复合成核对热致相分离法制备PP微孔膜的影响

复合成核剂对热致相分离法制备聚丙烯微孔膜的影响*

罗本喆1张军1**王晓琳2温建志3

1. 南京工业大学材料科学与工程学院，南京，210009；

2.清华大学化学工程系，

北京，1000843；3.山东招远膜天集团有限公司，招远，265400

f

?

f

2.结果与讨论

纳米碳酸钙单独成核对PP结晶与熔融的影响

*基金项目:国家“863” (No：2002AA328020) 和江苏省教育厅（02KJD430005）资助项目。**通讯联系人。

图1为PP/大豆油/DBP＝30/42/28体系中加入纳米碳酸钙后的熔融曲线。在高稀释剂用量下，PP熔融曲线上的峰值温度（T p

）降到150.7～151.3℃,而纯PP

m

为165℃。这说明稀释剂的加入导致PP的熔融峰值温度下降，但纳米碳酸钙对熔融起始、峰值温度和终了温度无明显影响。但是，在该体系中加入纳米碳酸钙不能有效促进PP成核。加入占PP1～2%纳米碳酸钙成核剂，PP的结晶度为50.1～50.2%，略高于不加成核剂时的PP结晶度49.9%。

晶面（110），（040），（130）、（131）与（111）交叠产生的衍射（由于高稀释剂环境，衍射峰位置略大于文献报导的位置）[6,7]。图3中（b）、（c）、（d）为加入复合成核剂后PP的WAXS谱图(碳酸钙/庚二酸分别为1%/0.5%、2%/0.5%、4%/0.5%)，可以看出在2θ角为16.5~16.7°处出现新的衍射峰，尤其图3（c）中纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂的用量分别为2%、0.5%时此峰值最高，该峰是典型

的六方β晶型的衍射峰，晶面为（300）[6]。此外，从图3中（b）、（c）、（d）中还可以看出，α晶型对应晶面（040）的峰逐渐变小，当纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂的用量分别为2%、0.5%时，β峰几乎掩盖（040）晶面的α峰，这证明了在加入碳酸钙/庚二酸复合成核剂后PP被诱导生成β晶型，这与上述DSC 的结果相吻合。

纳米碳酸钙单独成核对聚丙烯微孔膜结构的影响

CaCO

3

/ pimelic acid =0%/0%

CaCO

3

/ pimelic acid =1%/0.5%

CaCO

3

/ pimelic acid =2%/0.5%CaCO3/ pimelic acid =4%/0.5% Fig.5. SEM photos of microporous membranes of PP/DBP/soybean oil with different nucleating agents (Top×500, Bottom×3000)

nano-CaCO3 0%nano-CaCO3 1%nano-CaCO3 2%nano-CaCO3 4%

Fig.4. SEM photos of microporous membranes of PP/DBP/soybean oil with different nano-CaCO3 concentrations (Top×500, Bottom×3000)从图4的SEM结果可以看出，随着纳米碳酸钙量的增大，微孔膜的球晶尺寸

缩小，其中以加入2%纳米碳酸钙后最小，球晶直径在40μm左右。当少量加入纳

米碳酸钙，增加了PP的异相成核中心，使得球晶数量增多，球晶的生长受到限制，所以球晶尺寸变小。此外纳米碳酸钙加入量为PP的0%，1%，2%，4%时对应的

微孔膜的孔径分别为1.60、1.81、1.50、1.57μm。

纳米碳酸钙/庚二酸复合成核对聚丙烯微孔膜结构的影响

图5为PP/DBP/大豆油体系中加入纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂后采用TIPS

法制得的PP微孔膜，加入纳米碳酸钙/庚二酸复合成核剂后，微孔膜的球晶尺寸明

显降低，当纳米碳酸钙加入超过2%后，结构与文献通过偏光显微镜和SEM观察到β晶形态基本一致的，说明复合成核剂确实诱导PP生成了β晶。从放大的SEM 照片看出，加入1%纳米碳酸钙和0.5%庚二酸后得到PP微孔膜的孔小且规则、均匀，孔径为1.23μm，孔径方差δ2仅0.39，表明适度加入复合成核剂，对生成小且均匀的微孔是有利的。但随着纳米碳酸钙用量的增加，PP微孔膜的孔径开始变得不规则，孔径增大，分布也不均匀。此外，从微孔膜的孔隙率数据可以看出，加入复合成核剂的孔隙率提高到66～68%，这说明微孔骨架的强度在提高，骨架抵抗稀释剂挥发时收缩能力增强。

