《制药工程》PPT课件

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1、膜分离技术膜分离技术定义:利用天然和人工合成的，具有选择透过性的薄膜，以外界能量或化学位差为推力，对双组分或多组分体系进行分离、分级、提纯或富集的技术膜分离技术膜分离技术是21世纪最为先进的分离技术之一，随着膜材料、膜组件、膜设备的不断改进，膜分离技术已成为现代制药工业和医疗中技术革新的重要手段膜分离技术膜分离技术在短短的时间迅速发展起来，已广泛有效地应用于石油化工、生化制药、医疗卫生、冶金、电子、能源、轻工、纺织、食品、环保、航天、海运、人民生活等领域，形成了独立的新兴技术产业。目前，世界膜市场以每年递增14-30％速度发展膜分离技术膜分

2、离技术得到世界各国的普遍重视，欧、美、日等发达国家投巨资立专项进行开发研究，已取得在此领域的领先地位。我国在“六五”、“七五”、“八五”、“九五”以及863、973计划中均列为重点项目，给予支持膜分离技术目前已经工业化应用的膜分离过程有微滤(MF)、超滤(UF)、反渗透(RO)、渗析(D)、电渗析(ED)、气体分离(GS)、渗透汽化(PV)、乳化液膜(ELM)等八种还有许多正在开发研究中的新膜过程，它们是膜萃取、膜蒸馏、双极性膜电渗析、膜分相、膜吸收、膜反应、膜控制释放、膜生物传感器等。这些膜过程目前尚处在小型试验和中试阶段膜分离技术膜分

3、离过程的共同优点是成本低、能耗少、效率高、无污染并可回收有用物质，特别适合于性质相似组分、同分异构体组分、热敏性组分、生物物质组分等混合物的分离分离膜分离膜是指能以特定形式限制和传递流体物质的分隔两相或两部分的界面。膜的形式可以是固态的，也可以是液态的。被膜分割的流体物质可以是液态的，也可以是气态的。膜至少具有两个界面，膜通过这两个界面与被分割的两侧流体接触并进行传递。分离膜对流体可以是完全透过性的，也可以是半透过性的，但不能是完全不透过性的。膜在生产和研究中的使用技术被称为膜技术分离膜1.定义在流体相内或两个流体相之间有一薄层凝聚相物质把

4、流体相分隔成两部分，此薄层物质就是膜2.特性a必须有两个界面b具有选择透过性膜原料侧称为膜上游透过侧称为膜下游膜的种类及结构1.按膜的材料分类合成聚合物膜、无机材料膜等类别膜材料举例纤维素酯类纤维素衍生物类醋酸纤维素，硝酸纤维素，乙基纤维素等非纤维素酯类聚砜类聚砜，聚醚砜，聚芳醚砜，磺化聚砜等聚酰(亚)胺类聚砜酰胺，芳香族聚酰胺，含氟聚酰亚胺等聚酯、烯烃类涤纶，聚碳酸酯，聚乙烯，聚丙烯腈等含氟(硅)类聚四氟乙烯，聚偏氟乙烯，聚二甲基硅氧烷等其他壳聚糖，聚电解质等膜的种类及结构2.按膜的分离原理及适用范围分类根据分离膜的分离原理和推动力的不

5、同，可将其分为微孔膜、超过滤膜、反渗透膜、纳滤膜、渗析膜、电渗析膜、渗透蒸发膜等3.按膜断面的物理形态分类根据分离膜断面的物理形态不同，可将其分为对称膜，不对称膜、复合膜、平板膜、管式膜、中空纤维膜等膜的种类及结构对称膜:膜两侧截面结构及形态相同，孔径与孔径分布基本一致膜厚度约为10-200μm有疏松和致密两种，致密目前工业少用膜的种类及结构非对称膜由致密的表皮层及疏松的多孔支撑层组成，致密层厚度约为0.1-0.5μm，支撑层厚度约为50-150μm表皮层与疏松的多孔支撑层材料相同膜的种类及结构复合膜一种具有表皮的非对称膜，但表皮材料与用

6、作支撑层的对称或非对称膜材料不同皮层可以多层叠合膜材料要求：1.具有良好的成膜性能和物化稳定性2.耐酸、碱、微生物侵蚀和耐氧化等3.耐压、耐温（分离0-80℃清洗≥110℃）4.化学相容性能耐各种化学物质的侵蚀5.生物相容性不使蛋白质和酶发生变性，无抗原性6.低成本膜材料1.合成聚合物膜材料（高分子膜多采用）纤维素类、聚酰胺类、芳香杂环类、聚砜类、聚烯烃类等2.无机膜金属及其氧化物、多孔玻璃、陶瓷等膜材料无机膜优点：1.热稳定性好，适用于高温（可达400℃）、高压体系2.化学稳定性好，能耐酸和弱碱，pH值范围宽3.抗微生物能力强，与一般的微

7、生物不发生生化及化学反应4.无机膜组件机械强度大5.清洁状态好，本身无毒，容易再生和清洗6.孔分布窄，分离性能好膜材料无机膜缺点：1.没有弹性、比较脆2.不易成型加工3.用于造膜的材料少4.成本较高5.强碱条件下受到侵蚀膜分离性能表示法包括：1.物化稳定性指膜的强度、允许使用压力、温度、pH值以及对有机溶剂和各种化学药品的抵抗性，他是决定膜的作用寿命的主要因素2.分离特性主要包括分离效率、渗透通量和通量衰减系数三个方面分离效率：用表观分离率RE表示RE=（1-CP/Cb）×100%CP膜的透过液浓度Cb上游侧主体溶液浓度渗透通量：单位时间内

8、通过单位膜面积的透过物量，用JW表示Jw=V/S·tV-透过液的容积或质量S-膜的有效面积t-运转时间通量衰减系数：膜的渗透通量由于过程的浓度极化、膜的压密以及膜污染等原因将随时