于健飞-08-用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液

第35卷第2期

2008年北京化工大学学报

JOURNAL OF BEI J IN G UN IV ERSIT Y OF CHEMICAL TECHNOLO GY

Vol.35,No.2

2008

用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液

于健飞　丁忠伟3　龙秉文　刘丽英　杨祖荣

(北京化工大学化学工程学院,北京　100029)

摘　要:对直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液进行了研究,分析了浓缩过程跨膜通量下降的原因,并考察了药液温度和流速对跨膜通量的影响。结果表明:由提取液中固体颗粒等污染物造成的膜污染以及膜表面处水蒸汽压下降是浓缩过程跨膜通量下降的主要原因。在浓缩倍数较低(110～410)的范围内,通量下降主要是由膜污染造成的;在浓缩倍数较高(410～1610)的范围内,膜表面处水蒸汽下降也显示其影响。药液温度从46℃升高到60℃,通量从13188kg/(m 2?h )升高到30182kg/(m 2?h )。药液流速从01074m/s 升高到01130m/s ,通量从24114kg/(m 2?h )升高到31122kg/(m 2?h )。

关键词:中药提取液;膜蒸馏;浓缩;膜污染中图分类号:TQ02818

收稿日期:2007209221

基金项目:国家自然科学基金(20206003)第一作者:男,1980年生,硕士生3通讯联系人

E 2mail :dingzw @https://www.wendangku.net/doc/e69681423.html,

引　言

中药制药一般包括提取、浓缩、纯化、干燥和制剂等过程。其中提取液的浓缩是现代中药制药的关键单元操作之一。目前我国的中药制药普遍采用蒸发浓缩工艺,这种技术存在着能耗高、浓缩时间长、有效成分损失多、浓缩器内易结垢等问题[1]。针对这些问题,近年来陆续有一些新的浓缩技术被提出,如冷冻浓缩[2]、吸附分离浓缩[3],膜法反渗透浓缩[4]等,但应用成功的实例还很少见。

膜蒸馏是膜分离技术大家庭中的新成员,它采用疏水性的微孔膜,以膜两侧存在的温差而引起的水蒸汽压力差作为传质推动力[5],实现水溶液的浓缩。膜蒸馏在常压和接近于常温下操作,具有有效

成分损失少、浓缩倍数高、节能(仅使用工业废热)等优势,特别适合用于溶液的浓缩,在中药提取液浓缩领域可望有良好的应用前景。

膜蒸馏技术用于中药液浓缩时,如何提高跨膜通量水平,是该技术在此领域工业化必然要面临的问题。本文利用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液,探索浓缩过程中跨膜通量下降的原因,并寻求提

高跨膜通量水平的具体措施。

1　实验部分

111　实验装置

膜蒸馏实验装置如图1所示。将中药提取液贮槽置于恒温水浴内保持恒温,用齿轮泵将提取液抽出,送往平面膜组件,经膜蒸馏过程后提取液又返回贮槽。盛放纯水的贮槽置于电子天平上,用另一台齿轮泵将其中的纯水抽出,经制冷机冷却后送往膜组件,接受跨膜蒸汽冷凝液后,纯水又返回到纯水贮槽。实验过程中纯水贮槽重量的变化通过计算机实时监测,从而可计算出跨膜通量值。

1—恒温水浴;2—药液贮槽;3—药液泵;4—制冷机;5—纯水泵;6—纯水贮槽;7—电子天平;8—膜组件

图1　膜蒸馏实验装置流程图

Fig.1　Experimental setup for membrane distillation

112　实验条件

实验用膜为聚四氟乙烯平面膜,平均孔径为012μm ,由北京塑料研究所提供。实验所用提取液由北京中医药大学提供,按如下处方水提而成:桑叶

10g 、菊花10g 、桔梗10g 、连翅10g 、杏仁10g 、炙甘

草6g 、薄荷10g 、芦根15g 、前胡10g 。按该配方制成的提取液体积约150mL 。实验过程中,提取液侧(热侧)平均温度t f 变化范围为43～60℃,纯水侧(冷侧)的平均温度t p 保持在25℃,提取液的密度变化范围为1010～1070kg/m 3,浓缩倍数变化范围为110～618。

实验过程中,渗透液(纯水)始终保持无色;另外,膜蒸馏操作温度仅为60℃,远低于提取温度。所以,由膜蒸馏造成的有效成份损失可以忽略。

2　结果与讨论

211　膜蒸馏浓缩过程中跨膜通量下降的原因分析21111　跨膜通量下降的可能性因素

图2　浓缩与恒体积实验对比

Fig.2　Comparison of experiment carried out with

concentration and at constant volume

图2给出了相同原始体积的药液恒体积及浓缩时通量随时间的变化规律(浓缩倍数从110增至310左右),其中u f 是指药液在膜组件中的流速。可以看出,恒体积实验中通量只是在最开始的一小段时间内有明显下降,随后基本维持恒定。这是药液浓度和颗粒浓度保持恒定的结果。在浓缩过程中,跨膜通量持续下降,其可能的原因有二:一是药液中颗粒浓度在不断增加,故颗粒从药液主体向膜表面的迁移速度始终高于其反向扩散速度,使膜污染加剧,膜污染是药液中的微粒、胶体等在膜表面聚集,从而造成膜孔的入口被封堵的现象;二是随着药液浓度的不断提高,膜表面处的水蒸汽压在不断下降,故作为跨膜传质推动力的膜两侧水蒸汽压差在不断下降。水蒸汽压下降可能有以下两种原因:一是浓缩过程中药液黏度在不断增加,温度极化越来越严重,故膜表面处的温度越来越低;二是随药液浓度的升高,水的活度系数越来越低,故其蒸汽压越来

