膜技术基础知识培训

1、膜与膜分离膜与膜分离江苏久吾高科技股份有限公司江苏久吾高科技股份有限公司2022-3-312022-3-31兴发集团磷化工研究院专业基础知识培训兴发集团磷化工研究院专业基础知识培训目录 关于久吾高科 膜分离基础 膜传递过程与膜污染 膜组件与膜设备 膜过程与应用01010202030304040505第一篇关于久吾高科公司介绍是国内生产规模最大、品种规格最多、研发是国内生产规模最大、品种规格最多、研发能力最强的能力最强的无机陶瓷膜无机陶瓷膜元件及成套设备的专业化生产企业，是元件及成套设备的专业化生产企业，是膜集成系统解决方膜集成系统解决方案案的专业化提供商，中国膜工业协会的专业化提供商，中国膜工

2、业协会常务理事常务理事单位，单位，管式陶瓷微孔滤膜行业标管式陶瓷微孔滤膜行业标准准等标准的等标准的起草单位起草单位。技术水平始创于始创于1997年，以南京工业大学膜科学技术年，以南京工业大学膜科学技术研究所为研究所为技术支持平台技术支持平台，拥有，拥有完全自主完全自主的无机陶瓷膜生产和应用的知识产权。公的无机陶瓷膜生产和应用的知识产权。公司研制开发的多通道管式无机陶瓷微滤、超滤、纳滤膜系列产品填补了国内空白司研制开发的多通道管式无机陶瓷微滤、超滤、纳滤膜系列产品填补了国内空白并达到并达到世界先进水平世界先进水平。研究团队荣誉与资质久吾高科主持起草了国内陶瓷膜全部五项行业标准久吾高科主持起草了国

3、内陶瓷膜全部五项行业标准现拥有现拥有36项已授权技术专利，项已授权技术专利，18项待授权专利。项待授权专利。标准与专利产品01010202030304040505第二篇膜分离基础膜的定义膜膜是两相之间的一个不连续区间，这个区间的三维量度是两相之间的一个不连续区间，这个区间的三维量度中的一度与其余两度相比要小得多。中的一度与其余两度相比要小得多。厚度 长度或宽度膜是具有膜是具有选择性分离功能选择性分离功能的材料！的材料！膜过程的特点效率高：可实现纳米尺度或几千分子量级别的分离；能耗低：分离过程无相变，不消耗相变潜热，可在常温进行操作；易操作：动部件少，可靠性高，设备紧凑体积小，操作环境温和；易放

4、大：放大效应小，过程效率变化小，处理能力和规模易控制；1748年，Nollet发现水能自发地扩散到装有酒精的猪膀胱内，首次揭示了半透膜和渗透现象；十九世纪中叶Graham发现了透析现象，人们开始重视对膜的研究；1864年Traube成功研制了人类历史上第一张人造膜，亚铁氰化铜膜；1950年W.Juda成功研制了第一张具有实用价值的离子交换膜；1960年Loeb和Sourirajan研制出高脱盐率和高透水量的非对称醋酸纤维素反渗透膜，使膜分离技术进入了工业化阶段；1967年以后在美国、丹麦、日本等国出现了多家膜及其组件的生产厂家，逐渐开始了膜分离技术的规模应用。1膜技术发展史我国的膜技术是从19

5、58年研究离子交换膜开始的，六十年代是我国膜技术的开创期；七十年代进入开发阶段，电渗析、反渗透、超滤、微滤等膜材料与组器件相继开发出来；八十年代是膜技术的推广应用期，并陆续开展了渗透汽化、膜萃取、膜蒸馏和膜反应等新膜过程的研究。国内主要的膜研究和推广单位：国内主要的膜研究和推广单位：气体分离：大连化学物理研究所（天邦膜公司）液体分离：杭州水处理技术中心（西斗门公司），天津工业大学（膜天公司）无机膜：南京工业大学（久吾高科），中国科技大学膜技术发展史2、自80年代，无机膜进入工业应用领域，相继开发出工业用无机微滤膜和无机超滤膜及其组件，代替高分子膜在其无法使用的苛刻条件下使用。2004年市场将达

