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膜分离技术
http://www.100md.com 2006年1月9日 成都九邦青岛办事处
     膜分离技术被称为对传统化学分离方法的一次革命。对于天然产物的分离,他将是21世纪最有发展前途的新技术之一。

    膜分离技术是利用天然或人工合成的、具有选择透过性的薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分的溶质个溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的技术。物质通过膜的传递时,根据膜的结构和性质的不同,其传递模型为:溶解--扩散模型;孔模型;筛分模型;优先吸附--毛细血管流动模型等。膜分离方法主要有:运用溶解--扩散原理的反渗透反、渗透蒸发法,运用筛分原理的纳滤、超滤、微滤法,以电位差为推动力、将电解液各组分分离的电渗析法等,以及渗透蒸发、促进传递、膜基溶剂萃取、膜基气体吸收、静电拟液膜和膜蒸馏技术等。

    膜分离技术的特点有:

    1.适应对象广,从无机物到有机大分子,可将摩尔质量为几千到几百的物质(相应的颗粒大小为微米)进行分离,以及许多特殊溶液体系的分离,如共沸物或近沸物的分离,膜分离效率高、可选择范围广、适应性强。
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    2.除渗透蒸发、膜蒸馏等之外,分离过程一般不发生“相”的变化,且通常是在室温下进行,适合于热敏物质的处理,有利于产品的安全性和生产过程的安全性,能耗较底;

    3.过程可以实现同时分离与浓缩同时进行,提高了效率,且分离过程无需从外界加入其他物质过程的安全性,能耗较低;

    4.装置简单、体积较小、操作容易、易与其他分离过程耦合,可直接切入已有的生产工艺流程。

    膜是膜分离技术的核心。膜材料的物化性质、膜的分离透过性和膜的使用成本对膜分离技术起着决定性的影响。分离膜的形状划分有平板膜、管式膜和中空纤维膜;按膜的结构分有对称膜、非对称膜和复合膜;按膜孔径划分有多孔膜和致密膜。

    目前使用的分离膜多为高分子膜;纤维素膜材料主要用于反渗透、纳滤、微滤,是目前应用是多的膜透;其他例如硅橡胶、聚烯泾类和含氟高分子等多用作渗透发膜材料。
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    膜分离技术的应用,首先应分析原料的成分构成,确定生产流程,透过组分和截留组分选择膜分离方法。分离膜由于材料、孔径和结构的不同而具有对不同类型的有效成分具有不同的透过率截流率;吸附率及对杂质的吸附率、截流率:通过对膜材料分子结构与分离性能的定量研究,综合分析膜的理化特性、料液表面张力和溶质的分子形状等因素,选择膜材料、结构和系统装置,并制定生产工艺,操作参数及质量控制标准。膜分离技术应用的主要问题在于膜的污染和劣化导致通梁的衰减,使膜的使用效率降低。膜污染主要在于表面附着物和孔堵塞;而膜的劣化则由于料液ph值超过允许值而导致膜的水解或氧化反应,或膜的高压致密和干燥发形,以及微生物导致膜的生物降解反应。恰当的选择膜愤怒里在生产流程中的切入点、料液的预处理和选择相应的膜清洗方式,将有效的延长膜的使用周期和寿命。

    目前,膜分离技术已成功地应用于医药工业、食品工业、生物工程、化学工业、环保工程等领域。对于天然药物的分离纯化,膜分离技术与传统的分离工艺技术相比,无论在生产过程还是在终端产品上都具有广泛意义的“安全性”“有效性”,产品收率较高,溶剂耗量降低,加工成本可降低20%-30%,因此膜分离技术已成功地应用于多种天然药物有效成分的分离、纯化和富集。在制备中药浸膏、注射液及口服液等方面膜分离技术应用,可提高工效,产品质量的稳定性。应用于有机溶剂回收,可使萃取及其他分离纯化过程所哟内个的有机溶剂能够循环利用。

    膜分离技术是一项发展中的综合性的技术,随着膜分离技术与装置的进一步研究与发展,特别是膜制备技术的不断提高与完善,进一步提高膜的通量、选择分离能力、化学稳定性和热稳定性,膜分离技术将会在天然产物分离中得到更为广泛的应用,并将天然产物产业在工艺水平和生产装置上提升到一个新的平台, http://www.100md.com