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膜分别技巧介绍

2013-02-28 08:30:22  点击:164

膜分别技巧受到世界各技巧先进国家的高度器重,30 年来,美国、加拿大、日本和欧洲技巧先进国家,一直把膜技巧定位为高新技巧,投入大批资金和人力,增进膜技巧迅速发展,应用领域日益扩大。
  膜分别技巧的发展和利用,为许多行业,纯水生产、海水淡化、苦咸水淡化,电子工业、制药和生物工程、环境掩护、食品、化工、纺织等工业,高质量地解决了分别、浓缩和纯化的问题,为循环经济、干净生产供给依托技巧。
1
膜分别技巧简介
1.1
膜的定义
  膜是一种起分子级分别过滤作用的介质,当溶液或混和睦体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦阻,从而使溶液中不同组分,或混和睦体的不同组分被分别,这种分别是分子级的分别。
1.2
膜的种类
  分别膜包含:反渗透膜(0. 00010. 005μm) 纳滤膜(0. 0010. 005μm) 超滤膜(0. 0010. 1μm) ,微滤膜(0. 11μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、液体膜、气体分别膜、电极膜等。他们对应不同的分别机理,不同的设备,有不同的利用对象。膜本身可以由聚合物,或无机材料,或液体制成,其结构可以是均质或非均质的,多孔或无孔的,固体的或液体的,荷电的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm,厚至几毫米。不同的膜具有不同的微观结构和功效,需要用不同的方法制备。制膜方法一直是膜领域的核心研究课题,也是各公司严格保密的核心技巧。
1.3
膜分别技巧的定义
  把上述的膜制成合适工业应用的构型,与驱动设备(压力泵、或电场、或加热器、或真空泵) 、阀门、仪表和管道联成设备。在必定的工艺条件下操作,就可以来分别水溶液或混和睦体。透过膜的组分被称为透过流分。这种分别技巧被称为膜分别技巧。
2
膜技巧的利用领域
2.1
供水
2.1.1
高质量饮用水供给  
  随着水体的污染和国民生活程度进步,人们越来越盼望得到高质量的饮用水供给。采用活性炭吸附过滤和超滤联合制取高质量饮用水,设备投资少,制水成本低,是优质饮用水制备的经济有效方法,具有广阔的市场远景。
2.1.2
工业供水  
  自来水和地下水的水质不能满足许多化学工业、电子工业和纺织工业的请求,需要经过净化处理方可以应用,超滤膜技巧是净化工业用水的重要技巧之一。
2.1.3
医药用水  
  医药针剂用水是采用多级蒸馏制备的,其工艺繁琐、能耗高、而且质量常常得不到保证。用超滤膜技巧除针剂热源和终端水热源,取得很好效果。
2. 2
工艺水的处理(分别、浓缩、分级和纯化)
  在各工业生产过程中,往往有分别、浓缩、分级和纯化某种水溶液的需求。传统用的方法是沉淀、过滤、加热、冷冻、蒸馏、萃取和结晶等过程。这些方法表现出流程长、耗能多、物料丧失多、设备宏大、效率低、操作繁琐等毛病,以超滤膜技巧代替某种传统技巧可以获得明显的经济效益。

2.2.1
膜技巧在制药工业的利用  
  膜技巧广泛利用于生物制备和医药生产中的分别、浓缩和纯化。如血液制备的分别、抗菌素和干扰素的纯化、蛋白质的分级和纯化、中草药剂的除菌和澄清等。发酵是生物制药的主流技巧,从发酵液中提取药物,传统工艺是溶剂萃取或加热浓缩,重复应用有机溶剂和酸碱溶液,耗量大,流程长,废水处理任务重。特别是许多药物热敏性强,使传统工艺的实用性多受限制。国际先进的制药生产线,大批采用膜分别技巧代替传统的分别、浓缩和纯化工艺。如以膜设备浓缩纯化抗生素、中药汤及中药针剂澄清等。
2.2.2
膜技巧在食品领域工业的利用  

