生物分离膜分离.ppt

第四章膜分离(membraneseparation),本章教学目的与要求,（1）掌握膜分离的概念、熟悉膜的功能、膜分离技术的特点（2）掌握超滤、微滤、透析、反渗透等主要膜分离技术的原理、特点、分离操作和应用；（3）了解渗透汽化、电渗析等的定义（4）熟悉各种商品化膜组件（5）熟悉膜分离技术的应用,膜,料液,水,小分子,大分子,透过液,膜分离：以选择性透过特性的膜为分离介质，通过在膜两边施加一个推动力（如浓度差、压力差或电位差等）时，使料液侧组分选择性地透过膜，以达到分离提纯的目的.,膜技术简介,膜的概念,在一种流体相或是在两种流体相之间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体被膜分开的流体相物质是液体或气体膜的厚度应在0.5mm以下，否则不能称其为膜,膜的功能：物质的识别与透过；（分离的内在因素）相界面；（透过液与料液被分为互不混合的两相）反应场（膜表面及孔内表面的功能基团）。生物分离中的膜分离法主要是利用了膜对物质的识别与透过功能.,膜的发展历史,第一节各种膜分离法及原理,膜分离过程的本质,膜分离过程的实质是物质透过或被截留于膜的过程，近似于筛分过程，依据滤膜孔径大小而达到物质分离的目的.,膜筛分分离机理,膜分离技术的类型,生物分离中最常用的膜分离技术：超滤、微滤和反渗透、透析。,各种膜分离范围,一、反渗透(reverseosmosis,RO),渗透和渗透压：渗透：膜（可透过溶剂,不能透过溶质）两侧压力相等时，在浓度差作用下，溶剂从溶质浓度低的一侧向溶质浓度高的一侧透过的现象，称为渗透（a）。渗透压：渗透现象中，促使水分子透过的推动力。,渗透平衡：随着水的渗透，高浓度水溶液一侧的液面升高，压力增大，当两侧的压差等于渗透压时，处于渗透平衡状态（）,反渗透(RO)：定义：在溶质浓度高的一侧施加超过渗透压的压力，使溶剂透过膜的操作，为反渗透（c)。RO膜无明显的孔道结构，透过机理尚不十分清楚，多以溶解扩散模型解释,反渗透示意图,水分子,离子,大分子,颗粒与胶,反渗透的特点：,压力差：操作压力大，0.1-10Mpa透过物：水、溶剂截留物：溶质、盐适用于1nm以下小分子（盐、氨基酸、糖）的浓缩,1）海水和苦咸水的淡化2）纯水和超纯水的制备3）饮用水的净化4）医药、食品、化工等工业料液的处理和浓缩5）废水处理,反渗透的应用领域：,二、超滤(UF)和微滤(MF),UF膜和MF膜有明显的孔道结构传质推动力：压力差透过机理：根据膜孔径的大小进行筛分主要用于截留高分子溶质或固体微粒,不对称聚合物超滤膜,陶瓷微滤膜,微滤(MF)膜孔径较大，0.05-10um，适用于悬浮液（菌体细胞、胶体颗粒和悬浮微粒子）的分离，截留物粒径：0.1-10um；操作压力：比UF小，0.05-0.5MPa。膜两侧渗透压可忽略，甚至可在常压下操作。,超滤(UF)定义：根据高分子溶质之间或高分子与小分子溶质之间相对分子量的差别进行分离的方法膜孔径：0.001-0.05um，比MF膜小。适用范围：处理不含固形成分料液，分离或浓缩1-50nm的生物大分子（蛋白、酶等）操作压力：膜两侧渗透压较小，操作压力较反渗透低，0.1-1.0MPa，但较MF高,膜分离法与物质大小（直径）的关系,补充：纳滤（nanofiltration,NF）,纳滤膜的特点纳滤膜孔径为纳米级，介于反渗透膜(RO)和超滤膜(UF)之间，因此称为“纳滤”。纳滤膜的表层较RO膜的表层要疏松得多，但较UF膜的要致密得多.主要用于截留分子量为100-1000左右的物质，可以使一价盐和小分子物质透过.具有较小的操作压力（0.51.5MPa）。,2.