食品工程高新技术整理

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1、......第一章膜分离1、膜分离----“利用膜进行物质的分离”。2、分类（按推动力分）：压力驱动----反渗透，纳滤，超滤，微滤；电场作用----电渗析；浓度差----透析/渗透，液膜分离3、特点：1.分离过程不发生相变化，能耗低。2.分离过程在常温下进行，适用于热敏物质。3.适用范围广，（例如溶液中大分子与无机盐的分离、一些共沸物或近沸点物系的分离等）。4.分离装置简单，操作容易，易自控、维修。4、反渗透利用膜只透过溶剂（通常是水）的性质，对溶液施加压力来克服溶剂的渗透压，使溶剂通过膜而从溶液中分离出。（例如：海水和苦咸水的脱盐，纯水制造，液体的浓缩，等）5、纳滤：用孔径1nm左右的

2、膜，在压力差的推动下，将溶液中的百级的分子等分离出来的过程。（例如，工业水处理，天然药物分离，发酵液浓缩等）6、超滤：应用孔径1-20nm（或更大）的超滤膜，在压力差的推动下，将溶液中的大分子或微细粒子分离出来的过程。（例如：母乳化牛奶的生产中，乳清蛋白的分离。）7、微滤：用孔径0.02-10mm的多孔膜在压力差作用下分离含有微粒的溶液/气体的过程。（例如，空气净化，清汁饮料的生产，常作为超滤等过程的前处理。）8、电渗析：在外加电场的作用下，利用离子交换膜对离子的选择透过性而使溶液中的带电离子与溶剂有选择性地分离的过程。（例如：乳清的脱盐，氨基酸的分离，去离子水的生产，等。）9、透析：是利

3、用膜两侧的浓度差从溶液中分离出小分子物质的过程。（例如：慢性肾脏病患者的治疗。）10、液膜分离：是使用液膜进行分离操作的，施加于液膜的推动力是浓度差，液膜分离的本质是依赖于膜内溶解度的不同并伴有化学反应的参与而使物质分离的过程。（例如：废水处理）11、膜的使用寿命影响因素（1）水解作用（2）膜的压实（3）膜的污染控制（1）选择合适的膜（2）控制操作条件（3）定期清洗与消毒柠檬酸溶液----对Fe(OH)2的污染；柠檬酸铵溶液----对有机污垢或无机污垢；加酶洗涤剂----对蛋白质、多糖、油脂类污染物；水溶性乳化液----对被油或氧化铁污染的膜；双氧水溶液----对被排放水污染的膜，等等。1

4、2、膜分离流程：1．一级流程(1)一级一段连续式(2)一级一段循环式(3)一级多段连续式2．多级流程(1)多级直流式(2)多级循环式13、膜分离装置系统1.多级离心泵；2.过滤器；3.单级离心泵；4.冷却器；5.反渗透膜模；6.产品罐；7.超滤膜模；A.原料液；B.浓缩液；C.脱去的水；D.循环液；E.透过液14、电渗析（Electrodialysis）中的实际传递过程①反离子迁移②同离子迁移③电解质渗析④水的渗透⑤压差渗漏⑥水的电渗析15、基本结构1.压紧板；2.垫板；3.电极；4.垫圈；5.导水板；6.阳膜；7.淡水隔板框；8.阴膜；9.浓水隔板框16、电渗析膜：阳离子交换膜（阳离子选

5、择性透过膜）、阴离子交换膜（阴离子选择性透过膜）17、膜选择透过性原理：例如：磺酸型阳离子交换膜可表示为：R—SO3H®R—SO3`+H+基膜-活性基团®基膜-固定离子+可解离离子季铵型阴离子交换膜可表示为：R—N(CH3)3OH®R—N+(CH3)3+OH`18、常用电极材料:石墨,铅和铅银合金(可作阴阳极)；不锈钢(只能作阴极),钛,钽,铌,铂,氮化银钛涂钌19、主要构件要求：离子交换膜：离子选择透过性高，膜电阻小，化学稳定性好，机械强度较高，厚度薄，空隙度（几~几十nm）。隔板：化学稳定性好，价廉，尽量薄，能形成良好的湍流，有效面积大。电极：导电性好，机械强度高，化学稳定，耐腐蚀。2

6、0、电渗析系统构成：1.电渗析器（本体）—离子交换膜，隔板，电极，夹紧装置2.辅助设备—直流电源，泵，流量计，压力表，电流表，电压表，电导仪，pH计及其他分析仪器等。21、膜对—由一张阳膜和一张阴膜及其隔板组成的基本单元称为膜对。膜堆——一系列这样的单元组装在一起即称为膜堆。级—指一对电极之间的膜堆。段—一台电渗析器中浓、淡水隔板水流方向一致的膜堆成为一段。水流方向每改变一次，段数就增加1。22、本体组装形式（1）并联组装　二级一段并联，三级一段并联，等（2）串联组装一级二段串联，二级二段串联，等（3）并联、串联综合组装四级二段，四级四段，等23、电渗析器运行中的主要问题1.极化：当膜表面

7、形成离子“真空”、电流的传递主要是靠纯水解离产生的H+和OH－离子的迁移时的现象。（1）极化的危害：耗电量增加；缩短膜的使用寿命；影响电渗析器的正常运行（2）极化的判断——电流－电压法；pH计法学习好帮手......2.控制极限电流（1）极限电流----是指在不发生极化现象时，单位时间、单位有效膜面积上通过的最大电流。（2）影响极限电流的因素：----离子浓度®极限电流；----水流速度®极限电流；----升高温度®极限