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膜分離

膜分離是在20世紀(jì)初出現(xiàn)，20世紀(jì)60年代后迅速崛起的一門分離新技術(shù)。膜分離技術(shù)由于兼有分離、濃縮、純化和精制的功能，又有高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級過濾及過濾過程簡單、易于控制等特征，因此，目前已廣泛應(yīng)用于食品、醫(yī)藥、生物、環(huán)保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領(lǐng)域，產(chǎn)生了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，已成為當(dāng)今分離科學(xué)中重要的手段之一。

中文名

膜分離

外文名

membrane separation

優(yōu)    點(diǎn)

常溫進(jìn)行、無相變、選擇性好等

應(yīng)    用

分離、純化、濃縮等

膜分離工藝優(yōu)點(diǎn)

（1）常溫下進(jìn)行

有效成分損失極少，特別適用于熱敏性物質(zhì)，如抗生素等醫(yī)藥、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮

（2）無相態(tài)變化

保持原有的風(fēng)味

（3）無化學(xué)變化

典型的物理分離過程，不用化學(xué)試劑和添加劑，產(chǎn)品不受污染

（4）選擇性好

可在分子級內(nèi)進(jìn)行物質(zhì)分離，具有普遍濾材無法取代的性能

（5）適應(yīng)性強(qiáng)

處理規(guī)模可大可小，可以連續(xù)也可以間隙進(jìn)行，工藝簡單，操作方便，易于自動化

（6）能耗低

只需電能驅(qū)動，能耗極低，其費(fèi)用約為蒸發(fā)濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8

膜分離分類結(jié)構(gòu)

膜分離結(jié)構(gòu)分類

膜分離的效能，取決于膜本身的屬性。

圖1膜分離工藝現(xiàn)場

膜可分液膜和固體膜。固體膜又可分：

無機(jī)多孔膜，由無機(jī)質(zhì)的多孔材料構(gòu)成。將膠體和不溶性微粒強(qiáng)制沉積于無機(jī)多孔膜上便制成動力形成膜；

合成膜，通常采用醋酸纖維素、芳香族聚酰胺、聚砜、聚乙烯、聚丙烯等高分子材料制成。

合成膜又分為離子交換膜、均質(zhì)膜和多孔膜：

離子交換膜由帶有可電離的陽離子或陰離子的高分子材料所構(gòu)成；

均質(zhì)膜是均勻的高分子薄膜；

多孔膜是在鑄膜液中加發(fā)孔劑，經(jīng)過蒸發(fā)和凝膠分離而成的。

多孔膜又分為非對稱膜和復(fù)合膜：

非對稱膜的膜體可分為表皮層和支撐層：表皮層質(zhì)地致密，厚度很小（0.1～0.2μm），但它決定了膜的選擇性和滲透性能；支撐層具有多孔結(jié)構(gòu)，它提供必要的機(jī)械強(qiáng)度。膜的結(jié)構(gòu)可通過調(diào)節(jié)鑄膜液組成和凝膠形成條件予以控制。

復(fù)合膜是以多孔膜作支撐層，覆以極薄的表皮層。用于工業(yè)分離的合成膜，可制成片狀、管狀和中空纖維狀等，因此膜分離設(shè)備也隨之具有多種結(jié)構(gòu)形式。膜的結(jié)構(gòu)形態(tài)，通常借助于電子顯微鏡技術(shù)、電子透射或掃描來觀察。