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第四章高分子分离膜与膜分离技术
概述
分离膜与膜分离技术的概念
分离膜是指能以特定形式限制和传递流体物质
的分隔两相或两部分的界面。膜的形式可以是固态
的,也可以是液态的。被膜分割的流体物质可以是
液态的,也可以是气态的。膜至少具有两个界面,
膜通过这两个界面与被分割的两侧流体接触并进行
传递。分离膜对流体可以是完全透过性的,也可以
是半透过性的,但不能是完全不透过性的。膜在生
产和研究中的使用技术被称为膜技术。
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膜分离-半透膜
指一类可以让小分子物质
透过而大分子物质不能通
过的薄膜的总称
例如:
细胞膜、膀胱膜、
肠衣等
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终端过滤
溶剂和小于膜孔的溶质在压力的驱动下透过膜,大于膜孔的颗粒被截留,通常堆积在膜面上。但是,随着时间的增加,膜面上堆积的颗粒也在增加,过滤阻力增大,膜渗透速率下降。因此,终端过滤是间歇式的,必须周期性的停下来清洗膜表面的污染层,或者更换膜。
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错流过滤(Cross Filtration)
在泵的推动下料液平行于膜面流动,与终端过滤不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走,从而使污染层保持在一个较薄的水平。
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在啤酒工业中应用
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第四章高分子分离膜与膜分离技术
随着科学技术的迅猛发展和人类对物质利用广
度的开拓,物质的分离已成为重要的研究课题。分
离的类型包括同种物质按不同大小尺寸的分离;异
种物质的分离;不同物质状态的分离等。
在化工单元操作中,常见的分离方法有筛分、
过滤、蒸馏、蒸发、重结晶、萃取、离心分离等。
然而,对于高层次的分离,如分子尺寸的分离、生
物体组分的分离等,采用常规的分离方法是难以实
现的,或达不到精度,或需要损耗极大的能源而无
实用价值。
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第四章高分子分离膜与膜分离技术
具有选择分离功能的高分子材料的出现,使上
述的分离问题迎刃而解。膜分离过程的主要特点是
以具有选择透过性的膜作为分离的手段,实现物质
分子尺寸的分离和混合物组分的分离。膜分离过程
的推动力有浓度差、压力差和电位差等。膜分离过
程可概述为以下三种形式:
①渗析式膜分离
料液中的某些溶质或离子在浓度差、电位差的
推动下,透过膜进入接受液中,从而被分离出去。
属于渗析式膜分离的有渗析和电渗析等;
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第四章高分子分离膜与膜分离技术
②过滤式膜分离
利用组分分子的大小和性质差别所表现出透过
膜的速率差别,达到组分的分离。属于过滤式膜分
离的有超滤、微滤、反渗透和气体渗透等;
③液膜分离
液膜与料液和接受液互不混溶,液液两相通过
液膜实现渗透,类似于萃取和反萃取的组合。溶质
从料液进入液膜相当于萃取,溶质再从液膜进入接
受液相当于反萃取。
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