REFERENCES

1. Kaimal N, Takita K, Kono K. US patent, 6153133. 2000-11-28

2 Matsuyama H, Okafuji H, Hajim M, et al. Journal of Applied Polymer Science, 2002, 84(9): 1701

3骆峰，张军，王晓琳, 等.高分子学报. 2002, (5):566

4张军，骆峰，王晓琳, 等.高分子学报. 2003, (2): 241

5.Brandrup J, Immergut E H, Grulke E A. Polymer Handbook (Third Edition). New York: Wiley, 1999, V/29

6莫志深，张宏放.晶态聚合物结构和X射线衍射.北京:科学出版社, 2003. 164~167

7冯嘉春，陈鸣才，黄志键.高等学校化学学报, 2001, 20(1): 154

EFFECTS OF BICOMPONENT NUCLEATING AGENT ON POLYPROPYLENE MICROPOROUS MEMBRANES PREPARED VIA TIPS

LUO Benzhe1, ZHANG Jun1, WANG Xiaolin2, and WEN Jianzhi3

1College of Materials Science and Engineering, Nanjing University of Technology, Nanjing , 210009, China

2Department of Chemical Engineering, Tsinghua University, Beijing 100084, China

3Shandong Zhaoyuan Motian Group Co., Ltd, Zhaoyuan, 265400, China

Abstract：The effects of nano-CaCO3 nucleating agent and nano-CaCO3/pimelic acid bicomponent nucleating agent on the microstructure of PP membrane prepared with the composite diluents of soybean oil and di-n-butyl-phthalate(DBP) via thermally induced phase separation (TIPS)were investigated. The experiment results showed that with addition of 0~4wt% single nano-CaCO3 nucleating agent, the peak

℃℃temperature of melting curve of PP in PP/soybean oil/DBP system varied from 150.7 to 151.3, while the peak melting temperature of pure PP is 165℃; the addition of bicomponent nucleating agent nano-CaCO3 (1~4%) and pimelic acid (0.5%) induced two peaks on the melting curve; PP formed β-phase and α-phase with addition of bicomponent nucleating agent nano-CaCO3 (1～4%) and pimelic acid (0.5%), comparing PP only formed α-phase with and the addition of single nano-CaCO3 nucleating agent. The addition of single nano-CaCO3 nucleating agent in PP/soybean oil/DBP system had unremarkable effect on the morphology of PP membrane. While nano-CaCO3/pimelic acid bicomponent nucleating agent was1% and 0.5%, the PP microporous membrane showed the smaller and regular pores. When nano-CaCO3/pimelic acid was 2% and 0.5%, 4% and 0.5%, PP microporous membrane showed more tiny irregular spherulite, as well as larger pores, which was related to the formation of β phase. Keywords Nucleating agent, Thermally induced phase separation, Polypropylene microporous membrane

水处理膜分离技术

膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下图简单示意了四种不同的膜分离过程：（箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留）： 微滤又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1-1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 超滤是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在 1000-300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80-1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广