越低。21112　浓缩倍数对中药液黏度的影响

为进一步解释上述实验结果,用流变仪测定了60℃时不同浓缩倍数对应的药液黏度,结果如图3所示。可见,在浓缩倍数从1增至3的过程中,药液的黏度变化很小,所以图2中的通量下降主要不是由于黏度上升而带来的温度极化加剧;浓缩倍数在4以上时,药液的黏度显著上升,此种条件下温度极化的影响随浓缩过程的进行会明显加剧,对通量下

降的贡献也越来越重要。

图3　药液黏度与浓缩倍数的关系

Fig.3　Variation of concentration multiple with viscosity

211

13　固体颗粒物对跨膜通量下降的影响

图4　颗粒浓度单因素浓缩实验结果

Fig.4　Results of deposit sole 2factor

concentration experiment

为证实药液中颗粒和不溶性胶质的存在所导致

的膜污染是浓缩过程通量下降的重要原因,进行了“颗粒单因素实验”。将药液在8000r/min 下离心,取出固体物加入清水中,配制成浓度为115g/L 的溶液。按上述方法配制的溶液用于浓缩时,通量下降的唯一原因就是颗粒和胶质造成的膜污染。实验结果如图4所示。可以看出,跨膜通量按线性规律持续下降,浓缩倍数从110增至310时,通量下降了28%。可见,药液中的固体颗粒和不溶性胶质造成

?

11?第2期 于健飞等:用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液

的膜污染是浓缩过程中通量下降的重要原因。

21114　蒸汽压下降对跨膜通量的影响

为考察浓缩过程中水蒸汽压下降对通量的影响,用精密滤纸过滤药液,这样药液中的固体颗粒和不溶性胶质被有效地截留下来。将滤液用于膜蒸馏浓缩实验,结果如图5所示。可以看出,通量在大部实验时间内保持恒定,这说明过滤大大减轻了膜污染。但170min 后通量开始下降(此时剩余药液体积为374mL ,原始药液体积为1500mL ,即浓缩倍数已达4左右),至实验结束时,浓缩倍数达到516。由此结果可以推断,如果用未经过滤的药液进行浓缩,浓缩倍数较低时膜通量的下降仅是膜污染引起的。图5中,通量在浓缩倍数较高时通量才明显下降这一结果说明,蒸汽压下降对跨膜通量的下降是有贡献的,但只有当浓缩倍数足够高时才能表现出来。同时,药液中的一些可溶性胶质也可能会在浓缩倍数较高造成膜污染引起通量下降

。

图5　过滤的的药液浓缩实验结果

Fig.5　Results of concentrating the filtered Traditional

Chinese Medicine extract

212　药液流速对跨膜通量的影响

图6为同一批药液分为3份、在不同的药液流量下进行膜蒸馏浓缩的实验结果。实验中浓缩倍数从2增至515左右,药液比重从1020kg/m 3增至1060kg/m 3左右。药液在此浓度范围内浓缩时的

特性可以从图6中看出。(1)跨膜通量呈线性规律下降,这是颗粒造成的膜污染和蒸汽压下降双重作用的结果。(2)药液流量对跨膜通量有重要影响,跨膜通量的水平随着流量的增加而显著提高,这是因为流体流速的提高增加了膜表面处的剪切力和扰动程度,从而使膜污染得到更好的抑制;同时,流速增加也能削弱温度极化,使膜表面处的水蒸汽压得以提高。(3)浓缩过程中,通量的下降速度随着药液流速的增大而增大(药液流速为01074、01102、01130

m/s 时对应的直线斜率分别为:-01043、-01049、-01062)。药液流速越高,跨膜通量水平就越高,蒸

发速度也就越快,故相同时间内获得的浓缩倍数越高。较浓的药液具有较高的颗粒浓度和黏度,故膜污染和温度极化较严重,跨膜通量下降较快。(4)尽管高药液流速对应的通量下降速度快,但相同时间内蒸出水的量仍较大(图中3条直线在实验范围内没有相交)。同样蒸出约470g 水,采用01074、01102、01130m/s 的药液流速时耗时分别为282、237

、207min 。

图6　药液流量对通量的影响

Fig.6　Influence of feed velocity

on

trans 2membrane flux

□—t f

=46℃,浓缩倍数210～415;○—t f =53℃,

浓缩倍数210～614;△—t f =60℃,浓缩倍数210～618

图7　药液温度对通量的影响

Fig.7　Influence of feed temperature on

trans 2membrane flux

213　药液温度对跨膜通量的影响

图7为同一批药液分为3份、在不同的温度下进行膜蒸馏浓缩的实验结果。实验中46℃、53℃、60℃下浓缩倍数从2分别增至415、614、618左右,药液比重从1015kg/m 3增至1040kg/m 3左右。可见,通量水平随着温度的升高明显升高,这一方面是由于水蒸汽压随温度的升高而大幅度升高;另一方

