膜分离技术基础及其应用012PPT推荐.ppt
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不对称膜的出现是膜制造上的一种突破,它为膜过滤技术向工业化奠定了基础。
的一种突破,它为膜过滤技术向工业化奠定了基础。
非对称膜由厚度为0.10.5m的致密表皮层及厚度为50150m的疏松多孔支撑层组成。
非对称膜的传质阻力主要由很薄的致密表皮层决定。
由于非对称膜表皮层比均致膜的厚度薄很多,故其渗透速率比对称膜大。
不称膜横断面图不对称膜膜的结构示意图不对称膜膜的结构示意图不对称膜膜的结构示意图不对称膜膜的结构示意图支撑层活性层料液膜分离技术是利用天然或人工制备的具有选膜分离技术是利用天然或人工制备的具有选择透过性膜,以外界能量或化学位差为推动力,择透过性膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。
提纯和浓缩的方法。
什么是膜分离技术什么是膜分离技术什么是膜分离技术什么是膜分离技术膜过滤与传统过滤的差别膜过滤与传统过滤的差别膜过滤与传统过滤的差别膜过滤与传统过滤的差别全量过滤全量过滤全量过滤全量过滤:
又称死端过滤、又称死端过滤、滤饼过滤,其进料流向与滤饼过滤,其进料流向与滤过流向一致,滤渣在过滤过流向一致,滤渣在过滤介质表面形成滤饼层。
滤介质表面形成滤饼层。
滤网滤网膜膜错流过滤错流过滤:
又称膜过滤、:
又称膜过滤、切向流过滤,其进料流向与切向流过滤,其进料流向与滤过流向垂直,滤渣不会形滤过流向垂直,滤渣不会形成滤饼,只形成凝胶薄层,成滤饼,只形成凝胶薄层,是一种动态过滤是一种动态过滤常规过滤和错流过滤常规过滤和错流过滤常规过滤和错流过滤常规过滤和错流过滤aaaa常规过滤;
常规过滤;
bbbb错流过滤错流过滤错流过滤错流过滤微滤膜微滤膜微滤膜微滤膜膜分离技术的优势膜分离技术的优势膜分离技术的优势膜分离技术的优势分离过程无相变,是一种节能技术;
分离过程无相变,是一种节能技术;
分离过程以压力为驱动力,常温下进行,特别适分离过程以压力为驱动力,常温下进行,特别适分离过程以压力为驱动力,常温下进行,特别适分离过程以压力为驱动力,常温下进行,特别适合热敏性物质;
合热敏性物质;
适用范围广,关键在于选择膜类型;
设备本身没有运动部件,很少需要维护,可靠度设备本身没有运动部件,很少需要维护,可靠度设备本身没有运动部件,很少需要维护,可靠度设备本身没有运动部件,很少需要维护,可靠度很高,操作十分简单;
很高,操作十分简单;
膜分离装置为独立单元、分离效率高,可以直接膜分离装置为独立单元、分离效率高,可以直接膜分离装置为独立单元、分离效率高,可以直接膜分离装置为独立单元、分离效率高,可以直接插入已有的生产工艺流程,不需要对生产线进行插入已有的生产工艺流程,不需要对生产线进行插入已有的生产工艺流程,不需要对生产线进行插入已有的生产工艺流程,不需要对生产线进行大的改变;
大的改变;
膜分离技术的劣势膜分离技术的劣势膜分离技术的劣势膜分离技术的劣势膜面易发生污染,膜分离性能降低,故需采用与膜面易发生污染,膜分离性能降低,故需采用与膜面易发生污染,膜分离性能降低,故需采用与膜面易发生污染,膜分离性能降低,故需采用与工艺相适应的膜面清洗方法;
工艺相适应的膜面清洗方法;
稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限,故稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限,故稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限,故稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限,故使用范围有限;
使用范围有限;
单独的膜分离技术功能有限,需与其他分离技术单独的膜分离技术功能有限,需与其他分离技术单独的膜分离技术功能有限,需与其他分离技术单独的膜分离技术功能有限,需与其他分离技术连用。
连用。
现阶段膜元件价格较高现阶段膜元件价格较高现阶段膜元件价格较高现阶段膜元件价格较高膜分离技术简介膜分离技术简介膜的分类和定义膜的分类和定义表征膜性能的参数表征膜性能的参数影响膜的因素影响膜的因素膜过滤装置的型式及操作方式、膜过滤装置的型式及操作方式、膜分离技术的应用膜分离技术的应用目目目目录录录录膜的分类膜的分类膜的分类膜的分类),分类内容分类内容膜的种类膜的种类过滤孔径过滤孔径截留分子量截留分子量微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜MFUFNFRO膜组装形式膜组装形式平板膜、平板膜、管式膜、卷式膜、中空纤维膜、卷式膜、中空纤维膜膜的结构膜的结构对称膜、对称膜、非对称膜、复合膜、复合膜膜的材质膜的材质高分子有机膜、高分子有机膜、陶瓷膜、金属膜、金属膜应用方法应用方法液体分离膜、渗透汽化、气体分离膜、透析、液膜等、渗透汽化、气体分离膜、透析、液膜等膜的分类和定义膜的分类和定义膜的分类和定义膜的分类和定义