利用超滤膜技巧把发酵液中产品和菌体分别,再采用其它方法精制流程。其优点是:生产效率和产品德量进步;简化了工艺流程;菌体蛋白不含外加杂质,利用价值高,达到资源综合利用。酱油、醋的澄清、果汁澄清和浓缩、乳制品生产、制糖工业都采用了膜技巧。
2.2.3
膜技巧在各种工业生产中的利用  
  凡是涉及分子级的浓缩和分别的过程,都有膜技巧利用的机会。汽车电泳漆的在线纯化采用超滤膜除去杂质,持续保证涂漆质量;燃料工业泳超滤膜技巧分别和浓缩中间体。
2.3
在环境掩护和水资源化的利用
  膜技巧在废水处理、污染防治和水资源综合利用方面得到广泛利用。在许多情况下,不仅处理了废水,还能回收有用物质和能量。
2.3.1
各种含油废水及废油的处理  
  ①采油回注水的处理:膜法可以除去在水中的乳化溶解油,进步注入水的质量。②含油废水的处理:许多工业生产和运输业都产生大批的含油废水,膜滤技巧是达标排放最有效的方法。③废润滑油的纯化:用惯例技巧加膜分别,可得到很纯的润滑油,实用于汽车等废机油的处理。④机床切削油的纯化回收:膜法可除去废切削油中的细菌和杂质,处理后回用。⑤废食用油的纯化处理技巧:食用油在持续高温下产生致癌物质,用膜法可将这部分除去。⑥食用菜籽油的纯化:菜籽油中含有15 %48 %高含炭量的芥子酸。用膜法可除去,达到标准(芥子酸<5 %) 。
2.3.2
废水的处理及回用  
  ①膜生物反响器处理生活污水回用中水,其占地面积小,设备投资低,处理水质好。②印刷显影废水的处理及回用,采用膜技巧处理可以达标排放,也可回收。③电镀废水可采用膜技巧处理,水回用,污染物回槽利用。④印染废水采用膜分别可除去有色染料,得到的水回用。牛仔布印染废水可回收靛蓝燃料。⑤造纸废水用膜可将废水中的木质素、色素等分别出来,净化水可排放或回用。
2.3.3
水的淡化技巧  
  ①海水淡化技巧:利用最新的膜蒸馏技巧,最合适和船用发动机热交换器连用,利用废热生产淡水,合适于中、小型渔船远航捕捞应用。②咸水淡化技巧:将天然咸水用膜淡化到利用水质标准。
2. 4
气体分别、浓缩技巧及其利用
  ①氧化浓缩:可用膜装置制成安全、简便的医疗和理疗设备,也可用于炼钢吹氧或助燃等工业生产,富氧浓度35 %80 %。②氮气浓缩:氮气可用于食品保存、汽车存储、飞机加油、防爆及化学工业,膜设备的氮可浓缩至90 %98 %。③二氧化碳、二氧化硫、氢气的分别:当二氧化碳、二氧化硫、氢气分辨和其它气体混和在一起时,可用膜将它们分别出来,满足工业的需要。④氢气的分别和浓缩:在化工产品制作时,往往排出大批氢气,可用膜法将氢气分别出来。
2.5
其它
  ①膜法保鲜剂:在水果、蛋类外部侵涂一层膜可达保鲜目标。保鲜后,存放期长,外观色泽好。②制作维生素E 的膜法分别技巧:用膜可以从黄豆油中提取VE 的混杂物,其抽提剂可循环应用。
3
膜分别技巧的国内发展动态
  中国的膜技巧从60 年代中期起步研究,长时间在实验室内和中试规模徘徊。从“七五”打算开端,国家科委把膜技巧列为国家重大科研项目加以支撑,膜技巧取得较大进展,特别是改革开放的国策增进了广泛的国际交换,膜技巧在国民经济发展中的重要性日益增大,国内膜工业产值也逐渐增长。
  近10 年来,中国的膜技巧的总体程度有了很大的进展,但与国际技巧先进国家的差距仍然很大。问题重要表现在:生产现代化、产业化程度低,原料不规范,工艺参数未严格把持,产品德量不稳固;膜的品种少,利用领域小。尤其利用的工艺设计、系统成套能力、膜组件程度、相干机电产品等方面,尚未达到国际先进程度,远不能满足国内市场需求,膜技巧存在着很大的发展空间。
  首先,我们要加强研发能力,推动膜技巧产业的发展,依附科技进步,进步产品德量,降低成本,增长品种,扩大利用面。
  再者,,通过招商引资,引进技巧,消化吸收,进步膜技巧利用的工艺设计、系统成套能力,膜制备和膜组件程度,膜品种及相干机电产品等方面达到国际先进程度。
 