膜分离实验报告

膜分离实验报告 一、实验目的 1.了解不同膜分离工艺的原理、设备及流程。 2.掌握RO、NF的适用范围和对象。 二、实验原理 1.反渗透（RO） 反渗透膜的孔径在0.1-1nm之间。反渗透技术是利用高压液体的高压作用，克服渗透膜的渗透压，使溶液中水分子逆方向渗透过渗透膜到达离子浓度较低的一端，从而达到去除溶液中大部分离子的目的。 为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞RO膜，往往采用动态的方法来进行反渗透，即在进行反渗透的同时，利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物，以保持反渗透膜表面始终具有良好的通透性。因此，反渗透设备的出水有两股，一股为透过液（淡水），一股为截留液（浓水）。 溶液进行实验，用在线电导仪测定进水、“淡水”和实验采用NaCl、MgSO 4 “浓水”的电导率变化，表示反渗透膜的处理效果。 图1 反渗透（RO）示意图 2.纳滤（NF） 纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间。纳滤技术是从反渗透中派生出来的一种膜分离技术，是超低压反渗透技术的延续和发展分支。一般认为，纳滤膜存在纳米级的细孔，可以截留95%的最小分子约为1nm的物质。 纳滤膜的特点在于：较低的渗透压和较高的膜通透性，因此，可以节能；通过纳滤膜的渗透作用，可以去除多价的离子，保留部分低价的对人体有益的矿物离子。 为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞NF膜，同样采用动态的方法来进行纳滤，即在进行纳滤的同时，利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物，以保持纳滤膜表面始终具有良好的通透性。因此，纳滤设备的出水也有两股，一股为透过液（淡水），一股为截留液（浓水）。 实验采用NaCl、MgSO 溶液进行实验，用在线电导仪测定进水、“淡水”和 4 “浓水”的电导率变化，表示纳滤膜的处理效果。同时将纳滤和反渗透对一价和

膜分离制备多肽

膜分离法制备多肽的研究 一、膜分离技术简介 1、膜分离技术 膜是具有选择性分离功能的材料，利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。它与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的，如醋酸纤维素、芳香族聚酰胺、聚醚砜、聚氟聚合物等等。错流膜工艺中各种膜的分离与截留性能以膜的孔径和截留分子量来加以区别，下面简单介绍四种不同的膜分离过程： （1）微滤（MF） 又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙烯、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。 （2）超滤（UF） 是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1nm分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留 分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、

世界的语言和宗教-习题(含答案)

世界的语言和宗教习题（含答案） 一、单选题(本大题共18小题，共36.0分) 1.印度的第一大宗教是（） A.基督教 B.佛教 C.印度教 D.伊斯兰教 2.“黑种人的故乡”是（） A.拉丁美洲 B.中东 C.撒哈拉以南非洲 D.东南亚 3.亚洲是（） A.世界四大古老文明发源地 B.世界经济最落后的大洲 C.佛教、基督教、伊斯兰教的发源地 D.人口自然增长率最高的洲 4.美洲原有的居民印第安人属于哪一种人种（） A.白色人种 B.黄色人种 C.黑色人种 D.混血人种 5.下列哪一地区被称为“黑种人的故乡”（） A.东南亚地区 B.中东地区 C.撒哈拉以南的非洲 D.欧洲西部 6.甲地区主要信仰的宗教是（） A.伊斯兰教 B.佛教 C.基督教 D.印度教 7.东南亚的居民绝大多数是（） A.黄种人 B.白种人 C.黑种人 D.混血种人 8.把佛教定为国教的是（） A.印度 B.中国 C.日本 D.泰国 9.下列宗教发源于南亚的是（） A.佛教基督教 B.印度教佛教 C.印度教伊斯兰教 D.印度教犹太教 10.在丝绸之路上的哈萨克斯坦境内，有很多漂亮的建筑（如图）这样的建筑物反映这 个国家的居民多信仰（） A.基督教 B.伊斯兰教 C.佛教 D.道教 11.该地区的主要人种是（） A.白色人种 B.黄色人种 C.黑色人种 D.混血人种 12.撒哈拉以南的非洲主要分布着（） A.白色人种 B.黑色人种 C.黄色人种 D.混血人种 13.巴西的通用语言是（） A.汉语 B.法语 C.葡萄牙语 D.阿拉伯语 14.世界上有许多著名的黑人体育明星，如“飞人”乔丹、“拳王”泰森．虽然他们现在是美国人，但他们的祖先却是（）

本科生膜分离实验方案

膜分离实验 一、实验目的 1.了解不同膜分离工艺的原理、设备及流程。 2.掌握RO、NF的适用范围和对象。 二、实验原理 1.反渗透（RO） 反渗透膜的孔径在0.1-1nm之间。反渗透技术是利用高压液体的高压作用，克服渗透膜的渗透压，使溶液中水分子逆方向渗透过渗透膜到达离子浓度较低的一端，从而达到去除溶液中大部分离子的目的。 为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞RO膜，往往采用动态的方法来进行反渗透，即在进行反渗透的同时，利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物，以保持反渗透膜表面始终具有良好的通透性。因此，反渗透设备的出水有两股，一股为透过液（淡水），一股为截留液（浓水）。 实验采用NaCl、MgSO4溶液进行实验，用在线电导仪测定进水、“淡水”和“浓水”的电导率变化，表示反渗透膜的处理效果。 图1 反渗透（RO）示意图 2.纳滤（NF）