6、到100亿美元。3、进入90年代，由于无机膜优异的性能及材料科学的发展，新的膜材料、新的制膜技术日益得到发展。陶瓷膜发展史 NF 纳滤纳滤膜过程分类微滤微滤 （Microfiltration、MF）0.110 m：细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、蛋白等超滤超滤 （Ultrafiltration、UF）0.005 0.1 m：蛋白、颜料、多糖、大分子纳滤纳滤 （NanofiltrationNanofiltration、NFNF）0.55nm:低聚糖、染料、多价离子 反渗透反渗透(reverse osmosisreverse osmosis，RORO) 0.11nm:电解质、大于100Da的有机溶质水

7、、小于100Da的有机溶质 膜过程分类 浓缩：目的产物以低浓度形式存在，因此需要除去溶剂；（截留物为产物） 纯化：除去杂质； 分离：将混合物分成两种或多种目的产物； 反应促进：把化学反应或生化反应的产物连续取出，能提高反应速率或提高产品质量。膜分离的用途膜剖面图Cross-section ofMembrane分离机能层Salt rejecting layer(0.2 m)支持层Supporting layer(60 m)基材Substrate高分子膜的制备膨体聚四氟乙烯膜微结构膨体聚四氟乙烯膜微结构中空纤维膜断面照片中空纤维膜断面照片高分子膜的制备高分子膜组件平板膜平板膜卷式膜卷式膜管式膜管式

8、膜中空纤维膜中空纤维膜陶瓷膜的制备陶瓷膜陶瓷膜是由金属氧化物颗粒经高温烧结制备的多孔过滤材是由金属氧化物颗粒经高温烧结制备的多孔过滤材料料膜材料膜材料：Al2O3, TiO2, ZrO2优点优点v 化学稳定性好化学稳定性好v 热稳定性好热稳定性好v 机械强度高机械强度高v 抗微生物性能好抗微生物性能好v 可以应用于高温、高压、有机溶剂或腐蚀性体系可以应用于高温、高压、有机溶剂或腐蚀性体系非对称膜非对称膜：支撑层，过渡层，分离层：支撑层，过渡层，分离层陶瓷膜构型膜过滤方式错流过滤错流过滤死端过滤死端过滤25多通道组件多通道组件组件外壳组件外壳渗透液渗透液原料液原料液渗透液渗透液渗余液渗余液渗透液

9、渗透液垫圈垫圈膜过滤方式操作方式开放体系开放体系：通常用于工艺的可行性实验，单泵流程，能耗高操作方式封闭体系封闭体系：双泵流程，由低流量高扬程的供料泵和高流量低扬程的循环泵提供动力，降低了能耗，但是回路中料液浓度不断升高，污染加剧。操作方式半开半闭体系半开半闭体系：常用于工业应用，双泵流程，回路中有部分浓液不断移除，既降低了能耗，又减小了体系浓度的快速增长。膜组件膜组件泵泵管道管道阀门阀门流量计流量计压力表压力表电气控制电气控制膜设备设备构成设备构成01010202030304040505第三篇膜传递过程与膜污染 微孔扩散模型：Knudsen扩散，气体分子在孔内流动速度差异实现分离； 孔模型：

10、Hagen-Poiseuille定律，多用于描述微滤和超滤过程，通常推动力为跨膜压差； 表面力-孔流动模型：优先吸附毛细管流动模型，膜表面选择性吸附后经孔流动实现分离； 溶解-扩散模型：利用物质在膜材料中的溶解度和扩散系数差异实现分离；传递机理模型膜外传递过程浓差极化浓差极化：由于膜对溶质的截留作用，使得膜表面边界层溶质浓度比：由于膜对溶质的截留作用，使得膜表面边界层溶质浓度比主体相浓度高，该边界层主体相浓度高，该边界层反向浓度梯度反向浓度梯度降低了优先渗透组分的推动力。降低了优先渗透组分的推动力。浓差极化现象是浓差极化现象是可逆可逆的，膜过程停止时，的，膜过程停止时，由于推动力消失，边由于推

