食品分离技术——膜分离技术优秀PPT.ppt

回顾传质分离过程：包括平衡分离过程和速率控制分离过程。按分离性质分类二、食品分离新技术在食品工业中的重要性第七章膜分离技术一、膜分离技术的发展历程1953年，佛罗里达大学的Reid等人最早提出反渗透
淡化海水；
1960年，Loeb与Sourirtajan发明了第一代高性能的非对
称性醋酸纤维素膜，反渗透(RO)首次用于海水及苦咸水
淡化。但至20世纪60年代中期，才应用于工业上。1957年中国科学院化学所开始了离子交换膜的研究。
1964年海军医学研究所研制出咸水淡化器。
1970年北京市环境保护科学研究所建立电渗析淡化
水站，淡化水生产量达100m3/d以上；二、膜分离技术的基本概念浸透：仅有溶液中的溶剂透过膜向纯水侧或浓溶液
侧移动，而溶质不透过膜的分离现象。从膜功能上来说，膜分离技术主要包括：过程反渗透技术是利用反渗透膜只能透过溶剂(通常是水)而不能透过溶质的选择透过性，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。反渗透的压力差为1~10MPa。2、反渗透的特征参数溶质的透过率(脱除率)与半透膜的特性、压力
差、溶质分子大小、分子形状、所带电荷以及此
溶质是否为制膜材料的溶剂成分等因素有关。（二〕超滤(Ultrafiltration，简称UF)超滤系统，6t/h超滤过程与反渗透过程非常接近，只不过超滤膜孔径稍大，而反渗透操作压力较高。从半透膜的角度来看，超滤可以看成有较大孔径的反渗透膜。(三)、纳滤〔Nanofiltration，NF）某公司不同膜的截留率比较主要用于饮用水的软化、脱色、脱异味，脱可
溶性有机物、农药、合成洗涤剂等。
抗生素的浓缩和纯化；
肽和氨基酸的分离；
果汁的高度浓缩；
牛奶及乳清蛋白的浓缩；
农产品的综合利用阿鸥纳滤净水机微滤〔MicroFiltration）、超滤〔UltraFiltration）、纳滤(NanoFiltration)、反渗透(ReverseOsmosis)（四）电渗析(Electrodialysis，ED)电渗析过程原理图电渗析器运行注意：防止浓水侧膜面沉淀结垢。实际应用的电渗析器（五〕渗透蒸发的实质是利用高分子膜的选择性透过来分离液
体混合物。其原理如图所示。渗透汽化分离示意图(惰性气体吹扫)（六〕各种分离法的适用范围及性质四、膜分离过程中应注意的几个问题2、膜的压实（二〕浓缩极限五、膜分离装置（一〕膜的性质孔道结构
膜的孔道结构对膜的透过通量、耐污染能力等操作性能具有重要影响。主要分为对称膜和不对称膜两种。
膜的孔道特性
孔道特性包括孔径、孔径分布和孔隙率。3.水通量（二）膜的分类及性质2、性质硝酸纤维素膜2.2非多孔性膜〔均质膜）
结构较为致密。其特点为分离系数较高，但渗透系数较低。主要有硅橡胶膜，适用于气体分离和渗透蒸发，用于气调保鲜有较好的效果。另一类微孔膜由纤维素的聚合物制成，用于微孔过滤或超滤。
板框式(Plate-and-Frame)膜组件
膜材料为惰性，不吸附溶质
1960年，Loeb与Sourirtajan发明了第一代高性能的非对
物理分离法：以被分离对象在物理性质方面的差异
三、膜分离的基本方法及其原理
从经济上考虑，对操作的压力有最高限→浓缩有最高极限。
9、何谓纳滤？与超滤、反渗透之间有何区别？
超滤：在一定压力(0·1~0.
11、膜浓缩过程中是否可以通过增大压力实现充分浓缩？
盐、生理活性物质的分离
抗生素的浓缩和纯化；
牛奶及乳清蛋白的浓缩；
透过，称之为膜的选择透过性。
膜分离是对溶液中不同溶质的分离，每一种溶质是由
阴离子交换基团为季胺、叔胺和仲胺等。
2、膜分离技术在乳品工业中的应用阴离子交换膜：只能吸附阴离子，并通过阴离子而阻止阳离子。
阳离子交换膜：只能吸附阳离子，并通过阳离子而阻止阴离子。2.5液膜：几种主要分离膜的分离过程（三）膜组件1.管式(Tubular)膜组件
管式膜组件是将膜固定在内径10~25mm，长约3m的圆管状多孔支撑体上构成的，10~20根管式膜并联或用管线串联，收纳在筒状容器内即构成管式膜组件。2.板框式(Plate-and-Frame)膜组件
其设计类似于常规的板框过滤装置,膜被放置在可垫有滤纸的多孔的支撑板上,两块多孔的支撑板叠压在一起形成的料液流道空间,组成一个膜单元,单元与单元之间可并联或串联连接。3.螺旋卷式(SpiralWound)膜组件
膜、料液通道网、以及多孔的膜支撑体等通过适当的方式被组合在一起,然后将其装人能承受压力的外壳中制成膜组件。通过改变料液和过滤液流动通道的形式,这类膜组件的内部结构也可被设计成多种不同的形式。4.中空纤维(HollowFiber)膜组件
将大量的中空纤维安装在一个管状容器内,中空纤维的一端以环氧树脂与管外壳壁固封制成膜组件。料液从中空