分离科学与工程(DOC)

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《分离科学与工程》

课程论文

题目：膜分离技术的应用及发展趋势专业班级：

学生姓名：

学号：

时间：2014年12月6日

膜分离技术的应用及发展趋势

一膜分离技术0

1膜分离技术的原理0

2膜分离技术的特点0

3膜分离技术的类型(1)

（1）超滤(1)

（2）纳滤(1)

（3）微滤(2)

（4）反渗透(2)

二膜分离技术的应用现状(2)

1膜分离技术在食品工业中的应用(2)

2在啤酒无菌过滤中的应用(3)

3膜分离技术在饮用水制取中的应用(4)

4膜分离技术在废水处理中的应用(4)

5膜分离技术在生物技术中的应用(4)

6在医药工业和医疗设备中的应用(5)

7膜分离技术在中草药中的应用(5)

三膜分离技术的发展趋势(6)

1膜材料(6)

2新的膜过程(7)

(1)膜蒸馏(7)

(2)膜萃取(8)

3膜集成过程(8)

四结论(9)

膜分离技术是指用天然或人工合成的具有选择透过性膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的边缘学科高新技术。由于膜分离技术具有节能、高效、简单、造价低、无相变、可在常温下连续操作等优点，而且特别适合热敏性物质的处理的特点，其应用已渗透到人们生活和生产的各个方面，现已被广泛应用于化工、环保、生物工程、医药和保健、食品和生化工程等行业。虽然膜分离技术的应用在许多方面离产业化要求还有很长的距离，但是随着新型膜材料的不断开发、高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入,膜分离技术应将得到更加广泛的应用，其在未来是世界各国研究的热点，它将在各个领域发挥更引人注目的作用。

一膜分离技术

1膜分离技术的原理

膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法，在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力，对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术，其中在食品、药学工业中常用的有微滤、超滤和反渗透3种。

2膜分离技术的特点

膜分离技术作为一种新型的分离技术,具有以下特点：

①在常温下进行，特别适用于热敏性物质的分离、分级、

提纯和浓缩，且可以同步进行能较好地保持产品原有的色、香、味和营养成分；

②分离过程中不发生相变，挥发性物质损失少，节约能源；

③具有冷杀菌作用，保存期长，无二次污染；

④选择性好，应用范围广，但要选择相应的膜类型；

⑤设备简单，易于操作，可连续进行，效率高。

3膜分离技术的类型

目前己经研究和开发的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透蒸发和气体分离等。正在开发研究中的新的膜技术有真空膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、膜控制释放、仿生膜以及生物膜等过程。

（1）超滤

超滤的截留相对分子质量在1000-100000之间，选择某一截留相对分子质量的膜可以将杂质与目标产物分离。超滤技术在生化产品分离中应用最早、最为成熟，已广泛应用于各种生物制品的分离、浓缩。

早期的工业超滤应用于废水和污水处理。三十多年来，随着超滤技术的发展，如今超滤技术已经涉及食品加工、饮料工业、医药工业、生物制剂、中药制剂、临床医学、印染废水、食品工业废水处理、资源回收、环境工程等众多领域。

（2）纳滤

纳滤膜具有纳米级孔径，截留相对分子质量为200--1000，能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。纳滤可以采用两种方式提取抗生素，一是用溶剂萃取抗生素后，萃取液用纳滤浓缩，可改善操作环境；二是对未经萃取的抗生素发酵液进行纳滤浓缩，除去水和无机盐，再用萃取剂萃取，可减少萃取剂用量。

1

纳滤的主要应用领域涉及：食品工业、植物深加工、饮料工业、农产品深加工、生物医药、生物发酵、精细化工、环保净水和污水处理及其资源化工业。

（3）微滤

鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。

微滤是发展最早、制备技术最成熟的膜形式之一，孔径在0.05-10цm之间，可以将细菌、微粒、亚微粒、胶团等不溶物除去，滤液纯净，国际上通称为绝对过滤。由于微滤孔径相对较大，单位膜面积透水率高，而且制备成本最低，使用范围非常广，其销售额居于各类膜的首位。

（4）反渗透

由于反渗透分离技术的先进、高效和节能的特点，在国民经济各个部门都得到了广泛的应用，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：食品工业、牛奶工业、饮料工业、植物（农产品）深加工、生物医药、生物发酵、制备饮用水、纯水、超纯水、海水、苦咸水淡化、电力、电子、半导体工业用水、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水、食品饮料工业、化工及其它工业的工艺用水