齐齐哈尔大学：《食品技术原理》课程教学资源（PPT课件）膜分离.ppt_大学文库

膜分离

膜分离  膜的基本概念  膜分离的分类与特点  反渗透与超滤  电渗析  膜分离在食品工业中的应用

第一节膜的基本概念 ➢ 一、膜的最初发展概况 ➢1748年，首次应用动物膜进行了扩散试验，认识了渗透现象 ➢1867年，首次应用合成膜成功地进行了渗透试验。 ➢本世纪50年代初期，经研究发现，醋酸纤维素膜具有良好的透水和脱盐的特性，因此成为脱盐处理首选的合成膜。 ➢70年代中期，出现了一大批耐高温、耐极端pH值的非醋酸纤维膜。目前最先进的陶瓷超滤微孔膜。 ➢膜的发展极大地拓宽了膜分离技术的应用范围。目前，膜分离已广泛地应用在食品、生物、化工、制药、电子、纺织和环保等部门。 ➢食品工业而言，膜分离技术已成功地用在分离、浓缩、提纯和副产品回收等操作

二、膜分离的基本概念  1、定义：用天然或人工合成的膜、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、提纯或富集的方法，统称膜分离法

2、膜的基本概念  如果在一个流体相内或两个流体相之间有一薄层凝聚相物质将流体相分隔成两部分，那这一薄层就是膜。  这里所谓的凝聚相物质可以是固态的、液态或气态，被膜所隔开的流体可以是液态或气态。  膜本身可以是均匀的单一相，也可以是由两相以上的凝聚态物质所构成的复合体

三、膜分离的分类  膜分离主要包括 ➢ 渗透 ➢ 反渗透 ➢ 超滤：膜孔径1～20nm 微滤0.02~10μm ➢ 透析：半透膜厚度为10~20μm ➢ 电渗析 ➢ 液膜技术 ➢ 气体渗透 ➢ 渗透蒸发 ➢ 本章主要讨论反渗透、超滤与电渗析

四、膜分离的特点  膜分离过程不发生相变化、能耗要低。  膜分离过程是在常温下进行，特别适用于热敏性物质，如果汁、酶或药品等的分离、分级、浓缩与富集。  膜分离适用于有机物和无机物以及病毒、细菌到微粒的广泛范围;而且还适用于许多特殊溶液体系的分离，如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点体系的分离等。  由于只是用压力作为膜分离的推动力，因此具有装置简单、操作容易、易于控制与维修等优点

第二节反渗透与超滤  一、反渗透与超滤基本概念  1、反渗透：如果在膜的两侧施加一个逆向的压强差，使其大于渗透平衡时的压强差，就会出现溶剂倒流现象，使浓度较高的溶液进一步得到浓缩的现象称为“反渗透”  2、超滤：在静压差的推动下，原料液中的溶剂及小分子溶质从高压进料液侧透过膜进入低压侧，而大分子组分则被膜所阻留而增浓的现象

 3、透水速率或透过速度 (Flux)：单位时间内通过单位面积膜的液体体积或质量，单位是 m3 /(m2·h)或kg/(m2·d)。  4、可透度 (Permeability)：是在单位时间、单位膜面积与单位推动力作用下通过膜的组分数量与膜厚度的乘积。是某一种组分或某一体积溶液透膜传质的能力。  5、选择性（Selectivity）：为各种组分可透度的比值  6、脱除率（Rejection）和脱除比：

二、反渗透和超滤的基本原理  1、反渗透是利用反渗透膜选择性的只能透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力以克服溶液的渗透压，使溶剂通过反渗透膜而从溶液中分离出来的过程。  用一张膜将1、2两种溶液分开，由于受膜两侧溶液浓度及压强的影响，将出现下列现象:  a:渗透  b:渗透平衡  c: 反渗透