11、动力消失，边界层因溶质向主体相界层因溶质向主体相扩散而消失扩散而消失膜过程中，边界层厚膜过程中，边界层厚度降低能够度降低能够削弱削弱浓差浓差极化的影响极化的影响膜污染膜污染膜污染是指物料中的微粒、胶体或溶质与膜发生物理化学作用或因浓差是指物料中的微粒、胶体或溶质与膜发生物理化学作用或因浓差极化使某些溶质在膜表面浓度超过其溶解度及机械作用而引起的膜表面或极化使某些溶质在膜表面浓度超过其溶解度及机械作用而引起的膜表面或膜孔内吸附、沉积造成膜孔内吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞膜孔径变小或堵塞，使膜产生通量与分离特性的，使膜产生通量与分离特性的不不可逆可逆变化现象。变化现象。u微滤微滤孔堵塞或由粒子堆

12、积形成滤饼孔堵塞或由粒子堆积形成滤饼u超滤超滤滤饼或凝胶层滤饼或凝胶层u纳滤或反渗透纳滤或反渗透凝胶层或无机盐结垢凝胶层或无机盐结垢当物料与膜材料发生接触时就会因吸附作用产生膜污染，而浓差极当物料与膜材料发生接触时就会因吸附作用产生膜污染，而浓差极化则仅在膜过程进行时才存在。化则仅在膜过程进行时才存在。膜污染的控制 预处理：如采用热处理灭菌、调pH值、加入稳定剂或阻垢剂； 膜材料匹配：亲水膜普遍比疏水膜耐污染，膜表面抗污染改性； 膜孔径匹配：膜孔径要小于要截留的溶质尺寸； 膜构型选择：固含量高的物料应采用大流道膜元件； 操作条件优化：高膜面流速有利于削弱膜污染，高压易形成浓差极化和凝胶层；01

13、010202030304040505第四篇膜组件与膜设备膜组件膜组件膜组件：将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内，在一定驱动力作用下，：将膜以某种形式组装在一个基本单元设备内，在一定驱动力作用下，可完成混合物中各组分分离的装置。可完成混合物中各组分分离的装置。膜组件分类膜组件分类：平板式（板框式）、管式、卷式、中空纤维式。：平板式（板框式）、管式、卷式、中空纤维式。膜组件的构成膜组件的构成1. 1.膜膜：膜组件的核心，主要有有机膜和无机膜；：膜组件的核心，主要有有机膜和无机膜；2.2. 支撑物或连接物支撑物或连接物：膜形态固定并提供强度，如陶瓷烧结管、无纺布、塑料隔：膜形态固定并提供强度，如

14、陶瓷烧结管、无纺布、塑料隔网等；网等；3.3. 流道流道：提供物料流动空间，流道尺寸会影响膜过程；：提供物料流动空间，流道尺寸会影响膜过程；4.4. 密封密封：包括膜与膜的密封、膜与支撑体的密封、膜与外壳的密封等，是膜组：包括膜与膜的密封、膜与支撑体的密封、膜与外壳的密封等，是膜组件的关键技术问题；件的关键技术问题；5.5. 外壳外壳：不同的外壳材质可用于不同的工艺要求，如卫生级、工业级；：不同的外壳材质可用于不同的工艺要求，如卫生级、工业级；6.6. 外接口与连接外接口与连接：膜组件与工艺管线之间的连接，可采用螺纹式或法兰式。：膜组件与工艺管线之间的连接，可采用螺纹式或法兰式。平板式膜组件平

15、板式膜组件平板式膜组件：类似于化工设备中的板框压滤机，它是以隔板、膜、支：类似于化工设备中的板框压滤机，它是以隔板、膜、支撑板、膜的顺序，多层交替重叠并压紧组装形成的。撑板、膜的顺序，多层交替重叠并压紧组装形成的。p 优点优点：组装简单、更换方便、不易污染。：组装简单、更换方便、不易污染。p 缺点缺点：密封点多，流体折返引起的压力损失大，装填密度小。：密封点多，流体折返引起的压力损失大，装填密度小。平板式膜组件平板式膜设备管式膜组件管式膜组件管式膜组件：在圆管式支撑体内侧或外侧涂覆膜层，并以类似于化工设备：在圆管式支撑体内侧或外侧涂覆膜层，并以类似于化工设备中的列管换热器的形式安装在外壳中。中

