食品工程原理 第十章 膜分离

1、第十章膜分离，本章介绍了目的和要求、膜分离的基本原理、各种膜分离机制及各种分离膜的结构和特性了解膜组件、膜分离装置及一般过程。了解各种因素对膜分离的影响。掌握膜分离过程中浓度极化及膜污染的原因和消除方法。重点介绍了膜分离装置的选择。10-1概述，膜孔径、传质动力和传输机制，膜分离过程，根据动态特性，通过静态压力差推进过程微滤(MF)超滤(ultrafiltration，UF)1微滤是在压力差下通过光圈为0.0210.00m的多孔膜去除溶液中粒子的过程。通常，微滤操作的跨度差压为0.10.5MPa。可用于分离淀粉离子，细菌等。2超滤在压差作用下使用光圈为10-210-3m的超滤膜过滤溶液，产生将

2、大分子或粒子从溶液中分离的过程。典型超滤操作的transmembrane差压为0.31.0MPa。主要用于大分子物质的分离。也称为纳滤膜，3纳滤膜是近年来作为超滤和反渗透之间的膜分离方法发展起来的。适用于分离相对分子质量大于200且分子大小约为1nm的成分。Transmembrane差压为0.53.0MPa。4反渗透在比溶液渗透压高的压力下，通过反渗透膜将溶液的溶质包括在无机盐类封闭中，溶剂(通常是水)向膜施加压力。跨膜差压为115MPa，主要用于海水淡化。5电渗析使用离子交换膜将离子交换膜引起的溶液中的负离子、阳离子和溶液徐璐分离为其他选择性通透性。主要用于去离子水的制备，溶液中无机盐类的去

3、除等。各种膜分离工艺具有不同的机理和应用范围，与其他分离方法相比，具有许多显著的特点：膜分离工艺不变，能耗一般较低；通常，为了节约资源和保护环境，不需要从外部添加其他材料。分离和浓缩、分离和反应同时进行，大大提高了流程的效率。通常在温和的条件下进行，因此特别适合于热物质的分离、分类、浓缩和浓缩。膜分离被广泛使用。这不仅适用于从病毒、细菌到粒子的广泛有机物或无机物的分离，还适用于许多特殊溶液系统的分离，例如共沸物或几乎沸水的分离。胶片的性能可以灵活调整。膜组件简单，可持续运行，容易与其他分离过程或反应过程相结合，易于控制、修复和扩大。因此，食品在刚分离过程中，味道和香气成分不容易分离。很容易保持

4、食物的特定功效，例如蛋白质的泡沫稳定性。另外，与蒸发浓缩或冷冻浓缩不同，没有相变过程，经济性很好。膜性能，分离渗透率分离效率磁导率衰减系数物理化学稳定性膜强度压力温度pH耐受，普通膜，均质膜，不对称膜，微孔对称膜，普通膜，铝膜，纳米管膜，聚酰胺过渡相膜，10-2反渗透，反渗透的基本原理，溶质通过高分子链之间的孔，以中空的形式通过膜扩散。毛细管流动模型的优先吸附，扩散模型的溶解，溶质先溶解(或吸附)在原料侧的膜表面，然后扩散薄膜，从膜另一侧的表面解吸。可用于通过致密同质膜的传质过程，即使不致密也有孔。，反渗透的浓度极化现象，浓度极化，浓度极化对反渗透的影响，反渗透的渗透通量，渗透通量的影响因素：

5、差压工作温度物质液体速度物质的浓度膜材料和结构，浙江玉环海水淡化项目，海洋海水淡化设备，10-3超滤，超滤原理超滤的动力是压力热量，在溶液一侧施加压力，一定大小的溶质分子会随着溶剂通过超滤膜。超滤对大分子的阻断机制主要是筛选效果。决定阻塞效果主要是膜表面活性层中孔的大小和形状。除了体质作用外，膜表面、微孔内的吸附及颗粒在膜孔内的停留还阻断了大分子。在某些情况下，膜表面的理化性质对分离也有重要影响。超滤处理聚合物溶液，对溶液的渗透压过程有一定的影响。超滤过程的传质模型、筛板模型、溶剂的透射通量：溶质的透射通量：水的透射通量：微孔模型、超滤的浓度极化现象、超滤的浓度极化减少方法回收率控制(单组分1

6、5%、整机50)流量类型和工艺控制() 影响因素：工作差压物质液体浓度物质流速、流速、阻温液体浓度工作时间控制方法适当膜材料溶液的预处理膜清洗、超滤和反渗透的主要设备，主要设备反渗透和超滤工作的基本设备包括预处理过滤器、高压泵、膜组件。 其中膜组件是反渗透和超滤操作的主要设备。膜组件板管螺旋线圈中空纤维膜组件、平板膜组件、管膜组件、线圈膜组件、中空纤维膜组件、聚乙烯膜组件、10-4电渗析、基本原理、电渗析的基本原理电渗析根据外部电场的作用，使用不同的选择通过将离子交换膜对在溶液中的音、正离子及其溶剂分离开来。溶液的电导率是由溶液中离子的迁移引起的，因此其电导率取决于溶液中离子的浓度和离子的绝对

7、率。离子浓度越高，离子绝对速度越大，溶液的导电性越强。也就是说，溶液的电阻变小了。纯水的主要特征是第一，不导电，第二，极性大。如果水中存在电解质(盐类离子等)，则电阻率小于纯水，导电性强。电渗析是利用含离子溶液进行电供应时离子迁移器的特征。10-4电渗析，电渗析中的传递过程和伴随过程，10-4电渗析，离子交换膜选择通透性，空位，磺酸羊膜的空位结构，静电作用和扩散，离子交换膜选择通透性，0-4电渗析，电渗析中的电化学过程，电渗析的动力z和DA分别是阳离子a的价格和扩散计、f法拉第常数、10-4电渗析器、基本结构、电渗析的主要组成部分、膜极地其他组成部分、浓度、淡水隔板(a)电路无1，6流通道； 2，5进水口；3，8出水孔；4，7垫片，膜分离技术在食品工业中的应用，10-5液膜分离技术的分析，液膜的