?21?北京化工大学学报 2008年

面则是由于较高温度下药液黏度较低,温度极化得到抑制。另外可以注意到,药液温度从53℃变为60℃时的通量水平和直线斜率的提高幅度明显大于药液温度从46℃变为53℃,这是由于水的蒸汽压随温度的升高按指数规律上升,故与蒸汽压差成正比的跨膜通量也呈现相似的规律。

3　结论

(1)浓缩过程中,跨膜通量的下降主要是由膜污

染和水蒸汽压下降引起的。在浓缩倍数较低(110～

410)的范围内,蒸汽压下降的影响并不显著,跨膜通量的衰减主要是由膜污染引起的,只有在浓缩倍数较高(410～1610)的范围内,蒸汽压下降才能起到显著作用。

(2)药液温度和流速对浓缩过程的通量水平有重要影响。药液温度46℃升高到60℃,通量从13188kg/(m 2?h )升高到30182kg/(m 2?h )。药液流速从01074m/s 升高到01130m/s ,通量由24114kg/

(m 2?h )升高到31122kg/(m 2?h )。这是因为升高温

度和提高流速能够有效抑制膜污染和温度极化,从而使通量水平有明显提高。参考文献:

[1]　刘明言,余根,王红.中药提取液浓缩新工艺和新技术

进展[J ].中国中药杂志,2006,31(3):184-187.

[2]　冯毅,宁方芹.中药水提取液冷冻浓缩的初步研究

[J ].制冷学报,2002(3):52-55.

[3]　刘斌,石任兵.大孔吸附树脂吸附分离技术在中药复

方纯化分离中的应用[J ].世界科学技术———中药现代化,2003,5(5):39-44.

[4]　洪宜斌,曹礼群,李五洲,等.反渗透膜过滤在胡芦巴

提取中的应用[J ].现代中药研究与实践,2003,17

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[5]　El 2Bourawi M S ,Ding Zhongwei ,Ma Runyu ,et al.A

framework for better understanding membrane distillation separation process [J ].Journal of Membrane Science ,2006,285(1-2):4-29.

Concentration of a T raditional Chinese Medicine extract

by direct contact membrane distillation

YU JianFei DIN G ZhongWei LON G BingWen L IU Li Y ing YAN G ZuRong

(College of Chemical Engineering ,Beijing University of Chemical Technology ,Beijing 100029,China )

Abstract :A study of the concentration of a Traditional Chinese Medicine extract by direct contact membrane distillation has been carried out in order to determine the reason why the trans 2membrane water flux declined during the concentration process.The effects of varying the extraction temperature and the flow velocity in the membrane module were investigated.It was found that during the concentration process ,the flux reduction was mainly caused by membrane fouling in the earlier stages of lower extract concentration (i.e.when the concentra 2

tion was increased by a factor of 410).In the latter stages of extract concentration (i.e.when the concentration was from increased from 410to 1610times its initial value ),the reduction in water vapor pressure also con 2tributed significantly to the decline in flux.It was also found that when the extraction temperature and velocity were increased from 46℃to 60℃and from 01074m/s to 01130m/s respectively ,the trans 2membrane water flux increased from 13188kg/(m 2?h )to 30182kg/(m 2?h )and from 24114kg/(m 2?h )to 31122kg/(m 2?h )re 2spectively.

K ey w ords :Traditional Chinese Medicine extraction ;membrane distillation ;concentration ;membrane fouling

?

31?第2期 于健飞等:用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液

中药提取浓缩设备的产品特点

中药提取浓缩设备的产品特点 宝正网/ 2014-05-29 中药提取浓缩设备有很多种，由于每个生产厂家所采用的工艺不同，提取浓缩设备的组合方式也差在差异。热回流提取机组是当前用得比较多的提取浓缩设备。本文对其产品特点与使用注意事项做如下介绍： 热回流提取机组的产品特点： (1)综合了现有提取设备的回流提取、渗漉提取和索氏抽提三原理，结合了外热循环浓缩技术，将提取、浓缩两道工序集中到一台设备上同时进行； (2)浓缩产生的二次蒸汽不断被送入提取罐内作为提取的新热源，维持提取罐内的提取温度； (3)提取罐内大量的蒸汽进入回流器冷凝成热冷凝液回落到提取罐内，作为新溶剂均匀地加到药材面上，新溶剂从上至下通过药材层，溶解药材中的可溶物质到提取罐底部，消除药材冷堆，提取充分。提取液进入浓缩罐，不断地降低提取罐中药液的浓度差，最大限度地提高有效成分的收率；因溶媒使用量少，需浓缩的药液少，提取浓缩工艺过程时间短，节约能源。 热回流机组的使用注意点： (1)要通过验证确定每罐的药材投放量，热回流提取原理决定了投料量要比多功能提取罐的投料量大；

(2)根据药液浓度确定开始回流的时间。回流时间过早，提取液浓度低会延长有效提取时间，回流时间过晚，提取液浓度饱和不利于有效成分的提取，还浪费能源。应该在提取(沸腾)1h后，将部分药液放入浓缩罐，开始回流并计时。注意，提取罐内沸腾时要排除罐内的空气，否则罐内会产压； (3)要对回流液的温度进行控制，不要过低。同时要控制好提取罐内的温度，尽量保持恒温。冷提(90℃以下)杂质少、澄明度好，热提效率高、澄明度差。沸腾的目的是增强溶液的扩散和渗透作用，沸腾虽可以在短时间内缩小溶液的浓度差，但会使许多大分子杂质溶出； (4)确定提取浓缩时间。过分提取会增加提取液中的杂质给后期分离增加困难，时间过短则提取不完全，浪费原料(需在提取过程中检验溶液浓度)。 中药提取浓缩时应该值得注意的是：按多功能提取罐的工艺操作，药材会在提取罐的底部形成冷堆，减少有效成分的提取量，造成药材的浪费。