纳滤的应用领域海水及苦咸水的淡化；原水处理及高纯水制备；在食品行业中，纳滤膜可用于果汁生产，大大节能；在医药行业可用于氨基酸生产、抗生素回收等方面；,微滤、超滤、纳滤和反渗透,（如细胞、颗粒）,（如蛋白质、酶）,压力驱动膜分离示意简图,三、透析(Dialysis,DS),透析膜：具有一定孔径大小，高分子溶质不能透过，而水和小分子溶质（如无机盐）能透过的亲水膜透析：利用透析膜将料液（含有高分子、小分子溶质）与透析液（纯水或缓冲液）分隔，在浓差作用下，料液中小分子溶质(如无机盐）会透过膜进入透析液，而透析液中的水透过膜进入料液。,透析原理图,水分子,大分子,小分子,透析膜,料液,透析液,透析操作,按照分子大小进行分离。分离取决于透析袋截留的分子量。,透析液,浓缩的蛋白混合样品,透析袋,开始透析,处于平衡状态,透析的特点,透析膜一般为孔径5-10nm的亲水膜纤维素膜、聚丙烯腈膜、聚酰胺膜以浓差为传质推动力，膜的透过通量小，不适用于大规模生物分离，实验室应用较多,应用：1)生物分离中主要用于生物大分子溶液的脱盐。2)临床上常用于肾衰竭患者的血液透析；,血液透析装置,四、电渗析(Electrodialysis,ED),定义：在直流电场的作用下，利用离子交换膜的选择性透过特性，将荷电性质和分子大小不同的物质进行分离.离子交换膜：在膜表面和孔内径共价键合有离子交换基团的膜阳离子交换膜：键合磺酸基（SO3)等酸性阳离子交换基，选择性透过阳离子阴离子交换膜：键合季铵基（N+R3)等碱性阴离子交换基，选择性透过阴离子,电荷作用膜分离机理,C:Convectiveforce;E:Electrostaticforce;L:Positivelychargedlysozymelayer,阳膜,在水溶液中,阳膜的活性基团会发生解离，留下带负电荷的固定基团，构成了强烈负电场,在外加直流电场作用下，根据异电相吸原理，阳离子可被它吸引、传递而通过膜到另一侧，而阴离子由于膜上固定负电荷基团的排斥不能通过膜。,+,-,电渗析分离原理示意图,阴离子交换膜和阳离子交换膜交替排列两端与膜垂直方向加电场，在电场作用下电介质发生泳动,电渗析的特点,分离介质：离子交换膜（荷电膜）推动力：在直流电场的作用下，以电位差为推动力应用：海水淡化及废水处理；氨基酸和有机酸等小分子电解质的分离及溶液脱盐。,电渗析器,特点:能耗低、产水量大、脱盐率、高稳定性强广泛用于医药、食品、硬水软化、海水淡化、电子、化工等方面,五、渗透气化（或渗透蒸发膜蒸馏）,定义：膜（亲水膜或疏水膜）的一侧通入料液，另一侧抽真空或通惰性气体，在膜两侧溶质分压差的作用下，料液中的溶质溶于膜内，扩散通过膜，并在透过侧发生气化，使液体混合物得到分离的膜分离法。分离机理：溶解扩散机理各溶质与膜的亲合作用的不同，造成溶质间透过膜的速度不同，而实现分离,渗透汽化浓缩乙醇示意图,乙醇脱水,优先透水膜,1）水优先选择性透过2）主要用于乙醇脱水，制备无水乙醇或浓缩乙醇3）取代传统共沸精馏，降低能耗,在乙醇-水体系的膜分离系统中，根据膜的优先选择透过性，可将膜分为：1）优先透水膜（应用较多）2）优先透醇膜（应用较少）优先透醇膜主要用于与燃料乙醇发酵过程耦合，实现乙醇原位分离，可以减小乙醇对发酵过程的抑制作用，实现连续发酵。,发酵-渗透汽化分离耦合生产燃料乙醇,常规乙醇发酵工艺存在的主要问题产物抑制作用能耗高，成本偏高主要技术指标其乙醇渗透通量1000g/m2h，选择性15优先透醇渗透汽化后透过液的乙醇浓度达30-60%,渗透汽化的特点：溶质发生相变，消除了渗透压的作用，可在较低压力下进行一次分离度高、操作简单、无污染、低能耗便于放大及与其它过程耦合和集成（如发酵法制乙醇与渗透气化耦合）,应用领域1）有机物脱水：无水乙醇、燃料乙醇的制备2）水中微量有机物的脱除：废水处理，从中脱除挥发性有机成分，如氯化物等3）发酵液中提取有机物，如乙醇4）有机混合物的分离：共沸物和挥发度相差较小的双组分溶液的分离,处理效率高，可实现连续分离，操作容易且易于实现自动控制。