膜分别技巧受到世界各技巧先进国家的高度器重,30 年来,美国、加拿大、日本和欧洲技巧先进国家,一直把膜技巧定位为高新技巧,投入大批资金和人力,增进膜技巧迅速发展,应用领域日益扩大。
  膜分别技巧的发展和利用,为许多行业,如纯水生产、海水淡化、苦咸水淡化,电子工业、制药和生物工程、环境掩护、食品、化工、纺织等工业,高质量地解决了分别、浓缩和纯化的问题,为循环经济、干净生产供给依托技巧。
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膜分别技巧简介
1.1
膜的定义
  膜是一种起分子级分别过滤作用的介质,当溶液或混和睦体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦阻,从而使溶液中不同组分,或混和睦体的不同组分被分别,这种分别是分子级的分别。
1.2
膜的种类
  分别膜包含:反渗透膜(0. 00010. 005μm) ,纳滤膜(0. 0010. 005μm) ,超滤膜(0. 0010. 1μm) ,微滤膜(0. 11μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、液体膜、气体分别膜、电极膜等。他们对应不同的分别机理,不同的设备,有不同的利用对象。膜本身可以由聚合物,或无机材料,或液体制成,其结构可以是均质或非均质的,多孔或无孔的,固体的或液体的,荷电的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm,厚至几毫米。不同的膜具有不同的微观结构和功效,需要用不同的方法制备。制膜方法一直是膜领域的核心研究课题,也是各公司严格保密的核心技巧。
1.3
膜分别技巧的定义
  把上述的膜制成合适工业应用的构型,与驱动设备(压力泵、或电场、或加热器、或真空泵) 、阀门、仪表和管道联成设备。在必定的工艺条件下操作,就可以来分别水溶液或混和睦体。透过膜的组分被称为透过流分。这种分别技巧被称为膜分别技巧。
2
膜技巧的利用领域
2.1
供水
2.1.1
高质量饮用水供给  
  随着水体的污染和国民生活程度进步,人们越来越盼望得到高质量的饮用水供给。采用活性炭吸附过滤和超滤联合制取高质量饮用水,设备投资少,制水成本低,是优质饮用水制备的经济有效方法,具有广阔的市场远景。
2.1.2
工业供水  
  自来水和地下水的水质不能满足许多化学工业、电子工业和纺织工业的请求,需要经过净化处理方可以应用,超滤膜技巧是净化工业用水的重要技巧之一。
2.1.3
医药用水  
  医药针剂用水是采用多级蒸馏制备的,其工艺繁琐、能耗高、而且质量常常得不到保证。用超滤膜技巧除针剂热源和终端水热源,取得很好效果。
2. 2
工艺水的处理(分别、浓缩、分级和纯化)
  在各工业生产过程中,往往有分别、浓缩、分级和纯化某种水溶液的需求。传统用的方法是沉淀、过滤、加热、冷冻、蒸馏、萃取和结晶等过程。这些方法表现出流程长、耗能多、物料丧失多、设备宏大、效率低、操作繁琐等毛病,以超滤膜技巧代替某种传统技巧可以获得明显的经济效益。

2.2.1
膜技巧在制药工业的利用  
  膜技巧广泛利用于生物制备和医药生产中的分别、浓缩和纯化。如血液制备的分别、抗菌素和干扰素的纯化、蛋白质的分级和纯化、中草药剂的除菌和澄清等。发酵是生物制药的主流技巧,从发酵液中提取药物,传统工艺是溶剂萃取或加热浓缩,重复应用有机溶剂和酸碱溶液,耗量大,流程长,废水处理任务重。特别是许多药物热敏性强,使传统工艺的实用性多受限制。国际先进的制药生产线,大批采用膜分别技巧代替传统的分别、浓缩和纯化工艺。如以膜设备浓缩纯化抗生素、中药汤及中药针剂澄清等。
2.2.2
膜技巧在食品领域工业的利用  