膜蒸馏的现状及发展前景综述

膜蒸馏的现状及发展前景综述 刘凡10991306 环境科学 摘要 近年来，随着膜分离技术的快速发展，越来越多的膜运用到了实际生活和生产之中。膜蒸馏是在上个世纪八十年代初新发展起来的一种新型分离技术。是膜分离技术与传统蒸发过程相结合的新型膜分离过程它与常规蒸馏一样都以汽液平衡为基础,依靠蒸发潜热来实现相变。真空膜蒸馏是膜蒸馏四种操作方式中的一种具有膜通量大、分离系数高、设备简单、易于操作和实现等特点[1],能够被广泛应用于易挥发组分的脱除和海水、苦咸水淡化等方面。在国家提倡建设和谐社会的今天研发和利用膜蒸馏技术来实现海水淡化、节能减排和废水的综合利用具有重要的意义。其主要运用在冶金工业，有机废水，和海水淡化方面。本篇综述将就膜蒸馏的现状及前景进行整理和总结。 关键词：膜蒸馏废水处理海水淡化 Summarize of present situation and d evel opment prospects of membrane distillation Fanliu 10991306 Environmental science ABSTRACT In recent years, with the rapid development of membrane separation technology, more and more film applied to real life and production. Membrane distillation is a new type of separation technology that developed in the 1980s. It is the new type that combination of membrane separation technology and traditional evaporation procession. Like conventional distillation, membrane separation process is basis on the vapor liquid equilibrium, and depending on the implementation phase change latent heat of evaporation. Vacuum membrane distillation is one of the four kinds of membrane distillation operation mode with large flux, high separation factor, simple equipment, easy to operate and implement etc. that can be widely used in the removal of volatile components and seawater, brackish water desalination, etc. The state advocates the construction of a harmonious society today, develop and use the membrane distillation technology for desalination has the vital significance to achieve energy conservation, emission reduction and comprehensive utilization of wastewater. It’s mainly used in metallurgy industry, organic wastewater, and seawater desalination. This review will present situation and prospects of membrane distillation for sorting and summary. Key words: Membrane distillation Waste water treatment Seawater desalination 1膜蒸馏技术简介 膜蒸馏是在上个世纪八十年代初发展起来的一种新型分离技术，是膜分离技术与传统蒸发过程相结合的新型膜分离过程。它与常规蒸馏一样都以汽液平衡为基础，依靠蒸发潜热来实现相变。它以膜两侧的温差所引起的传递组分的蒸汽压力差为传质驱动力，以不被待处理的溶液润湿的疏水性微孔膜为传递介质。在传递过程中，膜的唯一作用是作为两相间的屏障，不直接参与分离作用。分离选择性完全由气——液平衡决定。膜蒸馏过程是热量和质量同时传递的过程。膜的一侧与热的待处理的溶液直接接触称为热侧，另一侧直接或间接地与冷的液体接触 称为冷侧。由于膜的疏水性，水溶液不会从膜孔中通过，但膜两侧由于挥发组分蒸气压差的存在，而使挥发蒸气通过膜孔从高蒸气压侧传递到低蒸气压侧，而其它组分则被

