2第一章分离膜和膜分离过程选读.ppt

第一章 分离膜和膜分离过程;本章主要内容;第一节 分离膜和膜分离;二、膜分离技术与传统分离技术区别 机械分离过程 颗粒大小不同，如筛分和过滤； 重力和离心分离 物体密度不同，如重力沉降、旋风分离等； 平衡分离过程 体系处于平衡状态时不同相态（气液、气固、液固）中浓度不同，如蒸馏、萃取、结晶、吸附、吸收等 速率控制分离过程 物质分子在外力作用下迁移速率不同， 如膜分离和电泳；;各种分离法及适用范围; ① 膜中分布微细孔穴，不同孔穴选择性渗透 ② 膜中存在电荷，吸附、排斥产生选择性渗透 ③ 被分离物在膜中的溶解、扩散作用产生选择渗透性;三、膜分离过程的特点;※ 膜在分离过程中具有如下功能;;五、膜分离的应用领域; 食品/饮料工业? 啤酒/果酒/黄酒/葡萄酒的澄清除菌过滤 苹果、梨、草莓、橙、芒果、桃、梅、李??柠檬等果汁的澄清除菌过滤 苹果、梨、凤梨、草莓、橙、芒果、桃、梅、李、柠檬等果汁的脱水浓缩 葡萄酒/果酒/茶/咖啡芬香气味的浓缩保留 豆蛋白/乳清蛋白/白蛋白/单糖/多糖溶液的澄清与浓缩 乳清、奶酶及其他乳品的澄清、脱盐与浓缩 蔬菜抽提汁/西红柿汁的脱水浓缩? ; 制药/生物工程? 抗生素、维生素、有机酸、氨基酸、酶等发酵液的澄清除菌过滤 抗生素、维生素、有机酸、氨基酸等发酵液的蛋白剔除 酶、蛋白质、多糖制备过程中细胞碎片的剔除 抗生素、氨基酸、维生素、有机酸、酶、多糖、蛋白质的纯化与浓缩 中成药、保健品口服液的澄清除菌过滤 动物血浆、血清的浓缩精制 其他相关的脱盐浓缩、澄清除菌、蛋白剔除、 细胞收集等分离过程; 空气过滤? ?喷雾干燥过程中染料、抗生素、奶粉等的回收 ?电池厂金属镉、氧化铅粉尘的收集 粉碎过程中磷酸盐、氧化镁、二氧化钛、碳粉、水泥、碳酸钙的回收 包装过程中砂糖、染料、奶粉、味精等的回收 干燥过程中PVC、二氧化硅、活性碳、肥料等的回收 合成氨尾气中氢气的回收利用 ?其他一切有关的粉尘收集及空气除尘过程 ;?水处理? 饮用纯水的制备 医药工业中注射用水/洗瓶水及其他无菌水的制备 电子工业中超纯水的制备 火力发电厂锅炉补给水的制备 饮料与化妆品工业中产品配方用水的制备 饮用水纯化/苦碱水脱盐/海水淡化 废水循环与再生利用（零排放） 染料、颜料、油漆、含油废水的处理 纸浆与造纸废水的处理及木素磺酸盐的回收 金属、食品、皮革、农药和除草剂废水的处理 纺织印染废水的处理及丝光废水的回收利用;六、国内膜分离技术主要应用;第二节　分离膜的种类; 亲水性好，孔径范围较宽，较高通量，成本低，无毒； 操作温度窄（30℃），pH窄（3-6)，压实现象，易生物降解 包括天然纤维素、醋酸纤维素（二、三CA、CTA）、硝化（CN ）、乙基（EC）、混合（CN-CA）; 聚砜类树脂具有良好的化学、热学和水解稳定性，强度也很高； pH值适应范围为1～13，最高使用温度达120℃； 抗氧化性和抗氯性都十分优良； 孔径范围较宽，超滤、微滤； 疏水性，易被溶质污染 ;3、聚酰胺类膜;4、聚烯烃类膜 PE、PP、PVC、PS、PAN、PMMA，国内最早开发的膜材料 5、其他类聚合物膜 聚偏氟乙烯膜、再生纤维素膜、芳香杂环类、离子型聚合物、共混和嵌段、接枝共聚物膜;二、无机膜;第三节　分离膜的制备;10种化学方法;9种物理方法;一、均质对称膜的制备 对称膜是指膜主体具有均一的结构。 1. 致密均质膜 溶剂浇铸法 适于可溶性聚合物，将聚合物用溶剂溶解，然后用刮刀或压延辊将聚合物溶液刮在平整的玻璃板或不锈钢板上，然后让溶剂挥发，对不同的聚合物找到合适的溶剂是关键。 挤压法 适于不溶于溶剂的聚合物，将聚合物置于两 加热板间，加热温度在聚合物软化点以上， 在高压下保持一段时间，冷却即可。;2. 微孔均质膜 拉伸法 在接近聚合物熔点温度下，挤压聚合物膜，并配合以很快的拉出速度，在迅速冷却下制成高度定向的结晶膜，冷却后对膜进行第二次拉伸，使膜的结晶结构破坏，并产生裂缝状的孔隙。 烧结法 将粉状的聚合物加热，控制温度及压力，使粉粒间存在一定空隙，只使粉粒的表面熔融但不全熔，相互粘结形成多孔的薄层或块状物，再加工成滤膜。; 溶出法 在制膜基材中混入某些可溶出的高分子材料，或其他可溶的溶剂，或与水溶性固体细粉混炼。成膜后用溶剂将可溶性物质溶出，从而形成多孔膜。;膜受照射时间的长短膜孔数目 刻蚀时间的长短决定膜孔的大小 特点: 孔径分布均匀，孔为圆柱形或圆锥 形毛细管;二、非对称膜的制备 非对称膜是指膜主体具有两种或两种以上的形貌结构 比对称膜具有高得多的透过速率，是工业上用的最多的膜类 致密的或具有微小细孔的选择性透过薄层支撑在