(1)微滤是利用筛分原理,分离截流直径为微滤是利用筛分原理,分离截流直径为0.02um0.02um0.02um0.02um10um10um10um10um的颗粒,用于细胞、细菌、细胞器的分离。
的颗粒,用于细胞、细菌、细胞器的分离。
实验室中的应用实验室中的应用实验室中的应用实验室中的应用微生物检测微生物检测微生物检测微生物检测微粒子检测微粒子检测微粒子检测微粒子检测工业上的应用工业上的应用工业上的应用工业上的应用制备半导体工业用的超纯液体制备半导体工业用的超纯液体制备半导体工业用的超纯液体制备半导体工业用的超纯液体过滤发酵液中的菌体过滤发酵液中的菌体过滤发酵液中的菌体过滤发酵液中的菌体空气过滤空气过滤空气过滤空气过滤(2222)超滤是利用膜阻滞大分子透过,通过筛分把各种)超滤是利用膜阻滞大分子透过,通过筛分把各种)超滤是利用膜阻滞大分子透过,通过筛分把各种)超滤是利用膜阻滞大分子透过,通过筛分把各种分子量的溶质分开。
它分离的分子范围从分子量的溶质分开。
它分离的分子范围从3000-3000-3000-3000-1000000100000010000001000000道尔顿,膜孔径为道尔顿,膜孔径为道尔顿,膜孔径为道尔顿,膜孔径为1-10nm1-10nm1-10nm1-10nm。
主要在蛋白质分离、。
主要在蛋白质分离、浓缩去热源等方面应用。
浓缩去热源等方面应用。
膜的分类和定义膜的分类和定义膜的分类和定义膜的分类和定义(3)反渗透)反渗透在高于溶液渗透压的压力作用下,只有溶在高于溶液渗透压的压力作用下,只有溶液中的水透过膜,而所有溶液中的大分子,小分子有液中的水透过膜,而所有溶液中的大分子,小分子有机物及无机盐全被截住。
理想的反渗透被认为是无孔机物及无机盐全被截住。
理想的反渗透被认为是无孔的。
他的分离基本原理是溶解扩散学说,主要应用于的。
他的分离基本原理是溶解扩散学说,主要应用于小分子有机物的浓缩(如糖、氨基酸及抗生素的生产小分子有机物的浓缩(如糖、氨基酸及抗生素的生产中)。
中)。
(4444)透析)透析)透析)透析它基于分子大小,分子构想与电荷,以浓它基于分子大小,分子构想与电荷,以浓它基于分子大小,分子构想与电荷,以浓它基于分子大小,分子构想与电荷,以浓度梯度为驱动力,通过水与小分子物质扩散达到分离度梯度为驱动力,通过水与小分子物质扩散达到分离度梯度为驱动力,通过水与小分子物质扩散达到分离度梯度为驱动力,通过水与小分子物质扩散达到分离浓度的目的。
透析膜具有反渗透无孔和超滤膜极细孔浓度的目的。
透析膜具有反渗透无孔和超滤膜极细孔的特点。
根据所用膜的孔径不同,可分离浓缩大分子的特点。
根据所用膜的孔径不同,可分离浓缩大分子物质,取除小分子有机物及无机盐。
主要应用在医院物质,取除小分子有机物及无机盐。
主要应用在医院的的的的血液透析和腹膜透析血液透析和腹膜透析血液透析和腹膜透析血液透析和腹膜透析。
按分离孔径划分的膜类型按分离孔径划分的膜类型按分离孔径划分的膜类型按分离孔径划分的膜类型按分离孔径划分的膜类型按分离孔径划分的膜类型按分离孔径划分的膜类型按分离孔径划分的膜类型按膜的材质划分的膜类型按膜的材质划分的膜类型按膜的材质划分的膜类型按膜的材质划分的膜类型天然高分子材料天然高分子材料种类:
纤维素衍生物,如醋酸纤维、硝酸纤维和再生纤维种类:
纤维素衍生物,如醋酸纤维、硝酸纤维和再生纤维优点:
醋酸纤维的阻盐能力最强,常用于反渗透膜,也可作超滤优点:
醋酸纤维的阻盐能力最强,常用于反渗透膜,也可作超滤膜和微滤膜;
再生纤维素可用于制造透析膜和微滤膜。
膜和微滤膜;
缺点:
醋酸纤维膜最高使用温度和缺点:
醋酸纤维膜最高使用温度和pHpH范围有限,在范围有限,在45-5045-50CC,pH3-8pH3-8。
合成高分子材料合成高分子材料种类:
聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯晴、聚烯类和含氟聚合种类:
聚砜、聚酰胺、聚酰亚胺、聚丙烯晴、聚烯类和含氟聚合物,其中,聚砜最常用,用于制造超滤膜。
物,其中,聚砜最常用,用于制造超滤膜。
优点:
耐高温优点:
耐高温(70-80(70-80CC,可达,可达125125C)C),pH1-13pH1-13,耐氯能力强,耐氯能力强,可调节的孔径宽可调节的孔径宽(1-20nm)(1-20nm);
聚酰胺膜的耐压较高,对温度和;
聚酰胺膜的耐压较高,对温度和pHpH稳定性高,寿命长,常用于反渗透。
稳定性高,寿命长,常用于反渗透。
聚砜的耐压差,压力极限在缺点:
聚砜的耐压差,压力极限在0.5-1.0MPa0.5-1.0
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- 分离 技术 基础 及其 应用 012