膜蒸馏过程探讨_吕晓龙

第30卷第3期膜科学与技术V o l.30N o.3 2010年6月M EM BR AN E SCI EN CE A ND T ECH N OL OG Y Jun.2010 专家论坛 膜蒸馏过程探讨 吕晓龙 (天津市中空纤维膜材料与膜过程重点实验室-省部共建国家重点实验室培育基地, 天津工业大学生物化工研究所,天津300160) 摘要:讨论了膜蒸馏涉及的膜材料特性.提出水膜阻力概念,认为疏水膜材料结构的优化与 膜蒸馏工艺有关.提出鼓泡膜蒸馏方法,在热流体中鼓入空气气泡,由气液两相流效应来强化 热流体的扰动.提出透气膜蒸馏方法,通过气体的吹扫夹带作用,使膜孔内水蒸气的传质由低 效的扩散转为高效的对流机理.提出曝气膜蒸发方法,利用不同温度的空气吸湿原理进行膜曝 气.将膜蒸馏过程与化学除硬度、超滤耦合,可除去结垢性钙镁离子;将膜蒸馏过程与气浮絮凝 过程耦合,可除去有机污染物,实现高倍率浓缩.提出多效膜蒸馏方法,膜组件兼有蒸发与换热 功能,使膜蒸馏过程中的水蒸气冷凝与原水加热过程耦合,可以实现低成本的膜蒸馏过程. 关键词:膜蒸馏;疏水膜;超疏水性;水膜阻力;膜过程;工艺耦合 中图分类号:T Q028.8文献标识码:A文章编号:1007-8924(2010)03-0001-10 在高收率海水淡化、工业循环冷却水和反渗透浓水的零排放、高效节能化工浓缩等领域,都涉及高盐度水的深度浓缩问题,尤其是高盐度难处理工业废水的排放问题日益被关注,其零液体排放是未来深度水处理技术的发展方向.膜蒸馏(membrane distillation,MD)是传统蒸馏工艺与膜分离技术相结合的一种液体分离技术,膜蒸馏过程是热侧液体的水分子蒸发汽化,穿过疏水膜的微孔,水相中非挥发性的离子和分子等溶质则不能透过疏水膜,从而实现溶液分离、浓缩或提纯的目的.膜蒸馏是有相变的膜过程,同时发生热量和质量的传递,传质的推动力为疏水膜两侧透过组分的蒸汽分压压差. 膜蒸馏过程的特征[1]:使用疏水性微孔膜,分离膜至少有一个表面与所处理的液体接触,且不能被所处理的液体润湿,传质推动力是液体中可汽化组分在膜两侧气相中的分压差.相对于其它的分离过程,膜蒸馏的优点主要有:(1)对液体中的离子、大分子、胶体等非挥发性溶质能达到100%的截留; (2)操作温度比传统的蒸(精)馏低;(3)操作压力远低于反渗透过程;(4)与传统的蒸馏设备相比,无蒸发器腐蚀问题,设备体积小,造价低.由于疏水膜材料与膜蒸馏工艺技术的进步,膜蒸馏技术日益显示出其在水处理领域高度浓缩方面的应用潜力,成为了膜领域中最被研究关注的热点方向之一,近年来有多篇综述性文章发表[2-5],在疏水膜材料[6-11]、膜蒸馏工艺[12-21]方面开展了深入研究,并且在水中有用物的回收浓缩[22-27]方面开展了膜蒸馏技术的实际应用研究,本课题组近年来也开展了一些相关研究工作[28-34]. 由于膜蒸馏是一个有相变的膜分离过程,在膜蒸馏的工艺设计上,必须考虑系统的保温与热能回收,否则运行费用较高.目前膜蒸馏技术还未能大规模工业化应用,主要是因为在疏水膜材料的亲水化渗漏、膜组件结构设计与干燥方法、膜蒸馏工艺流程优化与系统集成、蒸汽相变热回收、加热与废热利用方式等一系列膜蒸馏环节上均有待于提高.结合本课题组在膜蒸馏方面已开展的研究工作,本文就膜蒸馏过程的一些问题进行探讨. 收稿日期:2010-01-06 基金项目:863课题工业循环冷却水膜集成净化过程研究(2008AA06Z303);天津市重点基金课题废水浓缩减排与淡化再利用技术研究(09JCZDJC26300) 作者简介:吕晓龙(1964-),男,山西省忻州市人,博士,博士生导师,从事中空纤维分离膜制备与膜分离过程研究, E-mail:luxiao lo ng@https://www.wendangku.net/doc/e69681423.html,

膜蒸馏法浓缩反渗透浓水的试验研究

膜蒸馏法浓缩反渗透浓水的试验研究 孙项城1 ，王 军1，侯得印1，王宝强2，栾兆坤 1（1．中国科学院生态环境研究中心，北京100085；2．中国矿业大学化学与环境工程 学院，北京100083）摘 要： 采用直接接触式膜蒸馏法浓缩处理反渗透浓水，系统研究了未经预处理、酸化预处 理和阻垢预处理后的反渗透浓水在膜蒸馏浓缩过程中产水电导率、产水通量和膜污染的变化规律。 试验结果表明，在三种膜蒸馏试验中，膜蒸馏的脱盐率均稳定。未经预处理的反渗透浓水在膜蒸馏过程中产水通量下降迅速，膜表面CaCO 3污染是其主要原因。酸化预处理在一定程度上延缓了膜蒸馏浓缩过程产水通量的衰减，但随着浓缩过程的进行，仍然有沉积物在膜表面形成，导致通量下降。经阻垢预处理后膜蒸馏浓缩过程的膜通量比较稳定。这是因为阻垢预处理在一定程度上预防了难溶盐在膜表面的沉积，减缓了膜污染。对经阻垢预处理后的反渗透浓水保持浓缩倍数为3，在112h 的长周期运行中产水电导率稳定在5μS /cm 以下，且产水通量下降缓慢，至试验结束时产水 通量为13．9kg /（m 2 ·h ），较初始通量只下降了10．9%。 关键词：膜蒸馏；反渗透浓水；膜污染；阻垢；浓缩中图分类号：X703文献标识码：A 文章编号：1000－4602（2011）17－0022－05 基金项目：国家高技术研究发展计划（863）项目（2009AA063901）；国家自然科学基金资助项目（20907066） Study on Concentration of Reverse Osmosis Concentrate by Membrane Distillation SUN Xiang-cheng 1，WANG Jun 1，HOU De-yin 1，WANG Bao-qiang 2，LUAN Zhao-kun 1 （1．Research Center for Eco-Environmental Sciences ，Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100085，China ；2．School of Chemical and Environmental Engineering ，China University of Mining and Technology ，Beijing 100083，China ） Abstract ： Direct contact membrane distillation （MD ）was applied in concentration of reverse os-mosis （RO ）concentrate．RO concentrates without pretreatment ，with acidification pretreatment and anti-scalant pretreatment were employed as the feed of MD concentration process to investigate the differences in permeate conductivity ，permeate flux and membrane fouling．The results show that in all the MD processes ，the salt rejection rate is stable．When reverse osmosis concentrate is used directly as feed ，the permeate flux is diminished rapidly ，and CaCO 3scaling is the major reason of permeate flux decline．A-cidification pretreatment prevents permeate flux decline to some extent．However ，with increasing of con-centration factor ，the flux declines seriously ，this is also caused by scaling in MD process．Antiscalant pretreatment can relieve permeate flux decline by reducing deposition of insoluble salts on membrane sur-face．A 112h continuous MD desalination experiment of RO concentrate with antiscalant pretreatment was carried out with concentration factor at constant 3，the permeate conductivity is less than 5μS /cm ， 第27卷第17期2011年9月 中国给水排水 CHINA WATER ＆WASTEWATER Vol．27No．17Sep．2011

