膜分離技術的應用有哪些（膜分離技術的優(yōu)點有哪些）
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添加時間：2022-10-27 瀏覽次數:2194
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在現(xiàn)代工業(yè)生產中，膜分離技術的應用已經相當普遍，這是因為現(xiàn)代膜分離技術具有無相變、無加熱等特點。膜可以定義為兩相之間的不連續(xù)區(qū)間，膜的兩相之間的質量傳遞被分離。因此，膜分離技術在整個分離過程中不會發(fā)生相變，并且膜分離技術比其他分離技術更節(jié)能和環(huán)保。
如今，膜分離技術可以在諸多領域進行應用，例如食品飲料行業(yè)、生物發(fā)酵制藥行業(yè)、制糖行業(yè)、冶金行業(yè)、化工、環(huán)保行業(yè)、污廢水處理行業(yè)等。接下來小編就帶大家了解一下膜分離技術在以上這些領域中的應用，讓大家順利從小白變成專家。
一、食品飲料行業(yè)
在食品和飲料行業(yè)，膜分離技術的地位是不可替代的。膜分離的整個分離操作是常溫下進行。所以，它不會影響酶和果汁等熱敏物質的化學變化，特別適用于熱敏物質的濃縮、分離和純化等。食品和飲料工業(yè)中常用的膜分離技術是：反滲透，納濾，超濾，微濾和電滲析等。這些膜組件的處理范圍不一樣，所以可以基本上滿足食品和飲料工藝的不同的需求。
以乳清脫鹽與濃縮為例，作為制酪工業(yè)的副產品，乳清的組成很復雜，其中人們感興趣的是乳清蛋白。目前乳清的用途是飼料。通過不同的膜組合技術，可以從乳清中得到不同的產品。
采用超濾(UF)技術后，可從乳清中分離出低分子的水、鹽和乳糖，從而改善了濃縮物中蛋白質、乳糖和鹽的比例。隨著濃縮度的提高，可使產品中的蛋白質含量調節(jié)到所需數值，一般可將乳清濃縮到總固形物25%以上，噴霧干燥后，得到乳清蛋白濃縮粉，其蛋白質含量可達35～80%。
應用反滲透(RO)脫除甜乳清中的水分，再蒸發(fā)干燥。生產奶酪和其它硬奶酪所產生的咸乳清(鹽含量極高)很難和甜乳清進行同樣的處理。必須脫鹽后才能回收、蒸發(fā)、干燥。
因為超濾(UF)可以完全截留牛奶或乳清中的蛋白質，而乳糖和灰分可完全透過，因此可采用“稀釋超濾”的工藝在濃縮蛋白質的同時盡可能地去除乳糖和灰分。從而制取高蛋白的脫脂奶粉，脫鹽、脫乳糖的乳清粉，也可用于生產冰淇淋、酸奶、軟奶酪和其它發(fā)酵乳制品。
二、生物發(fā)酵制藥行業(yè)
生物發(fā)酵制藥生產的藥物主要有我們常見的抗生素、維生素以及氨基酸等等。生物發(fā)酵代謝的產物與有效成分的相關性能非常接近，而有效成分在諸多方面的性能都十分微弱，這就大大提高了分離工作的難度。然而，在藥物生產過程中，把有效成分從發(fā)酵液中提取是藥物作用的關鍵，在此情況下，膜分離技術的應用就非常適合了。
在生物發(fā)酵制藥工業(yè)中，膜分離技術通常有一級微濾以及一級超濾等方法，這兩種方式能濾掉分子直徑較大的物質，再用二級超濾的方式來對透過以及過濾的發(fā)酵液進行過濾。在二級超濾的過程中，要反復加水。經過這兩個步驟之后的發(fā)酵液的目標成分濃度會得到顯著提高，再通過對透過液的繼續(xù)濃縮，從而逐漸接近目標產物。當然，在生物發(fā)酵制藥過程中，僅依靠膜分離技術的提取、濃縮是遠遠不夠的，要得到目標要求的高濃度藥物成分，還要歷經層次沉淀、物理結晶以及溶劑萃取等一系列方式。
三、制糖行業(yè)
膜技術在制糖領域的研究主要集中在微濾和超濾2種類型，以及和其它類型的膜應用技術的耦合。研究處理的對象非常廣泛，在制糖領域主要有混合汁和煉糖過程原糖回溶糖漿，此外還涉及到許多其他的不同物料：如清汁、混清汁、各段糖蜜、甜菜粕的脫水汁等。使用的材料主要有有機膜、陶瓷膜和金屬膜。相比有機膜，陶瓷膜和金屬膜具有對熱、pH、有機溶劑等耐受性強，膜通量較高且膜通量維持久，易清洗等優(yōu)點。