纳滤膜的孔径范围介于反渗透膜和超滤膜之间。纳滤技术是从反渗透中派生出来的一种膜分离技术，是超低压反渗透技术的延续和发展分支。一般认为，纳滤膜存在纳米级的细孔，可以截留95%的最小分子约为1nm的物质。 纳滤膜的特点在于：较低的渗透压和较高的膜通透性，因此，可以节能；通过纳滤膜的渗透作用，可以去除多价的离子，保留部分低价的对人体有益的矿物离子。 为了防止被截留下来的其他离子越积越多而堵塞NF膜，同样采用动态的方法来进行纳滤，即在进行纳滤的同时，利用一股液体流连续冲刷膜表面的截留物，以保持纳滤膜表面始终具有良好的通透性。因此，纳滤设备的出水也有两股，一股为透过液（淡水），一股为截留液（浓水）。 实验采用NaCl、MgSO4溶液进行实验，用在线电导仪测定进水、“淡水”和“浓水”的电导率变化，表示纳滤膜的处理效果。同时将纳滤和反渗透对一价和二价离子的截留效果进行比较，可以知道纳滤膜出水中保留了比反渗透出水中更多的有益矿物离子。 下面是两种膜材料的技术参数，供参考： 三、实验流程与设备 整套膜分离装置的四个单元共同安装在一个支架上，由微滤单元和反渗透单元组成设备的1/2，超滤单元和纳滤单元组成设备另外的1/2。

膜分离工艺

植物提取液常温膜法除杂浓缩系统 在植物（中草药）提取过程中，我们大多采用水、乙醇、甲醇为溶剂，将我们需要的组分从植物或中药材原料中提取出来。由于提取液体积大，同时，里面含有大量的色素、胶体、蛋白、鞣质、植物纤维等杂质，需要在工艺后期通过大孔树脂、立交树脂或萃取工序将杂质去除，通过蒸发浓缩将提取液中的溶剂脱出，得到我们需要组分成品。 以上传统的生产工艺，有着如下的工艺劣势： （1）提取液体积量较大，进行热浓缩工艺过程的时间较长，生产效率低； （2）热浓缩体积较大，蒸汽等消耗量大，能耗高； （3）乙醇提取液热浓缩过程中，对乙醇的损失较大，增加了生产成本； （4）热浓缩过程没有除杂、难以提高产品品质； （5）传统工艺，人工劳动强大，增加了大量的人工成本； 膜分离工艺 膜分离技术是一种分子级别的过滤，能根据具体要求选择合适的分离孔径级别，达到分离除杂或浓缩脱盐的目的。其独特的错流过滤方式能有效的防止膜堵塞污染，延长使用寿命，降低运行成本。 植物（中草药）提取液通过预处理去除部分固性杂质，经预处理之后的料液经过超滤膜澄清系统澄清除杂处理，超滤澄清液进入浓缩膜系统，浓缩脱溶剂的过程中，脱掉部分小分子杂质，浓缩液继续后续工艺处理。如需要提高产品纯度和质量，在膜预处理之后，我们可以通过小分子超滤精确除杂处理，超滤液再进入浓缩系统，进行浓缩处理。 膜工艺流程： 提取液→预处理→超滤→小分子超滤→膜浓缩→单效/多效→后续工艺 膜工艺优势： （1）提取液经过预处理之后进行超滤，去除溶液中的大分子蛋白、鞣质、淀粉、植物纤维、多糖等，提高提取液的澄清度，有利于保护后续浓缩膜，保证浓缩效果，延长浓缩膜的使用寿命。 （2）小分子超滤能有效除去溶解性的大分子蛋白、多糖、胶质等杂质，提高产品纯度和质量。超滤膜孔径、材质可选择性范围广，可根据具体产品进行分析和选择。 （3）浓缩膜可以有效的截留指标成分，脱出溶剂，达到浓缩的目的；浓缩出水无色澄清透亮，可以直接提取回用或排放，节约水资源，减轻环保压力。 （4）膜浓缩是一种常温浓缩，能降低有效成分因高温而发生分解带来的损失，使产品收率有保证，同时，节省了大量的蒸汽，降低能耗； （5）若采用耐高温膜浓缩，如提取液温度为70℃，那么膜浓缩出水仍为70℃，且高温回用，减少了提取加热需要的蒸汽； （6）膜浓缩过程为密闭式，若提取溶剂为乙醇，可减少乙醇的损失，节约因乙醇损失带来的成本投入。 应用案例： 茶叶提取液浓缩、五味子提取液浓缩、金银花提取液浓缩、黄芪提取液浓缩、三七提取液浓缩、大蒜提取液浓缩、虎杖提取液浓缩等。 什么是膜过滤技术 以压力为推动力的膜分离技术又称为膜过滤技术，它是深度水处理的一种高级手段，根据膜选择性的不同，可分为反渗透(RO)、纳滤(NF)、超滤(UF)和微滤(MF)等。 微滤膜过滤技术（MF）