多效膜蒸馏技术在中药提取液浓缩中的应用研究解析

多效膜蒸馏技术在中药提取液浓缩中的应用研究作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期：粘立军，韩月芝，陆莹莹，孔鹏，高瑞昶， NIAN Lijun，HAN Yuezhi， LU Yingying， KONG Peng ， GAO Ruichang 粘立军,韩月芝,NIAN Lijun,HAN Yuezhi(石家庄以岭药业股份有限公司,河北石家庄,052160，陆莹莹 ,孔鹏,高瑞昶,LU Yingying,KONG Peng,GAO Ruichang(天津大学化工学院制药工程系,天津,300072 中国医药工业杂志 Chinese Journal of Pharmaceuticals 2013,44(1 参考文献(6条 1.刘明言;余根;王红中药提取液浓缩新工艺和新技术进展[期刊论文]-中国中药杂志 2006(03 2.El-Bourawi MS;Ding ZW;Ma RY A framework for better understanding membrane distillation separation processs 2006(1-2 3.Ding ZW;Liu LY;Yu JF Concentrating the extract of traditional Chinese medicine by direct contact membrane distillation 2008(1-2 4.蔡宇;高增梁;陈冰冰益母草提取液真空膜蒸馏浓缩实验研究[期刊论文]-浙江工业大学学报 2003(06 5.秦英杰;王焕;刘立强经反渗透处理后炼油废水浓水的多效膜蒸馏浓缩蒸馏技术 2011 6.于健飞;丁忠伟;龙秉文用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液[期刊论文]-北京化工大学学报 2008(02 引用本文格式：粘立军.韩月芝.陆莹莹.孔鹏.高瑞昶.NIAN Lijun.HAN Yuezhi.LU

膜蒸馏技术

膜蒸馏的研究现状及进展 李小然，尚小琴 (广州大学化学化工学院，广东广州510006) 摘要：膜蒸馏是20世纪八十年代才引起人们重视的新型膜分离技术。是一种以蒸汽压差为推动力的新型分离技术。本文主要对膜蒸馏的机理、用膜、传热机理、影响因素、过程优化、进行了讨论，同时介绍了膜蒸馏在海水淡化、超纯水的制备、水溶液的浓缩与提纯、共沸混合物的分离、废水处理治理等中的应用，并在此基础上提出了膜蒸馏的发展方向。 关键词：膜蒸馏；分离技术；机理；应用；发展 Research status and progress of membrane distillation LiXiaoRan,Shang XiaoQin (School of Chemistry and Chemical Engineering, Guangzhou University, Guangzhou 510006) Abstract：Membrane distillation is a new type of membrane separation technology in the eighty's of twentieth Century.Is a kind of new separation technology with the steam pressure difference as the driving force.In this paper, the mechanism of membrane distillation、membrane、heat transfer mechanism、influencing factors、process optimizationis discussed,At the same time, it introduces the membrane distillation in seawater desalination, preparation of ultra - pure water, water solution concentration and purification, total of azeotropic mixture separation, waste water treatment, etc. in the application, and based on this, proposed the development direction of the membrane distillation. Key words：membrane distillation;isolation technique;mechanism;application;development 1膜蒸馏技术的原理 膜蒸馏是膜技术与蒸馏过程相结合的分离过程。膜的一侧与热的待处理溶液直接接触(称为热侧)，另一侧直接或间接地与冷的水溶液接触(称为冷侧)，热侧溶液中易挥发的组分在膜面处汽化通过膜进入冷侧并被冷凝成液相，其他组分则被疏水膜阻挡在热侧，从而实现混合物分离或提纯的目的[1]。膜蒸馏过程必须具备以下特征以区别于其它膜过程[2]：①所用的膜为微孔膜；②膜不能被所处理的液体润湿；③在膜孔内没有毛细管冷凝现象发生；④只有蒸汽能通过膜孔传质； ⑤所用膜不能改变所处理液体中所有组分的气液平衡；⑥膜至少有一面与所处理的液体接触；⑦对于任何组分该膜过程的推动力是该组分在气相中的分压差。 2膜蒸馏的分类 根据扩散到膜冷凝侧蒸汽冷凝方式的不同，膜蒸馏分为多种类型，如直接接触膜蒸馏(DCMD)、气隙膜蒸馏（AGMD）、气扫式膜蒸馏（SGMD）、真空膜蒸馏(VMD)，如图1所示。DCMD结构简单，渗透量较大，颇受研究者重视，较适用于主原料是水的情况，如海水或苦咸水脱盐或水溶液的浓缩，也有人用其浓缩水果汁、血液及废水处理等[3-6]。AGMD具有热效率高及从水溶液中脱除挥发