膜法綠色制糖新技術是利用現(xiàn)代膜分離技術變革傳統(tǒng)制糖工藝，利用分離膜精確地物理篩分作用，實現(xiàn)甘蔗混合汁的除雜、澄清、脫色和濃縮。該項技術具有不添加有害物質、清凈過程高效穩(wěn)定、副產物可綜合利用、產品多元化和可自動化生產等優(yōu)勢，且有利于我國甘蔗機械化采收的推廣。利用現(xiàn)代膜分離技術提升傳統(tǒng)甘蔗制糖工藝技術水平符合我國鼓勵發(fā)展的產業(yè)政策方向，能夠有效推動我國制糖工業(yè)轉型升級，提升糖業(yè)競爭力。
四、冶金行業(yè)
膜分離技術在濃縮富集方面不僅能對溶液中有價金屬離子進行濃縮，而且能對經過磨礦、浮選出來的礦漿進行濃縮。
濕法冶金中經過磨礦、浮選出來的礦漿濃度較低約10%-15%,直接浸出也會造成成本的上升，處理量的增大?，F(xiàn)行的方法采用濃密機濃縮，濃密機雖然有可濃縮的礦漿濃度高，處理量大，投資小，壽命長的優(yōu)點，但會帶來體積龐大、占地面積大、效率低下、工作時間長、維修不方便以及大量使用絮凝劑等缺點。
陶瓷膜是比高效濃密機效率更高的固液分離設備。首先，它是一個以壓力為推動力的固液分離設備，設備的處理量可以通過陶瓷膜的有效處理面積來控制，也可以通過有效操作壓力的大小控制，而且由于其過濾方式與傳統(tǒng)的終端過濾不同，錯流過濾能使其過程中一直保持較高的通量。其次它的分離機理以孔徑篩分為基礎，只要孔徑選擇合適，就能達到固液分離的效果，因而其透過液品質很好，澄清度很高，與此同時，固體礦漿濃度也被濃縮到較高程度，這樣不存在因顆粒太小而無法沉降的問題，不需要大量使用絮凝劑，既節(jié)省了藥劑費用，又避免了使用絮凝劑帶來的后續(xù)工藝問題。除了以上優(yōu)點外，陶瓷膜還具有體積小，占地面積小，操作方便，可自動化控制，強度高，壽命長，耐酸堿性等優(yōu)點。
五、化工、環(huán)保行業(yè)
近年來膜分離技術在化工各個分支行業(yè)中的迅速發(fā)展，使得該技術日趨成熟，同時也促進了化工行業(yè)的發(fā)展。在此領域已開發(fā)應用的主要四大膜分離技術為反滲透、超濾、微濾、電滲，這些膜過程的裝置設計都較為成熟，已有大規(guī)模的工業(yè)應用和市場。
由于各國普遍重視環(huán)境保護和治理，因而微濾和超濾分離在化工生產中的應用非常常見，廣泛應用于水中細小微粒，包括細菌、病毒及各種金屬沉淀物的去除等。例如：目前國內一些磷肥生產企業(yè)采用微濾膜分離去除磷石膏廢水中含氟的化合物。膜分離技術使得石油化工中的污染、資源利用及產品質量和能耗等各方面都有了較大的改進。
膜分離技術在化工、石油天然氣工業(yè)中具有十分廣闊的前景，它對于生產設備的優(yōu)化及提高經濟效益也都有著十分重要的作用盡管此項技術有待于進一步的探索研究，但作為一門新興科學在不遠的將來終究會在化工及石油天然氣中發(fā)揮巨大的作用。
六、污廢水處理
隨著膜分離技術的發(fā)展，其在生活污水和工業(yè)廢水方面的應用越來越廣泛，如循環(huán)冷卻排污水、重金屬廢水、造紙廢水、印染廢水、制藥廢水等。
微濾、超濾、反滲透、納濾：都根據水的溶解、擴散的原理，以壓力為推動力，使水溶液中的水分離出來，同時將會分離出廢水中的分子態(tài)或是離子態(tài)物質的方法。其中，反滲透技術在化工分離技術、制取高純水、硬水軟化技術等方面得到廣泛應用。微濾、超濾、反滲透、納濾它們之間的區(qū)別在于濾膜的孔徑大小不同。
半個世紀以來，膜分離完成了從實驗室到大規(guī)模工業(yè)應用的轉變，成為一項高效節(jié)能的新分離技術。膜分離技術在水處理方面的應用既保護環(huán)境，又回收有用物質。
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