膜分离技术

培训总结 培训时间：2012年10月29日 培训地点：公司会议室 主讲人：董事长高麟 培训主题：膜分离技术（二） 培训内容： 一、YT膜过滤系统同陶瓷膜过滤系统之间的差异性比较 1、陶瓷膜过滤系统一般用于轻工、食品和制药等领域，而YT膜过滤系统主要用于大化工和环保领域。所以，相比较而言，YT膜过滤系统更注重系统的安全性和可靠性。 2、陶瓷膜过滤系统多用于超滤，而YT膜过滤系统多用于微滤（0.1~10μm）。 3、YT膜过滤系统的使用条件更苛刻—戒指的温度高，酸碱性明显，固含量高，所以YT膜过滤系统更要注重膜面的清洗保护，以防止膜面污染和过度的浓差极化。 4、过滤操作中，循环流量大，需要进行阀门的定量、精确调节而且调节频繁。因此，在具体应用中一般不宜采用易发生故障、易泄漏的蝶阀，而采用球阀。 5、物料输送泵（补液泵和循环泵）是过滤系统的核心工作机构，必须确保其具有优良的性能和功能。过滤系统的工艺参数的调节与控制十分重要，物料输送泵的电机最好采用变频调节。 6、YT膜过滤系统只能在临界跨膜压差附近正常工作，不应追求单纯的大通量过滤，否则会引起频繁的运行故障。

二、膜分离系统的集成分析 内容 项目 液—固体系气—固体系 物料特性1、溶液分析：溶液浓度、溶液密度、溶 液粘度、溶液成分、溶液PH值、离子强 度、溶质溶解度、浆料体系（悬浮分散体 系、胶体分散体系等）。 2、固体杂质分析：固体形态、粒径及粒 径分布、固含量、固体的成分组成、溶解 度、颗粒刚性等。 3、各物料的热力学性质（熔点、沸点、 蒸汽压、热稳定性及可能的热分解产物的 性质等）。 4、各物料的化学性质（氧化—还原性、 毒性、自然环境条件下的活泼性等）。 5、其他性质：表面张力、电荷特性等。 6、工况条件：压力、温度 1、气体组分。 2、含尘量。 3、灰尘组分。 4、粒径及粒径分布。 5、化学稳定性。 6、固体与气体各组分的燃 爆特性。 7、各物料的热力学性质 （熔点、沸点或升华温度、 热稳定性及可能的热分解 产物的性质等） 8、工况条件：温度、压力。 膜的特性1、基本性能：孔径及孔径分布（孔径均 一性）、孔隙率、孔在膜面的分布密度、 膜厚度、膜材料、膜结构、膜面粗糙度、 膜与基材结合的牢固度等。 2、分离性能：截留率、截留分子量。 3、透过性能：标准状态下的水通量（去 离子水）。 4、机械性能：（刚度、强度、耐磨性、抗 振动性能等）。 5、化学稳定性。 1、基本性能：孔径及孔径 分布、孔隙率、孔在膜面 的分布密度、膜厚度、膜 材料、膜结构、膜表面粗 糙度等。 2、主要特性参数：渗透系 数、扩散系数、分离系数、 溶解度系数。 3、气通量。 4、机械性能。

