1、膜分离技术,一、膜分离的基本概念1. 膜分离法：用天然或者人工合成的高分子薄膜，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、提纯和浓缩的方法。 2. 渗析（透析）：用膜把一个容器分成两个部分，膜的两侧是不同浓度的溶液，则通常把小分子溶质透过膜向低浓度侧移动、水分透过膜向高浓度侧移动。,一、膜分离的基本概念3. 渗透：如果仅溶液中的水分通过膜向浓溶液侧移动，而溶质不透过膜移动，这种分离叫渗透。 4. 膜的分类：根据膜的制材，从相态上可分为固态膜和液态膜；从来源可分为天然膜和合成膜，后者又分为有机膜和无机膜等等。,5. 膜性能对于膜分离的应用和效果的影响膜的性能主要指
2、膜的物化稳定性和膜分离透过性，膜的物化稳定性主要指膜的耐压性、耐热性、适用的PH范围、化学惰性、机械强度。其主要取决于构成膜的高分子材料。膜的分离透过性主要从分离效率、渗透通量和通量衰减系数三个方面来评价。（膜分离过程中，单位时间内单位膜面积上的物质透过量。渗透通量=渗透系数推动力，式中的渗透系数为单位时间内单位膜面积上在单位推动力作用下的物质透过量。 ）,二、常用膜的分离过程 1. 微滤微孔过滤是膜分离过程中最早产业化的，孔径一般在0.02-10um左右。微孔过滤的截留主要依靠机械筛分作用，吸附截留是次要的。2. 电渗透以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱出或富集电解质。
3、电渗析的选择性取决于所用的离子交换膜。离子交换膜以聚合物为基体，接上可电离的活性集团。阴离子交换膜其常用活性基团是氨基，所以阴离子通过阴离子交换膜；阳离子交换膜其活性基团通常是磺酸盐，阳离子能通过阳膜。,二、常用膜的分离过程 3. 反渗透反渗透是渗透的逆过程，即溶剂从浓溶液向稀溶液中流动。4. 超滤超滤也是一个以压力差为推动力的膜分离过程，一般认为超滤是一种筛孔分离过程，在静压差的推动下，原料液中溶剂和小的溶质粒子从高压的料液侧通过膜到低压侧，所得的液体一般称为滤出液或透过液，而大粒子组分被拦截下来，使他在滤剩液中浓度增大。 5. 渗析 当把一张半透膜置于两种溶液之间时，会出现双方溶液中的大分
4、子不动而小分子溶质（包括溶剂）透过膜而互相交换的现象。,三、膜分离技术的应用 膜分离技术是一种在常温下无相变的高效、节能、无污染的分离、提纯、浓缩技术。在功能食品加工方面的应用如下 1. 在功能饮用水加工中的应用用超滤可脱除矿泉水中的铁、锰等高价金属离子胶体、有机物胶体和细菌，用超滤作为矿泉水的终端处理可防止矿泉水的浑浊和沉淀，并能保证其卫生指标。2. 在发酵及生物过程中的应用用超滤和洗滤二次法可将酶浓缩10倍，纯度可有20%提高到90%以上，用超滤可除去味精生产中的微生物，并用反渗透回收漂洗水中的谷氨酸氨钠；可用超滤去除低度白酒中的棕榈酸酯等，解决因低温引起的浑浊；用超滤可除去酒中的果胶、蛋
5、白、多糖等大分子物质，解决由此引起的沉淀。,三、膜分离技术的应用 3. 在果汁和饮料生产中的应用可用超滤对果汁进行除菌、澄清、脱过胶及回收果汁中的果胶、蛋白酶等，也可用反渗透对果汁进行浓缩。4. 在色素生产中的应用用超滤可脱除焦糖色素中的有害成分亚胺盐及不愉快的气味。5. 在食用胶生产上的应用用超滤可脱掉食用明胶中的色素及灰分，并把食用明胶的固含量浓缩至15%。用超滤可脱掉果胶中的糖酸和色素。,三、膜分离技术的应用 6. 在蛋白加工中的应用用超滤法生产大豆分离蛋白，蛋白质回收率比传统的酸沉淀法提高10%，用超滤法马铃薯淀粉加工废水、粉丝生产黄浆废水、水产品加工废水、大豆分离蛋白加工废水中回收蛋白质。7. 在乳制品中的应用用反渗透法浓缩牛奶，用于生产奶粉和奶酪，牛奶的固形物可缩至25%。,