16、的列管换热器的形式安装在外壳中。p 优点优点：湍流流动，纳污量大，易于清洗，组件中流动压力损失小。：湍流流动，纳污量大，易于清洗，组件中流动压力损失小。p 缺点缺点：装填密度小，循环流量大，膜密封难度大。：装填密度小，循环流量大，膜密封难度大。内压管式：内压管式：多孔管多孔管膜膜料液料液外压管式：外压管式：料液料液管式膜组件管式膜设备卷式膜组件卷式膜组件卷式膜组件：将制作好的平板膜密封成信封状膜袋，在两个膜袋之间衬以：将制作好的平板膜密封成信封状膜袋，在两个膜袋之间衬以网状间隔材料，然后紧密地卷绕在一根多孔的中心管上而形成膜卷，再装入圆柱网状间隔材料，然后紧密地卷绕在一根多孔的中心管上而形成膜

17、卷，再装入圆柱型压力容器内，构成膜组件。型压力容器内，构成膜组件。p 优点优点：结构简单，造价低廉，装填密度较高。：结构简单，造价低廉，装填密度较高。p 缺点缺点：纳污量较小，对预处理要求较高，难以清洗。：纳污量较小，对预处理要求较高，难以清洗。卷式膜组件卷式膜组件卷式膜设备中空纤维式膜组件中空纤维式膜组件中空纤维式膜组件：将多达几十万根直径小于：将多达几十万根直径小于1mm1mm的中空纤维膜一端的中空纤维膜一端或两端用环氧树脂铸成管板或封头，装入圆筒型容器或铺展为帘式而形成，大多或两端用环氧树脂铸成管板或封头，装入圆筒型容器或铺展为帘式而形成，大多数膜组件采用外压式。数膜组件采用外压式。p

18、优点优点：装填密度很高，制造费用较低。：装填密度很高，制造费用较低。p 缺点缺点：易污堵，强度不足时易断丝。：易污堵，强度不足时易断丝。中空纤维式膜组件中空纤维式膜组件中空纤维式膜设备01010202030304040505第五篇膜过程与应用l 通量通量：在一定操作条件下，单位时间通过单位面积膜的体积流量。单位L/m2.hl 选择性选择性：将混合物总的组分分离开来的能力。1）液体分离的选择性常用截留率表示：R1Cp/Cb2）气体分离或有机溶剂混合物的分离常用分离因子表示选择性： A/B(yA/yB)/(xA/xB)，其中y表示渗透侧各组分的浓度，x表示原料侧各组分的浓度。当A/B等于1，表示无

19、法实现分离目的，大于1表示A组分通过膜的速度大于B组分。膜过程术语l 推动力：推动力： 1）对多孔膜而言，在对流流动的情况下，传质推动力是膜两侧的压力差。 膜压降：P1-P2，是由于流体流动引起的。 2）对致密膜而言，推动力为膜两侧的化学势之差。P1 进料截留液、浓缩液P2渗透液、清液P3P（P1P2）/2P3膜过程术语l 传递阻力（包括哪几个部分）传递阻力（包括哪几个部分）：1）膜阻Rm：与膜本身的结构有关，包含膜层到支撑层的传递阻力；2）浓差极化阻力Rc：由于被截留组分在膜面浓度的增大而引起的；3）推动力的损失：进料侧和渗透侧的压力损失；4）膜污染阻力：由于物料中的成分对膜产生吸附、堵塞、