膜分离的种类和特点

第三节膜分离 12-3-1 概述 膜分离的种类和特点利用固体膜对流体混合物中的各组分的选择性渗透从而分离各个组分的方法 统称为膜分离。膜分离过程的推动力是膜两侧的压差或电位差，表12-3列举几种膜分离过程的要点。 表12-3 几种主要的膜分离过程 膜分离过程的特点是： (1) 多数膜分离过程中组分不发生相变化，所以能耗较低； (2) 膜分离过程在常温下进行，对食品及生物药品的加工特别适合； (3) 膜分离过程不仅可除去病毒、细菌等微粒，而且也可除去溶液中大分子和无机盐，还可分离共沸物 或沸点相近的组分； (4) 由于以压差及电位差为推动力，因此装置简单，操作方便。 241

242本节简要说明使用固体膜的分离过程，液膜分离已在本书第11章中作了介绍。 分离用膜 膜分离的效果主要取决于膜本身的性能，膜材料及膜的制备是膜分离技术发展的制约因素。 分离用固体膜按材质分为无机膜及聚合物膜两大类，而以聚合物膜使用最多。无机膜由陶瓷、玻璃、金属等材料制成，孔径为1nm ~ 60μm 。膜的耐热性、化学稳定性好，孔径较均匀。聚合物膜通常用醋酸纤维素、芳香族、聚酰胺、聚砜、聚四氟乙烯、聚丙烯等材料制成，膜的结构有均质致密膜或多孔膜，非对称膜及复合膜等多种。膜的厚度一般很薄，如对微孔过滤所用的多孔膜而言，约为50 ~ 250μm 。因此，一般衬以膜的支撑体使之具有一定的机械强度。 对膜的基本要求 首先要求膜的分离透过特性好，通常用膜的截留率、透过通量、截留分子量等参数表示。不同的膜分离过程习惯上使用不同的参数以表示膜的分离透过特性。 (1)截留率R: 其定义为 %1001 2 1 C C C （12-45） 式中C 1、C 2分别表示料液主体和透过液中被分离物质（盐、微粒或大分子等）的浓度。 (2)透过速率（通量）J ：指单位时间、单位膜面积的透过物量，常用的单位为kmol/(m 2 s)。由于操作过程中膜的压密、堵塞等多种原因，膜的透过速率将随时间而衰减。透过速率与时间的关系一般服从下式： m J J 0 （12-46） 式中J 0为操作初始时的透过速率；τ为操作时间；m 称为衰减指数。 (3)截留分子量：当分离溶液中的大分子物时，截留物的分子量在一定程度上反映膜孔的大小。但是通常多孔膜的孔径大小不一，被截留物的分子量将分布在某一范围内。所以，一般取截留率为90%的物质的分子量称为膜的截留分子量。 截留率大、截留分子量小的膜往往透过通量低。因此，在选择膜时需在两者之间作出权衡。 此外，还要求分离用膜有足够的机械强度和化学稳定性。 12-3-2 反渗透 原理 用一张固体膜将水和盐水隔开，若初始时水和盐水的液面高度相同，则纯水将透过膜向盐水侧移动，盐水侧的液面将不断升高，这一现象称为渗透，参见图12-23。待水的渗透过程达到定态后，盐水侧的液位升高h 不再变动，ρgh 即表示盐水的渗透压π。若在膜两侧施加压差△p ，且△p>π，则水将从盐水侧向纯水侧作反向移动，此称为反渗透。这样，可利用反渗透现象截留盐（溶质）而获取纯水（溶剂），从而达到混合物分离的目的。 渗透压π的大小是溶液的物性，且与溶质的浓度有关，表12-4列举不同浓度下氯化钠水溶液的渗透压。 图12-23 渗透和反渗透示意图

