第五章膜分离第五章膜分离本章主要知识点膜分离技术的概念。膜分离技术的概念。膜分离技术的分类。膜分离技术的分类。各种膜的分离特性。各种膜的分离特性。对于膜材料的基本要求。对于膜材料的基本要求。主要的膜组件类型。主要的膜组件类型。超滤和反渗透过程中渗透压的影响超滤和反渗透过程中渗透压的影响定义：利用具有一定选择性透过特性的过滤介质进行物质的分离纯化。膜的功能：–物质的识别与透过；–界面；–反应场。膜分离技术膜分离技术膜分离的概念：利用膜的选择性（孔径大小），膜分离的概念：利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。一种技术。膜的概念膜的概念在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流在一种流体相间有一层薄的凝聚相物质，把流体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为体相分隔开来成为两部分，这一薄层物质称为膜。膜。–膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物膜本身是均一的一相或由两相以上凝聚物构成的复合体构成的复合体–被膜分开的流体相物质是液体或气体被膜分开的流体相物质是液体或气体–膜的厚度应在膜的厚度应在0.5mm0.5mm以下，否则不能称其以下，否则不能称其为膜为膜第一节各种膜分离法及原第一节各种膜分离法及原理理膜分离技术分类：膜分离法传质推动力分离原理应用举例微滤(MF)压差(0.05~0.5MPa)筛分除菌，回收菌体，分离病毒超滤(UF)压差(0.1~1.0MPa)筛分蛋白质等大分子的回收与浓缩反渗透(RO)压差(1.0~10MPa)筛分脱盐，淡水制造透析(DS)浓度差筛分脱盐，除变性剂电渗析(ED)电位差荷电、筛分脱盐,氨基酸与有机酸的分离渗透气化(PV)压差、温差溶质与膜的亲和作用共沸物的分离（如乙醇浓缩）生物分离中最常用的膜分离技术是：超滤、微滤和反渗透。生物分离中最常用的膜分离技术是：超滤、微滤和反渗透。一、反渗透渗透和渗透压：–渗透：膜（不能透过溶质）两侧压力相等时，在浓度差作用下，溶剂从溶质浓度低的一侧向溶质浓度高的一侧透过的现象。–渗透压：渗透现象中，促使水分子透过的推动力。反渗透：–定义：在溶质浓度高的一侧施加超过渗透压的压力，使溶剂透过膜的操作。–RO膜无明显的孔道结构，透过机理尚不十分清楚。渗透与反渗透渗透与反渗透二、超滤(UF)和微滤(MF)UF膜和MF膜有明显的孔道结构，主要用于截留高分子溶质或固体微粒。超滤–膜孔径比MF膜小，用于处理不含固形成分料液，根据高分子溶质间或高分子溶质与小分子溶质间分子量差别进行分离；–膜两侧渗透压较小，操作压力较低。微滤-MF膜孔径比UF大，用于悬浮液过滤，广泛用于菌体分离与浓缩；–膜两侧渗透压可忽略，甚至可在常压下操作。三、透析定义：利用透析膜（具有一定孔径大小，高分子溶质不能透过的亲水膜）将料液与透析液（纯水或缓冲液）分隔，在浓差作用下，料液中小分子溶质进入透析液，而透析液中的水进入料液。应用：临床上常用于血液透析；生物分离中主要用于生物大分子溶液的脱盐。特点：以浓差为推动力，膜透过通量很小，不适于大规模生物分离过程，多在实验室中应用。四、电渗析定义：使用离子交换膜，利用分子的荷电性质和分子大小的差别进行分离的膜分离法。应用：工业上多用于海水淡化及废水处理；生物分离中可用于氨基酸和有机酸等小分子的分离及溶液脱盐。以溶液脱盐为例介绍电渗析原理：料液置于1、3、5、室，2、4加入适当电解液。电场作用下：负电荷正极正电荷负极1、3、5脱盐室得到脱盐溶液。2、4室得到浓缩盐溶液。电渗析可连续操作。料液连续通过脱盐室，1、3、5室低浓度的电解液连续通过2、4室。电渗析技术电渗析技术电渗析技术是在直流电场的作用下，由于离子电渗析技术是在直流电场的作用下，由于离子交换膜的阻隔作用，实现溶液的淡化和浓缩，交换膜的阻隔作用，实现溶液的淡化和浓缩，分离推动力是静电引力。分离推动力是静电引力。五、渗透气化定义：通过渗透气化膜，在膜两侧溶质分压...