20、以及沉积等现象而引起的。膜过程术语微滤微滤 （Microfiltration、MF）0.110 m：细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、蛋白等细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、蛋白等超滤超滤 （Ultrafiltration、UF）5 100nm：蛋白、颜料、多糖、大分子蛋白、颜料、多糖、大分子纳滤 （Nanofiltration、NF）0.55nm:低聚糖、染料、多价离子 反渗透(reverse osmosis，RO) 0.11nm:电解质、大于100Da的有机溶质水、小于100Da的有机溶质 典型膜过程-超滤和微滤分离机理超滤与微滤的区别微滤微滤超滤超滤分离精度较低，精度达微米尺度分离精度更高，精度达分

21、子量级别一般用于非均相分离可用于均相分离分离对象大多可通过光学显微镜观察分离对象无法通过光学显微镜观察滤饼过滤，浓差极化现象不明显浓差极化和凝胶层影响较明显膜污染污染物分类污染物分类胶体污染胶体污染：多为细微粒子，易形成凝胶层，可使用絮凝剂预处理。：多为细微粒子，易形成凝胶层，可使用絮凝剂预处理。有机物污染有机物污染：腐殖酸、高分子聚合物等，可使用碱或氧化剂处理。：腐殖酸、高分子聚合物等，可使用碱或氧化剂处理。微生物污染微生物污染：微生物会分泌粘液导致膜污染，可使用杀菌剂或氧化剂处理。：微生物会分泌粘液导致膜污染，可使用杀菌剂或氧化剂处理。污染因素污染因素机械截留污染机械截留污染：膜表面边界层

22、内颗粒无法被错流冲刷移除，易形成滤饼：膜表面边界层内颗粒无法被错流冲刷移除，易形成滤饼或堵塞膜孔，造成膜孔隙率降低或孔径收缩，降低膜性能。或堵塞膜孔，造成膜孔隙率降低或孔径收缩，降低膜性能。吸附性污染吸附性污染：膜表面或膜孔内带有极性基团，与溶液中带有异性基团的溶：膜表面或膜孔内带有极性基团，与溶液中带有异性基团的溶质发生吸附导致膜污染。质发生吸附导致膜污染。微滤小结超滤小结微滤 （Microfiltration、MF）0.110m：细菌、煤灰、发酵细胞、颜料、蛋白等超滤 （Ultrafiltration、UF）5100nm：蛋白、颜料、多糖、大分子纳滤纳滤 （NanofiltrationNa

23、nofiltration、NFNF）0.55nm:低聚糖、染料、多价离子低聚糖、染料、多价离子 反渗透反渗透(reverse osmosisreverse osmosis，RORO) 0.11nm:电解质、大于电解质、大于100Da的有机溶质的有机溶质水、小于100Da的有机溶质 典型膜过程-反渗透和纳滤渗透现象和反渗透半透膜半透膜：能够让溶液中某几种组分通过而其他组分不能通过的选择性膜。：能够让溶液中某几种组分通过而其他组分不能通过的选择性膜。渗透现象渗透现象：用半透膜隔开纯溶剂和溶液，纯溶剂通过膜向溶液相自发流动。：用半透膜隔开纯溶剂和溶液，纯溶剂通过膜向溶液相自发流动。渗透压渗透压：为克

24、服渗透现象而在溶液侧施加的压力。：为克服渗透现象而在溶液侧施加的压力。反渗透反渗透：在溶液侧施加高于渗透压的压力使溶剂反向渗透流动。：在溶液侧施加高于渗透压的压力使溶剂反向渗透流动。渗渗透透压压溶质浓度越高，渗透压越大溶质浓度越高，渗透压越大分离机理供给水 Feed water透过水 Permeate浓缩水 Concentrate回收率Total systemrecovery ratio回收率 50% recovery ratio回收率 7580% recovery ratio回收率 8590% recovery ratio1 set Bank2 set Bank3 set Bank浓水分段与

