【正文】 中的應(yīng)用果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用果汁生產(chǎn)中的應(yīng)用蘋果汁生產(chǎn)? v 主要在蘋果汁、獼猴桃汁等生產(chǎn)中已實(shí)現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。在食品工業(yè)中的應(yīng)用195。 195。機(jī)械強(qiáng)度高： 無(wú)機(jī)膜特別是分離膜一般以載體膜形式制備，其機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)高于有機(jī)膜，因此可在較高壓力下使用，膜組件及膜微孔不會(huì)產(chǎn)生變形和損壞；還 可以高壓反沖進(jìn)行再生。 （進(jìn)入了民用工業(yè)的快速發(fā)展階段）進(jìn)入 90年代，由于無(wú)機(jī)膜優(yōu)異的性能及材料科學(xué)的發(fā)展， 新的膜材料、新的制膜技術(shù) 日益得到發(fā)展。隨著激光技術(shù)的出現(xiàn)，采用無(wú)機(jī)膜富集鈾已不具備技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，所以其逐漸退出了這一領(lǐng)域的競(jìng)爭(zhēng)。n 可應(yīng)用的領(lǐng)域：1）一般服務(wù)：注射用水、氣體、蒸汽的除菌；2）合成非經(jīng)腸道藥；典型膜應(yīng)用過(guò)程－ 微濾3）眼藥水；4）發(fā)酵產(chǎn)品：抗生素、疫苗、生物工程蛋白質(zhì)；5）血漿和血清的處理。n 深度過(guò)濾 ：粒子的尺寸比過(guò)濾介質(zhì)的尺寸小，粒子能進(jìn)入過(guò)濾介質(zhì)，并粘附在其上，被除去。n 與化學(xué)絡(luò)合反應(yīng)結(jié)合，生產(chǎn)生物活性物質(zhì)。 如果在膜的微孔中有膠體堵塞，則可以利用分離效率極差的物質(zhì)，如尿素、硼酸、醇等作清洗劑，這些物質(zhì)易于滲入細(xì)孔而達(dá)到清洗的目的。n pH通常影響吸附過(guò)程從而影響滲透通量。其中一次吸附和阻塞是與膜與溶質(zhì)之間的相互作用、溶質(zhì)濃度、操作條件有很大關(guān)系的。典型膜應(yīng)用過(guò)程－ 超濾操作壓力0滲透通量?銳截留孔徑分布窄，散截留孔徑分布寬。一般物質(zhì)的大小相差10倍時(shí)，分離效果最佳。n 優(yōu)點(diǎn)：能耗和投資運(yùn)行費(fèi)用低，占地小，設(shè)備腐蝕輕，易建造、操作、維修，建廠時(shí)間短。n 預(yù)處理的方法 ：1）防止化學(xué)損傷膜的預(yù)處理n 供給水的氯濃度和 pH會(huì)對(duì)膜產(chǎn)生化學(xué)損傷。n 設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)考慮因素：1）溶液變量：懸浮固體、可溶性無(wú)機(jī)物、微生物、可溶性有機(jī)物、有機(jī)溶劑、氧化性化學(xué)試劑、溫度、 pH2）最低預(yù)處理要求 SDI53）膜的變量：膜材料和組件形式、組件中的流速、壓力降、說(shuō)回收率和濃度、最小運(yùn)行通量和最大通量、組件排列、清洗要求4）膜與其他過(guò)程的結(jié)合；5）膜的性能隨長(zhǎng)期運(yùn)行會(huì)發(fā)生變化，隨時(shí)間的延長(zhǎng)，通量和脫鹽率發(fā)生明顯的變化， 一般膜的壽命 3～ 5年 ；典型膜應(yīng)用過(guò)程－ 反滲透料液預(yù)處理n 每個(gè)反滲透系統(tǒng)都包含了一定程度的供料預(yù)處理系統(tǒng)。