条件温和，通常在常温下进行，特别适合处理热敏性物料；无相转变（除渗透气化外），能耗低；有相当好选择性，可在分离、浓缩的同时达到部分纯化目的；系统可密闭循环，防止外来污染；易于和反应或其他分离过程集成和耦合。,补充：膜分离技术的特点,各种膜分离技术的总结,第二节膜及其特性,一、膜材料,对膜材料的要求：（1）选择性：能满足实现分离目的的各种要求（2）透过速度：有效膜厚度小，UF和MF膜孔隙率高，过滤阻力小（3）惰性膜材料为惰性，不吸附溶质(蛋白质、细胞等)，不易污染，不易堵塞；（4）稳定性适用的温度和pH范围广，耐高温灭菌，耐酸碱，稳定性高，使用寿命长（5）可恢复性易通过清洗恢复透过性能；,膜的分类：按膜分离过程：微滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜按膜结构：对称膜、不对称膜（一般不对称膜和复合膜）按膜层结构是否有透孔：有孔膜、无孔膜（致密膜）按材料分：天然高分子膜、合成高分子膜、无机材料膜,各种膜材料的应用及其特点,二、膜的结构特性,孔道结构对称膜和不对称膜的比较：对称膜：膜截面的膜厚方向上孔道结构均匀，传质阻力大，透过通量低，容易污染，清洗困难，微滤膜大多为对称膜；不对称膜：由表面活性层(0.20.5m)和惰性层(50100m)构成，且起膜分离作用的表面活性层很薄，透过通量大，膜孔不易堵塞，容易清洗，超滤和反渗透膜多为不对称膜。,高分子微滤膜,超滤膜,反渗透膜,表面活性层：分离作用,惰性层：支撑强化,不对称膜又可分为一般不对称膜和复合膜，一般不对称膜的表层和底层为同一种材料，复合膜的则为不同材料复合而成。,微滤膜：多孔对称膜（高分子微滤膜）超滤膜、陶瓷微滤膜：一般多孔非对称膜反渗透、纳滤膜：致密复合膜,无孔膜,多孔膜,孔道特性孔径孔径分布大多膜的孔径均有较大的分布范围（核孔微滤膜除外）孔隙率单位膜面积上孔面积所占的比例致密膜（如RO）孔隙率10%多孔膜（如UF膜和MF）孔隙率较大,三、水通量,定义：在一定条件下（压力：0.1MPa，温度：20)，单位时间透过单位膜面积的纯水体积。膜材料、生产工艺和膜孔径影响水通量大小。水通量不能衡量和预测实际料液的透过通量（实际操作时溶质吸附、膜孔堵塞及浓度极化等会使透过通量大幅度降低）。膜孔径越大，料液透过通量下降速度越快。大孔径，微粒易堵塞膜孔,PP为聚丙烯,又称“渗透通量”，其定量地反映透过组分透过膜的透过速率，也称渗透速率。膜通量透过液的体积/膜的有效面积/运行时间注：单位通常采用LMH（升/平方米.时），大规模工业化应用中也有采用MPD（立方米/天），此单位未考虑面积。,膜通量,第三节膜组件,膜组件的定义：由膜、固定膜的支撑体、间隔物及收纳这些部件的容器构成的一个单元。商品膜组件的类型：,结构：将膜固定在内径10-25mm,长约3m,圆管状多孔支撑体上构成管式膜，10-20根管式膜并联或串联，收纳在筒状容器内即构成管式膜组件。,一、管式膜组件,膜处于支撑体的内部时，叫“内压管式组件”，膜处于支撑体的外部时，叫“外压管式组件”。多数情况下，采用内压式，即膜的分离皮层在内表面上。,管式膜组件的特点,优点：a.结构简单，内径较大，压力损失小，对预处理要求不高，适合于处理悬浮物含量较高的料液;b.易清洗；c.安装、拆卸、换膜和维修均较方便缺点：a.在各种膜组件中过滤比表面积最小;b.设备投资较高,操作费用大,二、平板式膜组件,结构：与板式换热器或加压叶滤机相似。由多枚平板膜以1mm左右的间隔重叠加工而成，膜间衬设多孔薄膜，供料液或滤液流动。