膜分离技术在中药口服液生产中的应用

膜分离技术在中药口服液生产中的应用 一、前言 膜分离技术是近几十年发展起来的分离技术，以其常温操作、多数过程无相变、能耗低、分离效率高等特点，在许多领域中获得应用，也已应用于单方中药的分离。有报道采用超滤对中药提取液进行精制，以达到澄清、除杂的目的。随着中药理论和制剂的发展，传统的水提醇沉法除杂已暴露出一些缺点，且复方中药中的各种未知成分采用醇沉法可能使其损失较大。 我公司经过邀请北京中化化工科学技术研究总院研究所的柴国镛教授、马仁川教授现场考察和讲解，使我公司科研人员提高了对膜分离技术的认识，成立了“膜分离技术在中药口服液生产中应用”实施小组。通过南京工业大学—膜科学技术研究院和久吾高科技股份有限公司以及江苏太仓华辰净化设备有限公司科学技术人员的大力支持，经对已应用膜分离技术的厂家现场考察、提供的相关技术资料、网上搜索查询和与膜设备厂家人员研讨等形式，决定应用现代化膜分离纯化新技术，对药液进行有效的分离纯化，来解决复方中药口服液制剂中大量沉淀的问题。 由于复方中药口服液配方中，药材品种多，沉淀杂质黑、粗、大，而且药液黏度大，容易产生挂壁现象。新工艺以陶瓷膜微滤、中空纤维超滤两级精制替代醇沉法。 二、工艺流程对比 原工艺：配料——药材提取液——药液浓缩——一次醇沉——乙醇回收——二次醇沉——乙醇回收——制备（倍用液）——液体配液——灌封——灯检——成品 新工艺：配料——药材提取液——粗滤或离心——微滤（陶瓷膜过滤）——药液浓缩——醇沉——乙醇回收——制备（倍用液）——液体配液——超滤（中空纤维超滤器过滤）——灌封——灯检——成品 图1 膜分离技术实施前后工艺流程对比图 1. 新工艺的设计理由 创造来源于生活，随着消费者水平的日益提高，对产品质量要求更高的情况下，原有的生产工艺已随着时代变迁而落后，随之一场中药现代化风暴必然要袭卷而来。企业因为质量而生存，为了做大做强企业，技术的改革创新不仅提高了药品的质量，同时先进的现代化也带动了生产力，打破了现有的局势。企业为把目光放的更远，满足消费者的要求，不断地摸索适应中药企业发展中所需要的新技术、新方法，提高了产品质量、档次，为早日实现中药现代化打下了坚实的基础。 引起产品沉淀的几个主要原因是因为口服液中含有鞣质、蛋白质与大分子。鞣质是相对分子质量为500—3000的水溶性多酚化合物，它能同生物碱、蛋白质及药物中的金属离子作用生成沉淀。例如，它与蛋白质分子、生物碱和多糖形成分子间氢键，生成不溶于水的沉淀物；鞣质的酚羟基还会与大多数重金属离子发生络合反应，使高价金属离子还原成低价态，并形成沉淀，使药液浑浊。所以必须将口服液中所含的鞣质去除。 通过反复试验，目前已完成陶瓷膜对提取液过滤的试验，可根据不同品种的生产工艺，减少醇沉次数，直至无醇化生产。从而替代了传统的水提醇沉法工艺，缩短生产周期，达到药液澄明及无醇化生产的目的。目前各品种正在进行药效学研究，待试验研究结束后，公司将正式向国家食品药品监督管理局申报改变工艺的补充申请，获批准后将应用到实际生产中。 提取液经过陶瓷膜过滤后转到配液工序再经中空纤维超滤器过滤药液，使得中空纤维超滤器的各项性能达到正常水平运转，保证膜的寿命，以便膜的清洗方便、应用快捷，节省纯化水和清洗试剂，减少操作时间。新工艺是将陶瓷膜分离技术与中空纤维超滤膜分离技术有机的相结合，形成了阶梯式过滤分离药液，合理地运用两种分离的优点去除药液中的非药用等杂质。 2. 新工艺的优越性