n 形狀：平板膜、管式膜、卷式膜、中空纖維膜n 主要膜材料：醋酸纖維素、芳香聚酰胺、聚砜膜組件n 反滲透過(guò)程的經(jīng)濟(jì)性和應(yīng)用性，取決于各種廉價(jià)的反滲透膜組件。n 反滲透過(guò)程可以分為三類： 高壓反滲透（ ~）， 低壓反滲透（ ~）， 納濾（ ~）。n 反滲透是以壓力差為推動(dòng)力的分離操作，其功能是截留離子物質(zhì)而僅透過(guò)溶劑。目前全球膜產(chǎn)業(yè)的規(guī)模超過(guò)百億美元，正以年 30％的速度遞增著。n 物理污染 包括膜表面的沉積，膜孔內(nèi)的阻塞，這與膜孔結(jié)構(gòu)、膜表面的粗糙度、溶質(zhì)的尺寸和形狀等有關(guān)。Cm?3 Cf 膜壓降： P1P2，是由于流體流動(dòng)引起的。單位 L/n 選擇性 ：將混合物總的組分分離開(kāi)來(lái)的能力。膜元件膜分離的形式 ——錯(cuò)流過(guò)濾 終端過(guò)濾 污染嚴(yán)重 錯(cuò)流過(guò)濾污染輕膜過(guò)程的一些術(shù)語(yǔ)膜過(guò)程的一些術(shù)語(yǔ)n 錯(cuò)流過(guò)濾 “21 世紀(jì)的多數(shù)工業(yè)中，膜技術(shù)扮演著戰(zhàn)略的角色”“ 誰(shuí)掌握了膜技術(shù)，誰(shuí)就掌握了 21世紀(jì)的未來(lái) ”膜的簡(jiǎn)介報(bào)告內(nèi)容n 膜技術(shù)簡(jiǎn)介 發(fā)展歷史 專業(yè)術(shù)語(yǔ) 應(yīng)用實(shí)例n 典型膜過(guò)程 反滲透 超濾 微濾n 陶瓷膜技術(shù) 膜的發(fā)展歷史n 1748年 Abble Nelkt 發(fā)現(xiàn)水能自然地?cái)U(kuò)散到裝有酒精的豬膀胱內(nèi)，首次揭示了膜分離現(xiàn)象；n 1827年 Dutrochet引入名詞滲透（ Osmosis）；n 1861年 Schmidt提出超濾概念；n 1864年 Traube成功研制了人類歷史上第一張人造膜（亞鐵氰化銅膜）n 1918年 Zsigmondy提出了商品微濾膜的制備方法，并將其應(yīng)用于微生物、微粒等方面的分離和富集；n 1950年 ；n 1960年 Loeb 和 Sourirajan研制出第一張不對(duì)稱的醋酸纖維素反滲透膜，導(dǎo)致了膜分離技術(shù)進(jìn)入了實(shí)用和裝置的研制階段；n 1967年以后在美國(guó)、丹麥、日本等國(guó)出現(xiàn)了多家膜及其組件的生產(chǎn)廠家，逐漸開(kāi)始了膜分離技術(shù)的規(guī)模應(yīng)用。膜分離技術(shù)及其應(yīng)用膜分離發(fā)展過(guò)程和趨勢(shì)可用？高增長(zhǎng)低增長(zhǎng)透析微濾超濾反滲透電滲析控制釋放氣體分離滲透汽化雙極膜液膜膜反應(yīng)器閘膜活化傳遞微濾 ～ 10?m：細(xì)菌、煤灰、發(fā)酵細(xì)胞、顏料、蛋白等超濾 ～ ?m：低聚糖、染料、多價(jià)離子反滲透 ～ ?m：電解質(zhì)、大于 100Da的有機(jī)溶質(zhì)水、小于 100Da的有機(jī)溶質(zhì) 膜的適用范圍膜料液水 小分子 大分子滲透液定義：具有選擇性分離的功能薄膜材料。