,支撑板两面各一张膜，膜的背面（透过液侧）对着支撑板，形成透过液腔；膜的正面（过料面）与相邻支撑板上的相邻膜的正面相对，构成过料腔,优点：1、处理量可调整（增减膜板、膜片）;构简单，易操作。2、开放式流道，堵塞后可拆下膜板膜片清洗，膜的更换和维护较容易。3、对预处理要求低，处理对象范围广。,缺点,1、对膜的机械强度要求高。2、换膜较费时;拆后复装易泄露。3、造价较高。比较表面积低。能耗较高.,平板式膜组件的特点,三、螺旋卷式膜组件,结构：将两张平板膜固定在多孔性滤液（透过液）隔网上，两端密封，膜上下分别衬设一张料液隔网，卷绕在空心管上构成。（也称卷式膜组件）,螺旋卷式膜组件的特点,优点：a.比表面积大，结构简单，价格较便宜。b.单位膜面积能耗较低缺点：a.处理悬浮物浓度较高的料液时易堵塞。一旦堵塞污染，清洗较板式膜和管式膜困难，对预处理要求较高。b.单位面积处理速度不如板式膜和管式膜,四、中空纤维（毛细管）式膜组件,结构：由数百至数百万根中空纤维膜（内径4080m)或毛细管膜（内径0.252.5mm）固定在圆筒形容器内构成。实质是管式膜，两者的主要差异在于中空纤维膜无支撑体，靠自支撑,耐压情况毛细管膜：耐压能力低，cb,所以通常表观截留率R真实截留率R0,截留分子量：截留曲线上截留率为0.90的溶质的相对分子量,实际膜:孔径分布范围小的，截留曲线陡直，反之斜坦.MMCO相同的膜，可能表现出完全不同的截留曲线,截留分子量(Molecularmasscut-off,MMCO),截留曲线：膜的截留率(R)与溶质分子量之间关系的曲线。,理想膜:截留曲线为通过横坐标MMCO的一条垂直线当MMMMCO时,R=1;,MMCO只是表征膜特性的一个参数，不能作为选择膜的唯一标准。选择UF膜时还应考虑以下因素:孔径分布、透过通量、耐污染能力等,溶质相对分子量分子特性不同分子形状的截留率：球形带支链线形；对于荷电膜，与膜相反电荷的分子截留率较低；若膜对溶质有吸附作用，截留率增大。,实际膜分离过程中影响截留率的因素：,其他高分子溶质的影响两种以上高分子溶质共存时，其中某一溶质的截留率要比其单独存在时高。(产生浓度极化)操作条件温度升高，粘度下降，截留率降低；膜面流速增大，浓差极化减轻，截留率下降pH=pI时，凝胶极化，使蛋白质溶质的截留率高于其他pH下的截留率。,第五节影响膜分离速度的因素,1、操作方式2、流速3、压力4、料液浓度,影响膜分离速度的因素,一、操作方式,传统过滤操作：采用终端过滤(Dead-endfiltration)形式，即料液流向与膜面垂直。缺点：膜表面滤饼阻力大，透过通量很低，运行周期较短；,超滤和微滤操作：采用错流过滤(Cross-flowfiltration)形式，即料液流向与膜面平行，也称为“横向流过滤”或“切向流过滤”。优点：可大大减轻浓度极化或凝胶极化现象，使透过通量维持在较高水平，可连续工作，高于终端过滤,二、流速,主要影响传质系数k，从而影响透过通量。流速增大，传质系数k提高，透过通量也增大。流速增大，也有减弱浓度极化或凝胶极化的作用。,三、压力,压力较小时，无浓度极化现象发生，Jv与p呈线性关系：,p逐渐增大，膜面出现浓度极化现象,Jv与p不再呈线性关系：,p继续增大至出现凝胶极化现象时，Jv接近常数Jlim：,Jlim随料液浓度增大而降低，随流速提高而增大,四、料液浓度,由浓度极化模型可知Jv与-ln(Cb-Cp)呈线性关系，Jv随Cb的增大而减小。,由凝胶极化模型可知，Cb=Cg时，Jv=0。故可据稳态操作条件下Jv与Cb的试验数据，推算溶质形成凝胶层的浓度Cg值。,第六节膜分离操作,一、浓缩操作,用于菌体或蛋白质浓缩的膜分离过程有三种操作方式：开路循环、闭路循环和连续操作。