发布日期:2023-05-06
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膜技能的原理剖析及分类介绍
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发布日期:2020-05-24 11:59
膜技能的原理剖析及分类介绍
膜技能是用天然或人工合成的高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推进力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行别离、分级、提纯和富集的办法。膜别离是一种分子级别离,首要的膜体系按膜孔的严密程度由密到疏分为:反浸透(RO),纳米过滤(NF),超滤(UF),微滤(MF)。膜别离技能较杰出的特点是高效节能,它可在常温下完成对各组分的别离、提纯、浓缩,因而特别适合在食物加工业中使用。
1.微滤(Micro Filtration,MF)
微滤以静压差为推进力,使用膜的“筛分”效果进行别离的膜技能。微滤膜具有比较规整、均匀的多孔结构,在静压差的效果下,小于膜孔的粒子经过滤膜,比膜孔大的粒子则被阻拦在滤膜外表,然后完成不同组分的别离。微滤膜是均匀的多孔薄膜,厚度在90~150μm左右,过滤粒径0.025~10μm之间,操作压力在0.01~0.2MPa之间。
其别离原理有以下几种:(1)机械截留效果:膜截留了比它孔径大或适当的粒子;(2)物理效果:吸赞同电功能;(3)架桥效果:微粒因为架桥效果被截留;(4)膜的内部截留效果:微粒截留在膜的内部。
在食物工业中,MF广泛替代离心用于别离,替代热处理用于灭菌。首要是除掉悬浮固体颗粒、脂肪、大分子蛋白质[6]。
2.超滤(Ultra Filtration,UF)
超滤RO膜在必定压力下,含有小分子物质两类溶质的溶液流过被支撑的膜外表时,溶剂和小分子溶质透过膜,大分子被截留作为浓缩液被收回。超滤膜的过滤粒径为5~10nm之间,操作压力在0.1~0.25MPa之间。
3.反浸透(Reverse Osmosis,RO)
反浸透,又称高滤,是浸透的逆进程,经过在待别离液一侧加上比浸透压高的压力,使原溶液中的溶剂压到半透膜的另一边。反浸透膜的过滤粒径为0.2~1.0nm之间,操作压力在1~10MPa之间。
其别离原理有以下几种:(1)毛细管流机理:针对醋酸纤维素膜提出,水进入醋酸纤维素膜的非结晶部分后,因为和羧基的氧原子发作氢键效果而构成结合水,孔径越小,结合越牢。结合水把孔占满,不与醋酸纤维素膜氢键结合的溶质就不能分散经过,能与膜结合的离子和分子就经过了膜;(2)溶解?蛳 分散模型:把半透膜看作彻底细密的中性界面,水和溶质被吸附到膜外表,然后在膜中分散经过;(3)孔隙开闭原理:聚合物在压力下,改动无序的布朗运动,发生振荡,使聚合物链之间的间隔减小,使离子难以经过,然后与水别离。
4.纳滤(Nanofiltration,NF)
纳滤是在反浸透基础上开展的膜别离技能。纳滤膜的截留粒径为0.1~1nm,操作压力0.5~1MPa,截留分子量为200~1000,所以对水中的分子量为数百的有机小分子成分具有别离功能,能浓缩二价盐、细菌、蛋白质等大于1000道尔顿的物质,它填补了反浸透和超滤之间的空白[1]。
5.透析(Dialysis,D)
透析,在浓度差的推进下,凭借膜的分散,别离不同的溶质。
6. 电渗析(Electro Dialysis,ED)
电透析,在直流电场效果下,以电位差为推进力,使用离子交换膜的透过性,把电解质从溶液中别离出来,完成溶液的淡化、浓缩和纯化。
膜技能是用天然或人工合成的高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推进力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行别离、分级、提纯和富集的办法。膜别离是一种分子级别离,首要的膜体系按膜孔的严密程度由密到疏分为:反浸透(RO),纳米过滤(NF),超滤(UF),微滤(MF)。膜别离技能较杰出的特点是高效节能,它可在常温下完成对各组分的别离、提纯、浓缩,因而特别适合在食物加工业中使用。
1.微滤(Micro Filtration,MF)
微滤以静压差为推进力,使用膜的“筛分”效果进行别离的膜技能。微滤膜具有比较规整、均匀的多孔结构,在静压差的效果下,小于膜孔的粒子经过滤膜,比膜孔大的粒子则被阻拦在滤膜外表,然后完成不同组分的别离。微滤膜是均匀的多孔薄膜,厚度在90~150μm左右,过滤粒径0.025~10μm之间,操作压力在0.01~0.2MPa之间。
其别离原理有以下几种:(1)机械截留效果:膜截留了比它孔径大或适当的粒子;(2)物理效果:吸赞同电功能;(3)架桥效果:微粒因为架桥效果被截留;(4)膜的内部截留效果:微粒截留在膜的内部。
在食物工业中,MF广泛替代离心用于别离,替代热处理用于灭菌。首要是除掉悬浮固体颗粒、脂肪、大分子蛋白质[6]。
2.超滤(Ultra Filtration,UF)
超滤RO膜在必定压力下,含有小分子物质两类溶质的溶液流过被支撑的膜外表时,溶剂和小分子溶质透过膜,大分子被截留作为浓缩液被收回。超滤膜的过滤粒径为5~10nm之间,操作压力在0.1~0.25MPa之间。
3.反浸透(Reverse Osmosis,RO)
反浸透,又称高滤,是浸透的逆进程,经过在待别离液一侧加上比浸透压高的压力,使原溶液中的溶剂压到半透膜的另一边。反浸透膜的过滤粒径为0.2~1.0nm之间,操作压力在1~10MPa之间。
其别离原理有以下几种:(1)毛细管流机理:针对醋酸纤维素膜提出,水进入醋酸纤维素膜的非结晶部分后,因为和羧基的氧原子发作氢键效果而构成结合水,孔径越小,结合越牢。结合水把孔占满,不与醋酸纤维素膜氢键结合的溶质就不能分散经过,能与膜结合的离子和分子就经过了膜;(2)溶解?蛳 分散模型:把半透膜看作彻底细密的中性界面,水和溶质被吸附到膜外表,然后在膜中分散经过;(3)孔隙开闭原理:聚合物在压力下,改动无序的布朗运动,发生振荡,使聚合物链之间的间隔减小,使离子难以经过,然后与水别离。
4.纳滤(Nanofiltration,NF)
纳滤是在反浸透基础上开展的膜别离技能。纳滤膜的截留粒径为0.1~1nm,操作压力0.5~1MPa,截留分子量为200~1000,所以对水中的分子量为数百的有机小分子成分具有别离功能,能浓缩二价盐、细菌、蛋白质等大于1000道尔顿的物质,它填补了反浸透和超滤之间的空白[1]。
5.透析(Dialysis,D)
透析,在浓度差的推进下,凭借膜的分散,别离不同的溶质。
6. 电渗析(Electro Dialysis,ED)
电透析,在直流电场效果下,以电位差为推进力,使用离子交换膜的透过性,把电解质从溶液中别离出来,完成溶液的淡化、浓缩和纯化。
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