑； ? ③ 不發(fā)生相變化 （ 因而能耗較低 ） ； ? ④ 在很多情況下選擇性較高； ? ⑤ 濃縮和純化可在一個步驟內(nèi)完成； ? ⑥ 設備易放大 ， 可以分批或連續(xù)操作 。 ? 因而在生物產(chǎn)品的處理中占有重要地位 概 述 膜分離技術(shù)的重要性 ? 膜分離技術(shù)兼具分離、濃縮和純化的功能，又有使用簡單、易于控制及高效、節(jié)能的特點 ? 選擇適當?shù)哪し蛛x技術(shù)，可替代過濾、沉淀、萃取、吸附等多種 傳統(tǒng)的分離與過濾方法。 ? 膜分離技術(shù)得到各國重視：國際學術(shù)界一致認為 “ 誰掌握了膜技術(shù)，誰就掌握了化工的未來 ” 。 ? 膜分離技術(shù)在短短的時間迅速發(fā)展起來，近 30年膜分離技術(shù)，已廣泛用于食品、醫(yī)藥、化工及水處理等各個領域。 產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，已成為當今分離科學中最重要的手段之一。 概 述 膜的分類 ? 按孔徑大小 ：微濾膜、超濾膜、反滲透膜、納濾膜 ? 按膜結(jié)構(gòu)： 對稱性膜、不對稱膜、 復合膜 ? 按材料分： 合成有機聚合物膜、無機材料膜 ? 多孔膜與致密膜： 前者 微濾膜、超濾膜、納濾膜，后者反滲透膜、滲透蒸發(fā) 概 述 常見膜分離方法 ? 按分離粒子大小分類： ① 透析（ Dialysis， DS） ② 超濾（ Ultrafiltration， UF） ③ 微濾（ Microfiltration， MF） ④ 納濾（ Nanofiltration， NF） ⑤ 反滲透（ Reverse osmosis， RO） ⑥ 電滲析（ Electrodialysis， ED） ⑦ 滲透氣化（ Pervaporation， PV） 概述 截留分子量： 微濾 ～ 10μm 透析 3000 Dalton～ 幾萬 Dalton 超濾 50ｎｍ～ 100ｎｍ或 5000～ 50萬 Dalton 納濾 200～ 1000Dalton或 1nm 反滲透 200Dalton 膜分離法與物質(zhì)大?。ㄖ睆剑┑年P系 概述 RO NF UF MF F 膜材料的特性 ?對于不同種類的膜都有一個基本要求： – 耐壓： 膜孔徑小，要保持高通量就必須施加較高的壓力，一般模操作的壓力范圍在 ~，反滲透膜的壓力更高，約為 1~10MPa – 耐高溫 :高通量帶來的溫度升高和清洗的需要 – 耐酸堿： 防止分離過程中，以及清洗過程中的水解； – 化學相容性： 保持膜的穩(wěn)定性； – 生物相容性： 防止生物大分子的變性； – 成本低； （一）膜材料 ? 天然材料 ：各種纖維素衍生物 ? 人造材料 ：各種合成高聚物 ? 特殊材料 ：復合膜，無機膜 ,不銹鋼膜，陶瓷膜 醋酸纖維特點： ① 透過速度大 ②截留鹽的能力強 ③易于制備 ④來源豐富 ⑤不耐溫（ 30℃ ） ⑥ pH 范圍窄，清洗困難 ⑦與氯作用，壽命降低 ⑧微生物侵襲 ⑨適合作反滲透膜 聚砜膜的特點 （ 1）溫度范圍廣 （ 2） pH范圍廣 （ 3）耐氯能力強 （ 4）孔徑范圍寬 （ 5 )操作壓力低 （ 6）適合作超濾膜 芳香聚酰胺類 ? 聚酰胺含有酰胺基團（ CONH） ,親水性好 ,且其機械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性及水解穩(wěn)定性均很好 ,是最典型的反滲透膜材料之一，但同樣不耐氯。 ? 與醋酸纖維素反滲透膜相比 ,它具有脫鹽率高、通量大、操作壓力要求低、 pH 范圍廣 411。 近年來開發(fā)的新型膜材料 ① 復合膜； ② 無機多孔膜； ③ 納米過濾膜。 ④ 功能高分子膜； ⑤ 聚氨基葡糖 膜材料 不同的膜分離技術(shù) ? 透析： 醋酸纖維、聚丙烯腈、聚酰胺、 ? 微濾膜： 硝酸 /醋酸纖維，聚氟乙烯，聚丙烯 ? 超濾膜： 聚砜，硝酸
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