,开路循环全部溶液用给料泵送回料液槽（即浓缩液返回料液槽），只有透过液排出到系统外的操作方式。对系统进行物料衡算得：,其中：V、c和Q分别为料液体积、浓度和透过液流量；CF和REC分别为目标产物的浓缩倍数和收率；R为目标产物的截留率。,R越大，REC和CF越高,开路循环操作中，循环液中溶质浓度不断上升，若流量和压差不变，透过通量将随操作时间不断降低。（Jv与-ln(Cb-Cp)呈线性关系）,浓缩操作选用的膜，应对目标产物应有足够大的截留率，特别是浓缩程度较高时，否则收率很低。,c0=2%,闭路循环浓缩液（未透过的部分）不返回料液槽，而是利用循环泵送回到膜组件中的操作方式。特点：优点：膜组件内的流速可不依靠料液泵的供应速度进行独立的优化设计。缺点：循环液中目标产物浓度的增加较快，透过通量小于开路循环。,连续操作在闭路循环操作的基础上，将浓缩液不断排出到系统之外的操作方式。,特点：优点：容易实现自动化，节省人力。缺点：在三种浓缩操作方式中效率最低，膜组件的溶质浓度一直保持在最高水平，透过通量最小。,利用多级串联连续操作改善透过通量。,上一级浓缩液进入下一级继续浓缩，每一级膜组件浓缩液浓度逐渐升高，其平均透过通量高于单级过程,二、洗滤操作,又称透析过滤或简称透滤目的:除去菌体或高分子溶液中的小分子溶质,间歇操作适用于料液量较小时,洗滤过程需向料液槽连续加入水或缓冲液。,若保持料液量和透过通量不变，则对系统进行物料衡算得：,其中：s0、s分别为小分子溶质的初始浓度、洗滤后浓度;Rs小分子溶质的截留率；V料液体积,VD为流加水或缓冲液的体积（透过液体积）。,料液体积V越小，VD也越小。因此，一般在洗滤前需浓缩料液，以减少洗滤液用量。,浓缩后，目标产物浓度增大，透过通量下降，因此，存在最佳料液浓度，使洗率时间最短。,C*为最佳料液浓度,e为自然常数此时洗滤操作时间最短,(4.47),料液处理量较大时，宜采用多级串联的连续洗滤操作,预浓缩：减少处理量洗滤：除残留小分子,第七节膜的污染与清洗,1.1膜污染?由于被处理料液中的微粒或溶质分子与膜发生理化作用，或因凝胶极化溶质析出，以及机械作用而引起的膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞，引起膜透过通量与分离特性发生变化的现象。,一、膜的污染,膜污染是膜技术应用的最大限制因素，膜分离过程中遇到的最大问题,1.2造成膜污染的主要原因：凝胶极化现象引起的凝胶层；溶质在膜表面的吸附；膜孔堵塞；膜孔内的溶质吸附。1.3膜污染的影响：透过通量大幅度下降；目标产物回收率降低;膜的使用寿命大大缩短,膜污染示意图,吸附,颗粒沉积,膜孔堵塞,膜孔内的污染,膜表面污染,1.4膜污染的分类,膜污染,可逆污染,不可逆污染,如凝胶极化、膜孔堵塞，可通过物理、化学和生物方法来减轻和改善的一类污染,不合理的料液性质使膜受到腐蚀及膜的自身劣化等,膜污染,有机污染,无机污染,生物污染,胞外聚合物、溶解性有机物、蛋白质、脂肪及细微胶体等；,如废水中碳酸盐、硫酸盐、硅酸盐、无机胶体等,微生物在膜表面吸附生长，形成生物膜,膜的清洗方法,物理方法,化学方法所用的清洗剂,水力清洗,气液脉冲,反冲洗涤,循环洗涤,酸碱液,表面活性剂,螯合剂,氧化剂,酶,酸液:适用于去除如碳酸钙和磷酸钙等钙基垢、氧化铁和金属硫化物碱清洗液(磷酸盐、碳酸盐和氢氧化物)可使沉淀物松动、乳化和分散。硅酸盐等特别难以去除的沉积需交替使用碱和酸清洗剂。,表面活性剂如SDS、吐温80、TritonX-100(非离子型)等在许多场合清洗效果好，但有些阴离子型和非离子型表面活性剂能同膜结合造成新的污染,须加以注意。,常用的螯合剂有乙二胺四乙酸(EDTA)、磷羧基羧酸、葡萄糖酸和柠檬酸等。