生化分離工程3 膜分離-全文預(yù)覽
【正文】 tubular membrane module ? 平板膜組件 圖 39 平板膜組件結(jié)構(gòu) parallelplate membrane module ? 螺旋卷式膜組件 圖 310 螺旋卷式膜組件結(jié)構(gòu) spiralwound membrane module hollowfibre membrane module ? 中空纖維式膜組件 圖 311 中空纖維式膜組件結(jié)構(gòu) 各種膜組件性能的比較 表 32 各種膜組件性能的比較 膜組件 優(yōu)點 缺點 管式 易清洗，無死角，適于處理固體 保留體積大，單位體 含量多的料液，單根管可以調(diào)換 積中所含過濾面積小 壓降大 中空 保留體積小，單位體積中所含過 料液要預(yù)處理，單根 纖維式 濾面積大，可以逆洗，操作壓力 纖維損壞時，需調(diào)換 較低＜ Mpa， 動力消耗較低 整個模件 螺旋 單位體積中所含過濾面積大，換 料液需要預(yù)處理，壓 卷繞式 新膜容易 降大，易污染，清洗 困難 平板式 保留體積小，能耗界于管式和 死體積較大，易堵塞 螺旋卷繞式之間 ? 表 33總結(jié)了各種膜組件的特性和應(yīng)用范圍 。 ②單位體積中所含的膜面積較大。 ③起氧化作用的物質(zhì)：過氧化氫、次氯酸鹽。 ? 較好的膜應(yīng)該有陡直的截斷曲線。 ? 水通量的大小取決于膜的物理特性（如厚度、化學(xué)成分、孔隙度）和系統(tǒng)的條件（如溫度、膜兩側(cè)的壓力差、接觸膜的溶液的鹽濃度及料液平行通過膜表面的速度）。m 181。 高壓側(cè) 常壓側(cè) 圖 35 優(yōu)先吸附 — 毛細管流動模型示意圖 ? 膜的性能參數(shù) ? 膜 孔道參數(shù) membrane porosity parameters ? 孔道特征包括孔徑（ pore size ） 、孔徑分布和孔隙度。s——溶液的粘度（ Pa 圖 34 物質(zhì)經(jīng)過非對稱膜的傳遞示意圖 ? 孔模型 ? 用來描繪微孔過濾、超濾等過程所用的高孔率膜。 ? 其他分類 ? 荷電膜 即離子交換膜 。多孔陶瓷膜主要利用氧化鋁、硅膠、氧化鋯和鈦等陶瓷微粒燒結(jié)而成，膜厚方向不對稱。 ? 天然高分子材料 ? 醋酸纖維膜的截鹽能力強，常用作反滲透膜。 ? 按材料分類 ? 合成高分子材料 ? 主要有聚砜、聚丙烯腈、聚酰亞胺、聚酰胺、聚烯類和含氟聚合物等。 ? 復(fù)合膜 plex membrane ? 按膜孔徑大小分類 ? 微濾膜 ～ 20 181。在大多數(shù)企業(yè)膜的費用占設(shè)備費用的 25～ 40％。 ?膜分離存在的 問題 ①在操作中膜面會發(fā)生污染，使膜性能降低； ②膜的耐壓性、耐熱性、耐溶劑是有限的，故應(yīng)用范圍受限制； ③僅采用膜分離技術(shù)分離效果有限，往往需要與其他分離工藝組合起來使用。 ②膜分離過程都不發(fā)生相變，能耗低。 ? 溶解速度完全取決于被分離物與膜材料之間化學(xué)性質(zhì)的差異，擴散速度除化學(xué)性質(zhì)外還與物質(zhì)的分子量有關(guān)。 ? 是均勻的一相或是由兩相以上凝聚物質(zhì)所構(gòu)成的復(fù)合體，厚度應(yīng)在 mm以下，具有兩個界面； ? 膜還必須具有高度的滲透選擇性； ? 面積可以很大，也可以非常微小。 主要內(nèi)容 膜分離概述 膜分離的基本理論 膜組件的結(jié)構(gòu)和特點 膜分離在生物工程中的的應(yīng)用 液膜分離 膜萃取 膜分離概述 ?膜的定義 ? 在一種流體相間有一薄層凝聚相物質(zhì)，把流體相分隔開來成為兩部分，這一薄層物質(zhì)稱為膜。 圖 31 ②根據(jù)化學(xué)性質(zhì)的不同 ? 物質(zhì)通過分離膜的速度取決于溶解速度 （從膜表面接觸的混合物中進入膜內(nèi)的速度）和進入膜內(nèi)后從膜的表面擴散到膜的另一表面的擴散速度。 ?膜分離過程的推動力 表 31 主要膜分離過程的推動力 推動力 膜過程 壓力差 反滲透、超濾，微濾、氣體分離 電位差 電滲析 濃度差 透析、控制釋放 濃度差（分壓差） 滲透氣化 濃度差加化學(xué)反應(yīng) 液膜、膜傳感器 ?膜分離的特點 ①分離效能高。 ⑤ 膜分離設(shè)備可以直接插入已有的生產(chǎn)工藝流程。現(xiàn)在已經(jīng)超過 100億美元。 圖 32 膜分離市場份額 ?膜的分類 ? 按膜結(jié)構(gòu)分類 ? 對稱膜 symmetric membran
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