包头轻工职业技术学院：《乳品技术装备》课程教学课件（PPT讲稿）第十章 膜分离的基本原理和方法

膜分离的基本原理和方法

膜分离的基本原理和方法

第一节 膜分离的概述

第一节 膜分离的概述

膜分离技术的发展简史: 人类对于膜现象的研究源于1748年，然而认识到膜的功能并用于为 人类服务，却经历了200多年的漫长过程。人们对膜进行科学研究 则是近几十年来的事。1950年W.Juda试制出选择透过性能的离子交 换膜，奠定了电渗析的实用化基础。1960年洛布 (Loeb)和索里拉简 (Souriringan)首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，这 在膜分离技术发展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规 模工业化应用的时代。 其发展的历史大致为：30年代微孔过滤，40年代透析；50年代电渗 析；60年代反渗透；70年代超滤和液膜；80年代气体分离；90年代 渗透汽化。此外以膜为基础的其它新型分离过程，以及膜分离与其 它分离过程结合的集成过程(Integrated Membrane Process)也日益得 到重视和发展

膜分离技术的发展简史: 人类对于膜现象的研究源于1748年，然而认识到膜的功能并用于为 人类服务，却经历了200多年的漫长过程。人们对膜进行科学研究 则是近几十年来的事。1950年W.Juda试制出选择透过性能的离子交 换膜，奠定了电渗析的实用化基础。1960年洛布 (Loeb)和索里拉简 (Souriringan)首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜，这 在膜分离技术发展中是一个重要的突破，使膜分离技术进入了大规 模工业化应用的时代。 其发展的历史大致为：30年代微孔过滤，40年代透析；50年代电渗 析；60年代反渗透；70年代超滤和液膜；80年代气体分离；90年代 渗透汽化。此外以膜为基础的其它新型分离过程，以及膜分离与其 它分离过程结合的集成过程(Integrated Membrane Process)也日益得 到重视和发展

膜分离技术在分离物质过程中不涉及相变，对能量要求 低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3～1/8，因此和 蒸馏、结晶、蒸发等需要输入能量的过程有很大差异； 膜分离的条件一般都较温和，对于热敏性物质复杂的分 离过程很重要，这两个因素使得膜分离成为生化物质分离的 合适方式： 无化学变化 ：典型的物理分离过程，不用化学试剂和 添加剂，产品不受污染； 膜分离技术在分离工程中的重要作用

膜分离技术在分离物质过程中不涉及相变，对能量要求 低，其费用约为蒸发浓缩或冷冻浓缩的1/3～1/8，因此和 蒸馏、结晶、蒸发等需要输入能量的过程有很大差异； 膜分离的条件一般都较温和，对于热敏性物质复杂的分 离过程很重要，这两个因素使得膜分离成为生化物质分离的 合适方式： 无化学变化 ：典型的物理分离过程，不用化学试剂和 添加剂，产品不受污染； 膜分离技术在分离工程中的重要作用

选择性好 可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法 取代的卓越性能； 适应性强 处理规模可大可小，可以连续也可以间歇进行， 工艺简单，操作方便，结构紧凑、维修费用低，易于自动 化

选择性好 可在分子级内进行物质分离，具有普遍滤材无法 取代的卓越性能； 适应性强 处理规模可大可小，可以连续也可以间歇进行， 工艺简单，操作方便，结构紧凑、维修费用低，易于自动 化

膜分离是借助于膜而实现各种分离的过程称之为膜分离。膜 分离是利用天然或人工合成的，具有选择透过性的薄膜， 以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分体系 进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。分离用的膜具有选 择渗透性，也就是说，膜只能使某些分子通过，这对乳品 工业具有重要的意义，膜可以有效地把牛乳中的水分与其 他成分分开。所谓的膜，是指在一种流体相内或是在两种 流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通 的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用

膜分离是借助于膜而实现各种分离的过程称之为膜分离。膜 分离是利用天然或人工合成的，具有选择透过性的薄膜， 以外界能量或化学位差为推动力，对双组分或多组分体系 进行分离、分级、提纯和浓缩的方法。分离用的膜具有选 择渗透性，也就是说，膜只能使某些分子通过，这对乳品 工业具有重要的意义，膜可以有效地把牛乳中的水分与其 他成分分开。所谓的膜，是指在一种流体相内或是在两种 流体相之间有一层薄的凝聚相，它把流体相分隔为互不相通 的两部分，并能使这两部分之间产生传质作用

一.膜分离的基本原理 在一个容器中,用膜把它隔成两部分,膜的两 侧是浓度不同的溶液,通常小分子的溶剂透过膜 向稀溶液侧移动. 渗析(水分、小分子溶质）渗透（仅水分）

一.膜分离的基本原理 在一个容器中,用膜把它隔成两部分,膜的两 侧是浓度不同的溶液,通常小分子的溶剂透过膜 向稀溶液侧移动. 渗析(水分、小分子溶质）渗透（仅水分）

乳品工程系 浓缩液 进料液 透过液

在乳品工业中，膜技术主要涉及到： 反渗透（RO）除去水，使溶液浓缩。 毫微过滤(NF)通过除去单价的成分如钠、氯（部分 脱盐），实现有机成分的浓缩。 超滤（UF）大分子的浓缩。 微滤（MF）除去细菌，大分子分离

在乳品工业中，膜技术主要涉及到： 反渗透（RO）除去水，使溶液浓缩。 毫微过滤(NF)通过除去单价的成分如钠、氯（部分 脱盐），实现有机成分的浓缩。 超滤（UF）大分子的浓缩。 微滤（MF）除去细菌，大分子分离

乳品工程系 粒子大小，m 0.0001 0.001 001 0.1 1.0 10 100 分子量D 100 1000 10000 100000 500000 粒子特性 离子 分子 大分子 细航+微拉子 离子 乳清蛋白 脂肪球 醇母，莓菌 牛乳成份 盐类 酯蛋白胶粒 细菌 乳糖/微生物 维生素 乳清蛋白聚合体， 干雀碎屑 分离加工 0 F 传统过滤 用 F