膜蒸馏

膜蒸馏技术 在海水淡化中的应用

引言 据国家海洋局发布的《2014年全国海水利用报告》指出，2014年全国海水淡化共实现增加值14亿元，比上年增长12.2%；海水淡化国际合作取得新进展，亚太脱盐协会秘书处落户我国。全国已建成海水淡化工程总体规模不断增长，截至2014年底，全国已建成海水淡化工程112个，产水规模达到日产92.69万t，最大海水淡化工程规模为日产20万t。在已建成的海水淡化工程中，淡化海水用作工业用水的工程规模为每天58.73万t，占总工程规模的63.35%[1]。随着海水淡化技术在全国范围内的推广，我国水资源短缺问题将得到很好的解决。作为海水淡化的潜在技术之一，近年来膜蒸馏（Membrane distillation，MD）技术得到了学术研究者和工业界的广泛重视，在膜蒸馏工艺、膜蒸馏材料等方面取得了显著的进展[2]。 传统意义上的膜蒸馏过程，是利用疏水膜两侧可透过组分的蒸汽分压差，使热侧料液的水分子蒸发汽化，透过疏水膜孔以实现传质，液体则在界面张力的作用下不能透过疏水膜，从而实现料液的分离与浓缩目的。膜蒸馏过程存在有热相变的过程，膜蒸馏分离过程中会同时存在传热过程和传质过程，膜通量的主要控制因素则是热传导过程。根据冷侧挥发组分蒸汽冷凝方法或排除方法不同, 可分为: 直接接触膜蒸馏(DCMD) 、空气隙膜蒸馏(AGMD) 、吹扫气膜蒸馏( SGMD) 和真空膜蒸馏(VMD) 。最早用于膜蒸馏的膜材料有纸、胶合板、玻璃纤维、赛璐玢、尼龙和硅藻土等, 其中大部分用硅树脂、特氟龙或防水剂处理以得到所需要的疏水性。随着膜蒸馏分离技术的不断发展及新型膜制造技术的不断涌现, 用于膜蒸馏的膜材料也推陈出新, 上世纪80 年代早期制备的空隙率高达80%、厚度为50μm 的膜材料, 比起Findley 在20 世纪60 年代用的膜, 渗透率提高了100倍。从膜的理化性质和商业化来考虑, 现在膜材料用得较多的有聚四氟乙烯( PTFE) 、聚

中药提取方法

综述中药提取方法 摘要以中药提取方法的本质和影响提取作业的因素为理据，分析国内中药厂提取方法 关键词中药提取方法 1前沿 近年来有关中药提取方法的论述有很多，然而有效成分的提取率仍然是现今国内中药制药工业现代化的瓶颈。尽管近年来国内在中药提取生产中推出了一些新工艺，如超声场强化提取、微波提取、超临界流体提取等，但当下的主流仍是浸提技术。浸提技术是应用溶剂提取固体原料中某一或某类成分的提取分离操作，又称固液萃取。目前在中药生产过程中，常用的中药浸提方法有煎煮法、浸渍法、渗漉法、回流法、水蒸气蒸馏法等。 面对众多中药提取方法如何抉择是一个复杂的问题，因为它牵涉到生产设备和生产条件等许多因素。加上如今中药提取的规模较大，尤其考虑到连续生产，即使在实验中取得成果，在实际情况下还要经过长时间的实践检验。还有前面提到过的提取新工艺，其提取物往往是化学结构明确的物质，与传统中药生产完全是两回事，所以生产传统中药的厂家下不了决心去尝试新工艺，生产者情愿随大流，以避免风险。 提取方法的不同，提取等量有效成分所需原料和能源也不尽相同，资源和能源对世界经济和人类生存环境的影响越来越被重视。可持续发展经济和资源节约型社会的概念已经被全世界广泛认同，中国也不例外。在市场竞争激烈异常的今天，生产成本的控制就是企业的生命，而对世界能源价格上涨的现实，生产者应该节约每一滴水，每一度电。中药生产厂家必须努力挑选出最好的中药提取方法，改变目前中药提取效率低、高能耗、高污染所造成的负面影响。 2选择原则 和所有的工程项目一样，选择中药提取方法必要考虑的条件也是：被处理物料的性质、数量，产品的价值操作人员的技术水平，现实的设备安装场地，生产成本的控制，投资的预算。所追求的目标也是最高的投资回报率，最低的能耗，最简单的操作，最理想的提取率。降低生产成本，提高产品质量，从而提升本企业的市场竞争力。舍此不会有 良好的后果。 3中药提取本质 中药提取本质上是一种固液萃取作业，任何化工原理教科书和化工手册对固液萃取的机理都有详尽的阐明。为了便于分析国内中药厂现有提取装置的状况，有必要将其与中药提取有关的结论摘录于此。 （1）固液萃取的速度取决于二相接触介面的面积和吸附力，溶质扩散到介面的距离，溶剂的粘度和扩散系数、对溶质的选择性，萃取的温度、压力。 （2）固液萃取的萃取率取决于萃取时间、级数（同一份固相被萃取的次数）和溶剂的数量。（3）在多级萃取作业中，固液萃取的级效率取决于固相底流的反混量，以及固液二相接触的均匀程度。 （4）萃取率既定时，多级固液萃取的溶剂使用量取决于萃取过程的形式：并流、错流或逆流。（5）所谓并流是指被萃取的固体物料在每一级萃取作业中都被同一份溶剂萃取，液相的移动方向与固相在级间移动的方向相一致的作业方式。实际上是一种移动的单级萃取作业。为了保证最终的萃取推动力，萃取液成品的浓度必须相当低，所以整 个萃取过程的溶剂需用量相当大。 （6）所谓错流是指被萃取的固体物料在每一级萃取作业中都使用新鲜溶剂进行萃取，每一级都要将固液二相分离。然后把这些浓度逐次降低的各级提取液混合在一起作为成品。