其中，葡萄糖酸在强碱溶液中螯合铁离子(Fe3+)通常是有效的。EDTA常用于溶解碱土金属硫酸盐。,酸碱或表面活性剂清洗无效时，可采用氧化剂清洗常用氯氧化剂活性氯:200400mg/L,NaClO:400800mg/L,其最适pH为1011。,醋酸纤维等材料制成的膜，不能耐高温和极端pH，须采用蛋白酶(胃或胰蛋白酶)清洗剂清洗。但酶清洗剂使用不当会造成新的污染。采用固定化酶形式进行清洗，效果很好。,内压式中空纤维膜使用,二、膜的清洗,2.1清洗剂的选用要求：优先考虑水；具有良好的去污能力，不损害膜的过滤性能。蛋白质污染的膜，可选用蛋白酶（胃蛋白酶或胰蛋白酶）溶液清洗,(1)反洗(2)循环清洗,2.2中空纤维膜组件的清洗,反洗的基本过程：对内压式中空纤维膜组件,清洗液(反洗液)走壳方，与正常膜操作透过方向相反，从膜孔较大的一侧透向膜孔较小的一侧，除去堵塞膜孔的微粒,反洗操作适用于回收高价蛋白产物,(1)反洗,循环清洗基本操作:将a中透过液出口密封，组件上下透过液的方向不同，一次循环清洗只能清洗组件的1/2,组件倒置，可清洗另一半,一般反复顺倒两次,透过通量可恢复至原来的90%以上,循环清洗适用于处理含细胞或固体颗粒的料液,(2)循环清洗,清洗操作是造成膜分离过程成本增高的重要原因,2.3防止或减轻膜污染的措施选用高亲水性膜或对膜进行预处理（聚砜膜用乙醇浸泡，醋酸纤维素用阳离子表面活性剂处理）对料液进行预处理（预过滤、调pH)开发抗污染膜对强疏水性膜进行亲水改性（在膜表面键合亲水性强的单体）加大流速、适宜的操作压力（临界操作压力）膜的清洗,可降解抗污染膜的研制,第八节应用,膜的应用,膜,海水淡化,工业废水处理,城市废水资源化,天然气,生物质利用,能源,水资源,传统工业,生态环境,除尘,CO2控制,制药,食品,化工与石化,电子,冶金,燃料电池,洁净燃烧,应用,水的脱盐和净化,食品工业,医药、卫生方面,石油、化工方面,环境工程,其他方面,海水与苦咸水淡化,电厂锅炉供水脱盐,超纯水制备,城市家庭饮用水的净化,乳品加工,酒类生产,果汁加工,酶制剂生产,医疗、卫生用水,药品生产,医疗应用,中药提炼,回收有机蒸气,制取富氧空气,无水乙醇生产,膜与生物技术,国防上的应用,交通、运输方面,脱气膜,电泳漆废水,电镀废水,纤维工业废水,造纸工业废水,其他废水,1膜分离技术的工业应用概况,膜法海水淡化,反渗透淡化厂的能耗及产水成本,几种分离方法能耗比较,膜法海水淡化,嵊泗1000吨/日反渗透海水淡化装置,膜法自来水厂,巴黎瓦兹河梅里市14万立方米/天的纳滤厂，每天为巴黎附近50万居民提供14万吨饮用水,典型膜应用过程反渗透,水源,供水泵,预处理系统,高压泵,反渗透膜单元,后处理系统,分配,汽提、消毒,能量回收系统,浓液排放,典型脱盐系统单元,原奶,MF,脱脂奶,UF,混合,巴氏杀菌,均相化,奶饮料,高脂奶油,渗透液(乳糖),超滤法生产饮料奶,在牛奶工业中的应用,全蛋白,果汁生产中的应用,苹果汁生产,装置膜面积：220m2处理量：17m3/h全自动控制运行通量优于国外装置产品质量优于国外装置,果汁厂陶瓷膜工程,2膜分离在生物产物分离纯化方面的应用：细胞培养基的除菌；发酵液中细胞的收集或除去；细胞破碎后碎片的除去；目标产物部分纯化后的浓缩或洗滤除去小分子溶质；最终产品的浓缩和洗滤除盐；制备无热原水等。,2.1菌体分离(1)分离过程：微滤或超滤(2)操作方式：错流过滤(3)错流过滤的优点(与传统过滤相比)：a.透过通量大b.滤液澄清，菌体回收率高c.无需添加助滤剂或絮凝剂，回收的菌体纯净，利于进一步分离（细胞破碎、胞内产物的回收等）d.适用于大规模连续操作（透过通量维持在较高水平）e.易于无菌操作，防止染菌,流体流动平行于膜表面，产生的表面