第一部分 无机陶瓷膜分离技术在中药领域应用的概述
膜分离技术具有分离效率高、设备简单、操作方便和节能等优点,广泛应用于各个工业领域。
无机陶瓷膜是无机固态膜的一种,是使用最多的无机膜,占据了80%的市场。
陶瓷膜是由金属氧化物作填料的多孔陶瓷膜,主要有氧化铝膜、氧化硅膜、多孔玻璃膜、氧化钛膜、氧化锆膜。
无机膜的微滤和超滤过程,主要是依据“筛分”效应进行的,利用膜两边的压力差作为推动力,在一定孔径范围内,由于物质分子直径的不同,小分子物质可以通过,大分子物质则被截留,从而实现它们之间的分离。
1.无机陶瓷膜特点
(1)热稳定性好:可适用于高温、高压体系。使用温度一般可达400℃,有时甚至高达800℃。
(2)化学稳定性好:能耐酸和弱碱,pH值适用范围宽。
(3)抗微生物能力强:与一般的微生物不发生生化反应和化学反应。
(4)组件机械强度大。
(5)清洁状态好:本身无毒,不会使被分离体系受到污染、容易再生和清洁。当膜被污染堵塞后,可进行反吹及反冲,也可在高温下进行化学清洗。
(6)孔分布窄,分离选择行好;
(7)孔经加大,分离效力较低
2.无机陶瓷膜在分离领域应用中的过程特性
无机陶瓷膜分离系统包括膜组件、原料输送系统、压力流量测量控制系统等,主要采用的是错流过滤方式。
无机陶瓷膜的分离性能包括渗透性能和渗透选择性,在具体的应用中,期望在合适的截留率下获得最大的渗透通量。
影响分离性能的主要有膜结构参数、操作参数、体系性质等。
2.1膜结构参数对分离过程的影响:
主要和膜结构、材料性质相关。
结构影响因素:
孔径分布、膜厚度、孔隙率、平均孔径,孔形状、曲折因子等;
膜材料性质包括膜的化学稳定性、热稳定性、表面性质及机械强度等。
分离性能的主要考察因素:膜通量和截留率等。
2.2体系性质对分离过程的影响:
主要包括两方面:
粘度、成分、PH值等溶液性质;
所含溶质或颗粒的大小、荷电性质、分散状态等
这些性质中,溶质或颗粒的性质则直接关系到其对膜的污染方式、程度等,从而影响膜的分离性能。
2.3操作参数对分离过程的影响:
(1)操作压差
(2)错流速度
(3)温度