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膜分离技术的应用与展望摘要:膜分离是在20世纪60年代迅速发展起的一门分离技术,膜分离主要包括分离、浓缩、纯化和精制等功能且操作简单、易于操作,因此目前膜分离技术被广泛应用于供水、制药、食品、环保、废品回收、水的淡化等工业生产过程中,产生了巨大的经济效益和社会效益。通过介绍膜分离技术中的一些概念、膜的种类及其原理,阐述了一些常见的膜分离过程在实际生产中的应用,并在此基础上介绍了膜分离技术的发展前景。关键词:膜分离技术;应用;展望ApplicationandProspectofMembraneSeparationTechnologyAbstract:Membraneseparationtechnologyisaseparatingtechnologywhichdevelopedfastinthe1960s.Thistechnologyinvolvesinvariousfunctionslikeseparating,concrntrating,purifyingandrefining,whatelse,forit’seasilytooperateit’snowwidelyusedinthefieldsofwatersupplyment,medicineproduction,food,environmentprotecting,wastewaterrecyclingandsoon,makegreateconomicalandsocialbenefits.Throughtheintroductionofsomeconceptsaboutmembranetechnology,maintheoryinvolvedandsortofit,italsodescribessomecommonmembraneseparationprocessinthepracticalapplication,andonthisbasis,prospectsforthedevelopmentofmembraneseparationtechnology.Keywords:membraneseparationtechnology;application;prospect人类对于膜现象的研究源于1748年,然而认识到膜的功能并用于为人类服务,却经历了200多年的漫长过程,人们对膜进行科学研究则是近几十年来的事。1950年W.Juda[1]试制出选择透过性能的离子交换膜,奠定了电渗析的实用化基础。1960年Loeb和Souriringan首次研制成世界上具有历史意义的非对称反渗透膜,这在膜分离技术发展中是一个重要的突破,使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。其发展的历史大致为:40年代透析;50年代电渗析;60年代反渗透;70年代超滤和液膜;80年代气体分离;90年代渗透汽化。此外以膜为基础的其它新型分离过程,以及膜分离与其它分离过程结合的集成过程也日益得到重视和发展。1膜分离技术的概念、类型、原理和特点1.1膜分离技术的概念膜分离过程以选择性透过膜为分离介质,通过在膜两侧施加某种推动力(如压力差、蒸气分压差、浓度差、电位差等)使得原料侧组分选择性透过膜,达到分离提纯的目的[2]。1.2膜分离技术的类型及原理膜分离以其分离溶质的不同范围而划分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)、反渗透(RO)四种形式[3]。膜可以是固相、液相或气相,膜的结构可是均质或非均质的,膜可以是中性的或带电的,但必须具有选择性通过物质的特性。它的工作原理为:一是根据混合物物质的质量、体积、大小和几何形态的不同,用过筛的方法将其分离;二是根据混合物的不同化学性质分离开物质,物质通过分离膜的速度取决于进入膜内的速度和进入膜的表面扩散到膜的另一表面的速度。而溶解速度完全取决于被分离物与膜材料之间化学性质的差异,扩散速度除化学性质外还与物质的分子量有关,速度愈大,透过膜所需的时间愈短,混合物透过膜的速度相差愈大,则分离效率愈高。1.3膜分离的特点膜分离技术作为一门新型的高效分离、浓缩、提纯及净化技术,由于其多学科性特点,膜技术可应用于大量的分离过程。各种膜过程具有不同的机理,适用于不同的对象和要求[4]。膜分离技术一经引入食品工业领域就受到欢迎并取得不凡业绩:膜技术简化传统的食品加工工艺;避免食品加工中的热过程,高度保持食物中的色、香、味及营养成分;降低和解决污染物的排放,并使有效成分得以综合利用和回收;它既可脱盐,排除有害物质和细菌,又可防止沉淀物的产生,这些特点都是其它分离加工方式无法比拟的。2膜分离技术在食品加工中的应用2.1膜分离技术在果蔬加工中的应用超滤是膜分离的一种,目前国内也已经将超滤技术应用于一些新型果蔬汁饮料的生产中。据报道,