25、产水分级浓水分段浓水分段：上一段的浓水作为下一段的进水，可提高水回收率。：上一段的浓水作为下一段的进水，可提高水回收率。产水分级产水分级：上一级的产水作为下一级的进水，可提高脱盐率。：上一级的产水作为下一级的进水，可提高脱盐率。预处理系统降低浊度降低浊度：悬浮固体与胶体极易形成膜污染，常采用絮凝沉降或预过滤等：悬浮固体与胶体极易形成膜污染，常采用絮凝沉降或预过滤等手段加以控制，微滤和超滤也可作为反渗透和纳滤系统的预处理。手段加以控制，微滤和超滤也可作为反渗透和纳滤系统的预处理。控制水垢沉积控制水垢沉积：微溶盐因浓缩导致超过其溶度积易生成水垢导致膜污染，：微溶盐因浓缩导致超过其溶度积易生成水垢导

26、致膜污染，一般为碳酸钙、硫酸钙等，常采用加酸或阻垢剂进行控制。一般为碳酸钙、硫酸钙等，常采用加酸或阻垢剂进行控制。控制金属氧化物控制金属氧化物：在高：在高pHpH值下易生成氢氧化铁、氢氧化铝等金属氧化值下易生成氢氧化铁、氢氧化铝等金属氧化物沉淀，应控制膜分离系统中的物沉淀，应控制膜分离系统中的pHpH在合理范围内。在合理范围内。防止硅沉积污染防止硅沉积污染：二氧化硅过饱和时易产生胶体硅或硅胶导致膜污染，：二氧化硅过饱和时易产生胶体硅或硅胶导致膜污染，一般通过降低回收率、提高温度和一般通过降低回收率、提高温度和pHpH值来防止二氧化硅过饱和。值来防止二氧化硅过饱和。控制有机物控制有机物：有机物污

27、染机理复杂，并易与其他污染物形成复合污染，常：有机物污染机理复杂，并易与其他污染物形成复合污染，常采用吸附树脂、气体吹脱、絮凝、超滤预处理等加以控制。采用吸附树脂、气体吹脱、絮凝、超滤预处理等加以控制。预处理系统1、海水和苦咸水淡化2、废水和有害废水的处理工业废水市政废水3、化学加工工业的应用电镀和金属抛光工业造纸工业纺织工业石油工业电力工业4、食品加工工业的应用水处理产品回收浓缩和脱水分馏5、地下水和地表水的处理6、纳滤的应用废水处理产品脱盐浓缩典型应用过程陶瓷膜在液相分离领域的应用现状在食品工业中的应用：始于1980年，主要集中在奶制品、酒类、果汁饮料、调味品等料液的澄清、浓缩除菌。 在环

28、保行业中的应用：以废水、废液的处理为主，主要用于含油废水的处理以及化工、石油化工中生产废液处理，其目标是回收水中有用成分，使处理后的水循环利用或达标排放。在生物与制药工业中的应用：这是一个新的增长点，主要涉及下游细胞回收、发酵液澄清、产品净化等诸多方面，另外酶膜反应器、膜传感器等也是研究热点。在牛奶工业中的应用在牛奶工业中的应用v牛奶的微滤除菌、乳清浓缩、酸奶处理等 果汁生产中的应用果汁生产中的应用 v主要在苹果汁、猕猴桃汁等生产中已实现工业应用。酿酒工业中的应用酿酒工业中的应用 v无菌低温啤酒生产、啤酒罐底液处理等工业已规模应用以及在葡萄酒生产中的应用。食品工业牛奶MFUFRO脂肪和细菌脱脂

29、牛奶UF截留物UF渗透物RO浓縮物水高脂奶油饮料生产奶酪特殊奶制品全蛋白乳糖生产发酵食品和非食品生产蒸发干燥全奶粉奶罐运输特殊奶品在牛奶工业中的应用原奶MF脱脂奶UF混合巴氏杀菌 均相化PROCAL奶饮料奶油渗透液超滤法生产饮料奶在牛奶工业中的应用在牛奶工业中的应用葡萄果浆榨汁未发酵葡萄汁微滤1挤压葡萄汁发酵生酒微滤2准备上市的酒葡萄果浆榨汁未发酵葡萄汁挤压作用（亚硫酸盐处理，冷冻，离心）挤压葡萄汁发酵生酒澄清（整理，过滤）化学稳定作用：冷冻生物稳定作用：巴氏杀菌装瓶 准备上市的酒A：传统工艺 B：膜工艺传统葡萄酒工艺与膜技术过滤工艺比较传统葡萄酒工艺与膜技术过滤工艺比较在酿酒工业中的应用在酿