利用超滤膜技巧把发酵液中产品和菌体分别,再采用其它方法精制流程。其优点是:生产效率和产品德量进步;简化了工艺流程;菌体蛋白不含外加杂质,利用价值高,达到资源综合利用。酱油、醋的澄清、果汁澄清和浓缩、乳制品生产、制糖工业都采用了膜技巧。
2.2.3
膜技巧在各种工业生产中的利用  
  凡是涉及分子级的浓缩和分别的过程,都有膜技巧利用的机会。汽车电泳漆的在线纯化采用超滤膜除去杂质,持续保证涂漆质量;燃料工业泳超滤膜技巧分别和浓缩中间体。
2.3
在环境掩护和水资源化的利用
  膜技巧在废水处理、污染防治和水资源综合利用方面得到广泛利用。在许多情况下,不仅处理了废水,还能回收有用物质和能量。
2.3.1
各种含油废水及废油的处理  
  ①采油回注水的处理:膜法可以除去在水中的乳化溶解油,进步注入水的质量。②含油废水的处理:许多工业生产和运输业都产生大批的含油废水,膜滤技巧是达标排放最有效的方法。③废润滑油的纯化:用惯例技巧加膜分别,可得到很纯的润滑油,实用于汽车等废机油的处理。④机床切削油的纯化回收:膜法可除去废切削油中的细菌和杂质,处理后回用。⑤废食用油的纯化处理技巧:食用油在持续高温下产生致癌物质,用膜法可将这部分除去。⑥食用菜籽油的纯化:菜籽油中含有15 %48 %高含炭量的芥子酸。用膜法可除去,达到标准(芥子酸<5 %)
2.3.2
废水的处理及回用  
  ①膜生物反响器处理生活污水回用中水,其占地面积小,设备投资低,处理水质好。②印刷显影废水的处理及回用,采用膜技巧处理可以达标排放,也可回收。③电镀废水可采用膜技巧处理,水回用,污染物回槽利用。④印染废水采用膜分别可除去有色染料,得到的水回用。牛仔布印染废水可回收靛蓝燃料。⑤造纸废水用膜可将废水中的木质素、色素等分别出来,净化水可排放或回用。
2.3.3
水的淡化技巧  
  ①海水淡化技巧:利用最新的膜蒸馏技巧,最合适和船用发动机热交换器连用,利用废热生产淡水,合适于中、小型渔船远航捕捞应用。②咸水淡化技巧:将天然咸水用膜淡化到利用水质标准。
2. 4
气体分别、浓缩技巧及其利用
  ①氧化浓缩:可用膜装置制成安全、简便的医疗和理疗设备,也可用于炼钢吹氧或助燃等工业生产,富氧浓度35 %80 %。②氮气浓缩:氮气可用于食品保存、汽车存储、飞机加油、防爆及化学工业,膜设备的氮可浓缩至90 %98 %。③二氧化碳、二氧化硫、氢气的分别:当二氧化碳、二氧化硫、氢气分辨和其它气体混和在一起时,可用膜将它们分别出来,满足工业的需要。④氢气的分别和浓缩:在化工产品制作时,往往排出大批氢气,可用膜法将氢气分别出来。
2.5
其它
  ①膜法保鲜剂:在水果、蛋类外部侵涂一层膜可达保鲜目标。保鲜后,存放期长,外观色泽好。②制作维生素E 的膜法分别技巧:用膜可以从黄豆油中提取VE 的混杂物,其抽提剂可循环应用。
3
膜分别技巧的国内发展动态
  中国的膜技巧从60 年代中期起步研究,长时间在实验室内和中试规模徘徊。从“七五”打算开端,国家科委把膜技巧列为国家重大科研项目加以支撑,膜技巧取得较大进展,特别是改革开放的国策增进了广泛的国际交换,膜技巧在国民经济发展中的重要性日益增大,国内膜工业产值也逐渐增长。
  近10 年来,中国的膜技巧的总体程度有了很大的进展,但与国际技巧先进国家的差距仍然很大。问题重要表现在:生产现代化、产业化程度低,原料不规范,工艺参数未严格把持,产品德量不稳固;膜的品种少,利用领域小。尤其利用的工艺设计、系统成套能力、膜组件程度、相干机电产品等方面,尚未达到国际先进程度,远不能满足国内市场需求,膜技巧存在着很大的发展空间。
  首先,我们要加强研发能力,推动膜技巧产业的发展,依附科技进步,进步产品德量,降低成本,增长品种,扩大利用面。
  再者,,通过招商引资,引进技巧,消化吸收,进步膜技巧利用的工艺设计、系统成套能力,膜制备和膜组件程度,膜品种及相干机电产品等方面达到国际先进程度。
 

 

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