膜技术膜分离技术学习目标第一节膜及其应用按膜分离过程分类按膜的材质分类按膜组件形式分类中空纤维大家学习辛苦了，还是要坚持卷式管式板式锯齿式（Ultra-flo）膜组件形式与可选择的膜分离过程二、膜的性能参数三、膜技术应用膜在生物制药中的应用膜膜及其分离机理膜分离过程的传质形式膜分离过程机理膜分离过程的类型2．按操作方式不同进行分类(1)开路循环:循环泵关闭，全部溶液用给料泵F送回料液槽，只有透过液排出到系统之外。(2)闭路循环:浓缩液（未透过的部分）不返回到料液槽，而是利用循环泵R送回到膜组件中，形成料液在膜组件中的闭路循环。闭路循环中，循环液中目标产物浓度的增加比开路循环操作快，故透过通量小于开路循环（3）连续操作:连续操作是在闭路循环的基础上，将浓缩液不断排到系统之外。每一级中均有一个循环泵将液体进行循环，料液由给料泵送入系统中，循环液浓度不同于料液浓度。各级都有一定量的保留液渗出，进入下一级。膜分离形式比较膜分离常用形式膜分离过程膜分离系统的基本组成膜分离的特点考虑选用膜技术的导则第三节膜分离过程中的问题及处理压密作用膜的水解作用浓差极化膜污染发酵液中构成膜污染的主要污染源膜污染的预防和消除膜的常规清洗剂：常用酸性清剂：硝酸、柠檬酸、磷酸碱性清洗剂：NaOH络和剂：EDTA氧化剂：次氯酸钠、高锰酸钾、双氧水其他试剂：乙醇、酶制剂、表面活性剂、DMF、草酸、三聚磷酸钠等超滤膜清洗1、加入首批完全溶解的清洗化学物质到平衡罐中，注意控制pH值和特定参数的控制。2、记录:时间、组件温度、入口压力、出口压力进料压力、水通量、pH值注:组件入口压力尽可能低,出口组件出口压力维持在22pa,及适当的再循环流量。3、指定时间运行清洗溶液。4、当系统清洗完之后,再根据上述程序,对系统冲洗。利用补水阀补水，利用排污阀排放关闭程序膜的消毒膜的保存最长保存时间第四节膜分离技术实施无机微滤膜分离特点超滤超滤膜过滤效果纳滤纳滤膜分离机理纳滤膜特点透析透析原理电渗析电渗析基本原理电渗析的特点渗透反渗透反渗透反渗透膜的几个参数反渗透法的基本流程集成膜分离技术第五节液膜分离技术1.乳状液膜制备过程：向溶有表面活性剂和添加剂的油中加入水溶液，进行高速搅拌或超声波处理，制成W/O型乳化液；将上步制得的乳化液分散到第二水相（通常为待分离的料液）进行第二次乳化即可制成(W/O)/W型乳状液膜，此时第二水相为连续相。2.支撑液膜制备：将多孔高分子固体膜浸在膜溶剂中，使膜溶剂充满膜的孔隙而形成。特点：结构简单，放大容易；但膜相使用中容易流失，造成分离性能下降。根据待分离溶质种类的不同，主要分为：膜相组成膜溶剂表面活性剂流动载体操作条件pH值搅拌速度反萃相操作温度操作时间1．工艺流程液膜分离操作全过程分四个阶段:（1）制备液膜将反萃取的水溶液(内水相)强烈地分散在含有表面活性剂、膜溶剂、载体及添加剂的有机相中制成稳定的油包水型乳液。（2）液膜萃取将上述油包水型乳液，在温和的搅拌条件下与被处理的溶液混合，乳液被分散为独立的粒子并生成大量的水／油／水型液膜体系，外水相中溶质通过液膜进入内水相被浓集。（3）澄清分离待液膜萃取完后，借助重力分层除去萃余液。（4）破乳使用过的废乳液需将其破碎，分离出膜组分(有机相)和内水相，前者返回再制乳液，后者进行回收有用组分破乳方法有化学破乳、离心、过滤、加热和静电破乳法等。目前常用静电破乳法。2.工业上应用新型膜分离技术膜蒸馏与膜接触器MembraneDistillation&MembraneContactors1.膜蒸馏概述膜蒸馏示意图3.膜蒸馏的特点膜蒸馏的弱点：膜蒸馏是一个有相变的膜过程，汽化潜热降低了热能的利用率，所以在组件的设计上必须考虑到潜热的回收。与其他膜过程相比，膜蒸馏在有廉价能源可利用的情况下才更有实用意义；膜蒸馏与制备纯水的其他膜过程相比通量较小，所以目前尚未实现在工业生产中应用，如何提高膜蒸馏的通量也就成了一个重要的研究课题；膜蒸馏采用疏水性微孔膜，与亲水膜相比在膜材料和制备工艺的选择方面都十分有限。4.膜蒸馏用膜材料5.膜蒸馏的应用渗透蒸馏的概念及原理膜接触器（MembraneContactors）86Liquid-gascontactor:toremovedissolvedgasesfromliquidsFlowschematicofthemembranecontactorprocessdevelopedbyBritishPetroleumtoseparateethylene/ethanemixturesbyabsorptionintosilvernitratesolution膜反应器MembraneReactor