第二章膜分离技术

时间：2025-04-23

食品分离技术——膜分离技术

第二章膜分离技术

食品分离技术——膜分离技术

第一节概

述

一、膜分离技术的发展简史 1784年，法国学者Abble Nelkee发现水能自然地扩散到装有酒精溶液的猪膀胱内，首次揭示了膜分离现象。 1855年，Fick制成超滤半透膜。 1861年，Thomas Graham发现了透析现象。 20世纪60年代中期，膜分离技术的发展进入了新时代。 Reid、Sourirajan等。 20世纪80年代以来，膜技术进入高速发展阶段。 20世纪90年代以来，膜技术的发展相对较为平稳。

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二、膜种类 1.按膜的性质分：天然膜和合成膜。 2.按膜的结构分：多孔膜、致密膜和液膜。 3.按膜的作用机理分：吸附性膜、扩散性膜、离子交换膜、选择渗透膜和非选择性膜等。

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几种常见的膜1.多孔膜(Porous Membranes)膜内的孔一般为0.05~20 μm。 2.致密膜(Dense Membranes) 又称均质膜。呈一层均匀的薄膜，无多孔性结构，类似于一团纤维，物质仅从高分子链段之间的自由空间通过。 3.不对称膜(Asymmetric Membranes)由一个很薄的，但比较致密的分离层和多孔支撑层组成。支撑层孔径 (100~200 μm)比分离层(0.1~1 μm)大。 4.复合膜(Composite Membranes) 膜的选择性膜层(活性膜层)沉积于具有微孔的支撑层表面上，就像非对称性膜的连续性表皮，只是表层与底层是不同的材料，而非对称膜是同一材料。 5.无机膜(Inorganic Membranes) 无机膜是一类较新的膜。

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不对称膜结构组分的通量与膜厚成反比，所以要得到高通量，真正起选择作用的膜层应尽可能薄。

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无机膜具有一些突出的优点： (1)化学稳定性好，能耐强酸、强碱、化学溶剂和强氧化剂。 (2)热稳定性好，耐高温。 (3)通量较大，污染少。 (4)机械强度高，使用周期长。 (5)允许使用条件苛刻的清洗操作(如蒸汽灭菌和高压反冲洗等)。无机膜有致密膜、多孔膜和复合非对称修正膜三种。

无机多孔膜的三种结构

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三、膜材料有机膜材料 1.纤维素衍生材料：醋酸纤维素、硝酸纤维素等。 2. 聚砜:性能优于纤维素 3. 其它高分子材料：较高的机械强度，耐pH 范围宽及较耐高温无机膜材料金属、金属化合物、陶瓷、玻璃以及沸石等。

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醋酸纤维素膜材料的特点

(1)同时兼有滤液流量高和截留性能好两大优点。 (2)原料来源丰富，价格低廉，可生物降解。 (3)不耐高温，耐游离氯低于1 mg/kg,耐pH 2~8。 (4)易被细菌和酶所降解。 (5)压力长时间作用下膜结构会变得紧密而使截留量下降。

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聚砜膜有如下特点(1)有较高的滤液流量和较好的截留性能。 (2)能耐75℃的高温；耐pH范围宽，达pH 1~13。 (3)耐氯性强，耐游离氯高达50 mg/kg。 (4)