膜分离技术

培训总结 培训时间:2012年10月29日 培训地点:公司会议室 主讲人:董事长高麟 培训主题:膜分离技术(二) 培训内容: 一、YT膜过滤系统同陶瓷膜过滤系统之间的差异性比较 1、陶瓷膜过滤系统一般用于轻工、食品与制药等领域,而YT膜过滤系统主要用于大化工与环保领域。所以,相比较而言,YT膜过滤系统更注重系统的安全性与可靠性。 2、陶瓷膜过滤系统多用于超滤,而YT膜过滤系统多用于微滤(0、1~10μm)。 3、YT膜过滤系统的使用条件更苛刻—戒指的温度高,酸碱性明显,固含量高,所以YT膜过滤系统更要注重膜面的清洗保护,以防止膜面污染与过度的浓差极化。 4、过滤操作中,循环流量大,需要进行阀门的定量、精确调节而且调节频繁。因此,在具体应用中一般不宜采用易发生故障、易泄漏的蝶阀,而采用球阀。 5、物料输送泵(补液泵与循环泵)就是过滤系统的核心工作机构,必须确保其具有优良的性能与功能。过滤系统的工艺参数的调节与控制十分重要,物料输送泵的电机最好采用变频调节。 6、YT膜过滤系统只能在临界跨膜压差附近正常工作,不应追求单纯的大通量过滤,否则会引起频繁的运行故障。 二、膜分离系统的集成分析

液—固浆料体系的过滤工艺控制 一、过滤温度控制 1、系统可以设置换热装置,对物料进行直接或间接加热或冷却。 2、换热过程既可以采用集中式换热方式也可以采用分散式换热方式。具体方式由系统的材质特性决定。 3、对于温度敏感系统,应对系统进行绝热保护(保温或保冷),以减少系统同外界之间的热传导或热辐射损失。 二、固含量的控制 1、要降低原液固含量,可以采用加入过滤后清液与原液混合的方式,不同的固含量可以通过不同的混合比例而得。

反渗透膜分离技术和预处理工艺介绍

反渗透膜分离技术和预处理 工艺介绍 反渗透膜分离技术实际应用中,不可避免产生膜污染现象,且膜 污染问题是影响该技术稳定性的决定因素,因此考察膜污染形成机理、对膜污染进行清洗是反渗透系统正常运行、防止其发生故障的重要保证。 一、膜污染定义 膜污染是指与膜接触的料液中微粒、胶体粒子或溶质大分子与膜发生物理、化学相互作用或因浓差极化使某些溶质在膜表面的浓度超过其溶解度及因机械作用而引起的在膜表面或膜孔内的吸附、沉积造成膜孔径变小或堵塞,使膜产生透过流量与分离特性不可逆变化现象。 污染物尤其是蛋白质等大分子在膜表面和膜孔内的吸附所引起 的通量衰减及分离能力的降低,是造成膜通量衰减的主要原因。但膜 污染引起的通量衰减又往往和浓差极化现象引起的可逆通量下降混 合在一起,使得膜分离效果进一步降低。 二、膜污染产生原因 反渗透系统在运行过程中,废(污)水中的金属离子、微生物、不 易溶解的沉淀、有机污染物、生物粘泥、胶体、油脂等长时间与膜接

触,会引起膜污染,使膜的通量及分离性能明显降低、压降升高。其原因主要包括以下几方面: 1、浓差极化 在反渗透脱盐系统中,膜的选择透过性,使水分子不断从高压侧透过膜,而溶质分子仍残留于原溶液中导致膜表面上的料液和进口料液之间产生一个浓度差,严重时会产生很高的浓度梯度,这种现象称为浓差极化。浓差极化使料液渗透压增大,有效推动力减小造成透水速度和脱盐率下降。 2、离子结垢 CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrSO4、CaF2及SiO2等溶度积较小的盐类,在反渗透过程中可能会因浓缩超过其溶度积而析出,产生沉积物停留在膜表面上及进水通道内形成水垢。例如:CaCO3的溶度积是8.7×10-9(25℃)即[Ca2+]?[CO32-]大于8.7×10-9时,CaCO3就会沉淀下来。J.H.Bruus等发现,当从污泥中提取Ca2+后,导致小颗粒数量及过滤阻力增加。 3、金属氧化物沉积 一般含有低价铁离子和锰离子苦咸水范围的某些井水水源具有一定还原性,此类水源造成膜污堵的主要原因就是铁、铝、锰等在膜表面产生胶体颗粒污堵。铁发生氧化所需的pH值较低,使得反渗透