n 國(guó)內(nèi)主要的膜研究和推廣單位：1） 氣體分離 ：大連化學(xué)物理研究所（天邦膜公司）2） 液體分離 ：杭州水處理技術(shù)中心（西斗門公司） 天津紡織工學(xué)院（膜天公司）3） 無(wú)機(jī)膜 ：南京工業(yè)大學(xué)（久吾高科） 中國(guó)科技大學(xué) 膜的發(fā)展歷史 膜的發(fā)展歷史膜的簡(jiǎn)介n 特征 ： 具有選擇性分離的功能薄膜材料，以及以其為核心的裝置、過(guò)程、工藝的集成與應(yīng)用n 特點(diǎn) ：n 無(wú)相變、低能耗 n 高效率、污染小n 工藝簡(jiǎn)單、操作方便n 便于與其它技術(shù)集成濃縮液進(jìn)料液滲透液膜的分類膜的適用范圍n 分離對(duì)象的粒徑分布膜元件膜過(guò)程的一些術(shù)語(yǔ)膜過(guò)程的一些術(shù)語(yǔ)n 通量 ：在一定操作條件下，單位時(shí)間通過(guò)單位面積膜的體積流量。n 通量衰減系數(shù) m： 由于過(guò)程的濃差極化、膜的壓密、膜污染等的影響，使得通量隨時(shí)間的變化膜過(guò)程的一些術(shù)語(yǔ)膜過(guò)程的一些術(shù)語(yǔ)n 推動(dòng)力 ： 1）對(duì)多孔膜而言，在對(duì)流流動(dòng)的情況下，傳質(zhì)推動(dòng)力是膜兩側(cè)的壓力差。 ?1膜過(guò)程的一些術(shù)語(yǔ)n Rm 膜管本身阻力n Ri 膜孔內(nèi)污染阻力 n Rg 凝膠層阻力n Rc 濃差極化阻力膜污染膜污染阻力的概念模型 膜過(guò)程的一些術(shù)語(yǔ)n 膜污染 ：指處理物料中的微粒、膠體粒子或溶質(zhì)大分子由于與膜存在物理化學(xué)相互作用或機(jī)械作用而引起的在膜表面或膜孔內(nèi)吸附、沉積造成膜孔徑變小或堵塞，使膜產(chǎn)生滲透通量與分離特性的不可逆變化現(xiàn)象。膜的應(yīng)用從 20世紀(jì)初到 20世紀(jì) 90年代，膜技術(shù)基本已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室步入工業(yè)化，并在水處理、食品工業(yè)、環(huán)境保護(hù)、化工與石油化工、電子、冶金、國(guó)防 …… 等領(lǐng)域得到成功的應(yīng)用。n 滲透壓的 計(jì)算 ： 理想水溶液滲透壓 ?＝ RTCsi 實(shí)際溶液 ?＝ ?iRTCsi Csi是溶質(zhì)的濃度， mol/cm3典型膜應(yīng)用過(guò)程－ 反滲透 半透膜純水鹽水 純水鹽水 純水鹽水hPA、滲透 B、滲透平衡 C、反滲透滲透、平衡滲透、反滲透示意圖典型膜應(yīng)用過(guò)程－ 反滲透n 一般而言，無(wú)機(jī)鹽溶液的滲透壓很高，含 1g/l氯化鈉的天然水，滲透壓為 ，含 35g/l氯化鈉的海水，滲透壓為 。n 1784年 Abble Nollet用豬膀胱作透過(guò)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)滲透現(xiàn)象；n 1953年 淡化海水的方案；n 1960年 Loeb 和 第一張非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的醋酸纖維素膜，反滲透技術(shù)進(jìn)入實(shí)用化階段。n 溶解－擴(kuò)散模型：膜是無(wú)孔的 “ 完整的膜 ”典型膜應(yīng)用過(guò)程－ 反滲透膜低壓滲透?jìng)?cè)Jw=水通量Cw=滲透液溶質(zhì)濃度Qp＝滲透流量＝ JwACr＝截留液中溶質(zhì)濃度Qr＝截留液流量高壓側(cè)?p??＝膜的推動(dòng)力Cb＝主體溶質(zhì)濃度Cm＝膜面溶質(zhì)濃度供料截留液滲透液Qi=進(jìn)料流量Ci=溶質(zhì)濃度反滲透過(guò)程示意圖反滲透過(guò)程用三個(gè)參數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)：R＝表觀截留率＝ 1Cw/