第二章 膜分离技术.pptVIP

三、浓差极化与膜污染边界层中的传质和浓差极化Cs2Cs1Cs3JCs3x=0料液侧料液流动方向透过侧x=l第62页，共118页，星期日，2025年，2月5日膜渗透流率决定于边界层内的传质情况（D/L）。膜污染是指料液中的某些组分在膜表面或膜孔中沉积导致膜渗透流率下降的现象。浓度极化和膜污染将使膜渗透流率下降，导致超滤无法进行较长时间的稳定操作。如何解决？第63页，共118页，星期日，2025年，2月5日控制措施：①预先过滤除去料液中的大颗粒；②增加流速，减薄边界层厚度，提高传质系数；③选择适当的操作压力和料液黏度，避免增加沉淀层的厚度与密度；④采用具有抗污染性的修饰膜；⑤定期对膜进行清洗和反冲。第64页，共118页，星期日，2025年，2月5日四、超滤操作单级连续操作第65页，共118页，星期日，2025年，2月5日多级连续操作第66页，共118页，星期日，2025年，2月5日五、超滤在食品工业中的应用（一）乳品工业中的应用（二）在果汁澄清中的应用（三）在制备大豆分离蛋白中的应用（四）在酱油酿造中的应用第67页，共118页，星期日，2025年，2月5日在乳品工业中的应用反渗透、超滤技术在乳品工业中应用的最主要方面是乳清蛋白的回收和牛乳的浓缩。（一）从乳清中回收蛋白质BOD即生化需氧量，是指在一定时间内好气微生物氧化分解有机污染物所消耗的氧量，这是水中有机污染物含量的一个综合指标。BOD愈高，表示水中有机物愈多。第68页，共118页，星期日，2025年，2月5日（二）脱脂乳的浓缩图9-30卡孟培尔干酪(Camembert)制造过程中超滤、反渗透的应用第69页，共118页，星期日，2025年，2月5日第四节液膜分离技术一、液膜的分类液态膜，顾名思义是一层很薄的液体。它能够把两个组成而又互溶的溶液隔开，并通过渗透现象起着分离一种或一类物质的作用。这层液体可以是水溶液，也可以是有机溶液。当被隔开的两溶液是亲水相时，液膜应为油型，当被隔开的溶液是亲油相时，液膜应为水型。液膜按其构型和操作方式的不同，主要分为支持液膜和乳化液膜。第70页，共118页，星期日，2025年，2月5日图2-32支持型液膜示意图相界面料液支持液膜（载体和溶剂）反萃液图2-31乳化型液膜示意图膜相内相外相油状乳状液形第71页，共118页，星期日，2025年，2月5日乳化液膜的制备是首先将两个不互溶相即内相（回收液）和膜相（液膜溶液）充分乳化制成乳液，再将此乳液在搅拌条件下分散在第三相（即外相）中而成。通常内相与外相互溶，而膜相既不溶于内相也不溶于外相。在液膜分离过程中，在膜的原料一侧（外相侧）界面上，欲提取的目标物质进入膜相，而在膜的接收相一侧（内相侧）同时释放出该物质，达到与原料中其他成分相分离的目的。因此液膜分离法是膜的两侧同时进行萃取和反萃取（或吸收与解吸）的操作。第72页，共118页，星期日，2025年，2月5日。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。相２相１相２相２相１相１液膜组分内水相相３Ｗ／Ｏ型乳液Ｗ／Ｏ／Ｗ型乳液实验室制备乳化液膜的一种方法第73页，共118页，星期日，2025年，2月5日支持液膜是由溶解了载体的液膜，在表面张力的作用下，依靠聚合物凝胶层中的化学反应或带电荷材料的静电作用，浸没在多孔支持体的微孔内而制成的。由于液膜分布在多孔支持体上，能承受较大的压力，且具有更高的选择性，因此，它可以承担合成聚合物膜所不能胜任的分离要求。支持液膜的分离性能与支持体材质、膜厚度及微孔直径的大小有关。一般而言，支持体孔径越小液膜越稳定，但孔径过小将使空隙率下降，从而将降低透过速度。第74页，共118页，星期日，2025年，2月5日二、液膜的组成①表面活化剂它是液膜的主要成分之一，主要用于控制液膜的稳定性，常用的油膜表面活化剂是Span809单油酸山梨糖醇酐），水膜表面活化剂是Saponin（皂角苷）。1%-5%②膜溶剂膜溶剂是构成膜的机体,为了保持液膜的稳定性，要求溶剂具有一定的黏度.溶剂不溶于膜内相和外相.在油膜中，国外一般采用S100N（中性油）和ISOPAPM（IsoparM）（异链烷烃）做溶剂。90%左右③膜增强剂分离操作过程中要求液膜具有一定的稳定性，而在破乳阶段又要求它容易破碎，为了使二者统一，通常使用添加剂。④流动载体