30、酒工业中的应用在酿酒工业中的应用未滤啤酒离心沉降预澄清发酵硅藻土过滤板框过滤终端过滤器灭菌过滤器发酵未滤啤酒离心沉降预澄清错流微滤制成无菌滤液啤酒过滤啤酒过滤在含油废水处理中的应用在含油废水处理中的应用v油田回注水、金属表面切削液、冷轧乳化液、冷轧乳化液、清洗液废水等 在化工及石化废水处理中的应用在化工及石化废水处理中的应用 v主要用于回收化工废水中的贵重金属及其氧化物等。在其它工业废水处理中的应用在其它工业废水处理中的应用 v造纸工业的黑水和白水处理、纺织废水中PVA回收等。环保工业在发酵液除菌中的应用在发酵液除菌中的应用v乳酸、核酸、青霉素G等提取 在中成药生产中的应用在中成药生产中的应用

31、 v主要用于替代醇沉工艺，除去煎煮液中的杂质，研究处于起步阶段等。在血浆分离中的应用在血浆分离中的应用 v已被证实是可行的方法，但国内尚未开展研究。生化与制药工业生物方面的主要应用液相澄清：抗生素发酵液的澄清、溶菌液的澄清、蛋白质液澄清、酵母溶菌液澄清固相回收：连续培养发酵的细胞回收、菌细胞的收获和冲洗、网状菌丝体的浓缩、酵母浓缩抗生素的澄清陶瓷膜过滤：膜面流速2.5 4 m/s,操作压力35bar,回收率大于95%。过滤纯化最终产品分离典型分离过程MF离心硅藻土过滤离子交换吸附溶剂萃取等电沉淀液液萃取分级沉淀色谱分离结晶喷雾干燥冷冻干燥发酵产物的下游处理分离膜技术用于中药提取与纯化 中药化学

32、成分复杂中药化学成分复杂，常含有无机盐、生物碱、氨基酸、有机酸、酚，常含有无机盐、生物碱、氨基酸、有机酸、酚类、皂苷、甾族和萜类化合物及蛋白质、多糖等，分子量分布类、皂苷、甾族和萜类化合物及蛋白质、多糖等，分子量分布宽泛宽泛。 中药有效成分中药有效成分分子量一般在分子量一般在1000Da以下，因此中药加工的核心任以下，因此中药加工的核心任务是提取液中的大分子杂质的务是提取液中的大分子杂质的去除去除和有效成分的和有效成分的浓缩浓缩。 传统的纯化方法是传统的纯化方法是水提醇沉水提醇沉工艺，通过加入高浓度乙醇除去大分子工艺，通过加入高浓度乙醇除去大分子杂质，该工艺能耗高、溶剂消耗量大、生产周期长、产

33、品质量不稳定，杂质，该工艺能耗高、溶剂消耗量大、生产周期长、产品质量不稳定，难以满足难以满足中药现代化和国际化的需求。中药现代化和国际化的需求。 膜分离技术膜分离技术能够利用膜孔径与中药化学成分分子量的匹配，对中药能够利用膜孔径与中药化学成分分子量的匹配，对中药药效物质进行药效物质进行集群筛选集群筛选，实现中药产品的高效提取与分离。，实现中药产品的高效提取与分离。膜技术在生物与制药工业中的应用 微生物发酵在生化行业中具有举足轻重的地位,终产物都是在发酵中形成。但发酵过程中存在许多制约因素，就分离而言，原料的预处理中除去蛋白，发酵中及时分离微生物代谢产物，发酵终了后所要求组分从发酵液中的分离、其它组分的回收利用，以及发酵废液的处理，都是发酵过程要解决的问题。涉及下游细胞回收、发酵液澄清、产品净化等诸多方面，另外酶膜反应器、膜传感器等