膜蒸馏分离技术研究进展

膜蒸馏分离技术研究进展 吴国斌3　戚俊清　吴山东 (郑州轻工业学院材料与化工学院) 摘　要　综述了膜蒸馏技术的基本原理与膜蒸馏形式、研究历史与现状、传质机理与模型以及最新应用情况,并对其存在的问题和应用前景作了分析。 关键词　膜蒸馏　分离　研究进展　理想膜　应用前景 1　引言 膜分离是近20年迅速发展的重要的化工操作单元,其应用已从早期的脱盐发展到化工、食品、医药、电子等工业的废水处理、产品分离和生产高纯水等。膜蒸馏(M D)提出于1967年,20世纪80年代开始发展,至今已在不少领域取得可喜的研究成果,尤其在水溶液的分离中更具有优越性,特别是近些年来适合膜蒸馏用的疏水膜的研制成功,使膜蒸馏过程的开发和应用得到了进一步的发展。 111　膜蒸馏基本原理及形式 膜蒸馏是膜技术与蒸发过程相结合的膜分离过程,其所用的膜为不被待处理的溶液润湿的疏水微孔膜。膜的一侧与热的待处理的溶液直接接触(称为热侧),另一侧直接或间接地与冷的水溶液接触(称为冷侧)。热侧溶液中易挥发的组分在膜面处汽化,通过膜进入冷侧并被冷凝成液相,其他组分则被疏水膜阻挡在热侧,从而实现混合物分离或提纯的目的。膜蒸馏是热量和质量同时传递的过程,传质的推动力为膜两侧透过组分的蒸汽压差。因此,实现膜蒸馏必须有两个条件:(1)膜蒸馏必须是疏水微孔膜;(2)膜两侧要有一定的温度差存在,以提供传质所需的推动力。 根据膜下游侧冷凝方式的不同,膜蒸馏可分为四种形式[1]:直接接触膜蒸馏(DC M D)、气隙式膜蒸馏(A G M D)、吹扫气膜蒸馏(SG M D)和真空膜蒸馏(VM D)。 112　膜蒸馏技术的研究历史及现状 早在20世纪60年代就开始了较系统的膜蒸馏研究。美国的Bodell[2]于1963年申请了膜蒸馏技术专利,专利中他将膜蒸馏描述为“一种将不可饮用含水流体转化为可饮用水的装置和技术”;同时,他还指出可用抽真空的方式将渗透蒸汽从装置中移走来提高效率,但受到当时技术条件的限制,他并没有给出所用膜的结构和孔径的大小,只说该膜仅能被蒸汽透过而不能被水透过,并未给出结果和定量分析。 1964年,美国的W eyl[3]发现采用空气填充的多孔疏水膜可在蒸汽压系统内从含盐水中回收去离子水,这种可提高脱盐效率的发现于1967年被授予美国专利。W eyl建议,将热的溶液与冷的渗透物与膜直接接触以消除气隙,采用厚312mm、孔径9Λm、孔隙率42%的PT FE膜,W eyl当时获得了1kg (m2?h)的通量,但距当时的反渗透5175kg (m2?h)的通量有较大的差距,因此60年代后期人们对膜蒸馏的兴趣逐渐减弱。 1971年F indley[4]第一个将膜蒸馏的研究成果公开发表,尽管F indley的实验装置和步骤相当粗糙,但还是定性地确定了膜空隙中空气的存在、膜的厚度、导热热损失和孔隙率对膜蒸馏的影响,并且预言若能找到低价位、耐高温、长寿命的理想膜,不但可以用来处理海水,而且这种膜蒸馏也一定是一种非常经济的蒸发方法。此外,科学家们在过程及组件设计方法上也一直在做着研究并且努力使其商业化[5],但由于膜材料、水通量等方面的原因还不能保证它占据诸多应用领域,因而一直难以商业化。由于其商业化的最大阻碍 3吴国斌,男,1981年3月生,硕士研究生。郑州市,450002。

膜蒸馏

膜蒸馏过程的工艺流程综述 化工81 王改成学号：07038018 摘要：通过查阅近年来发表的有关文献，较全面地综述了新型分离技术——膜蒸馏过程的基本概念、特征、优缺点，并从传质机理、传热机理等方面，对膜蒸馏技术的研究现状进行归纳总结．在此基础上，总结了目前膜蒸馏技术主要应用的几个方面，最后对膜蒸馏技术进行了总结。 关键词：膜蒸馏；传质机理；传热机理；膜通量 前言:膜蒸馏技术早在20世纪60年代中期就由M E Findley提出，并在国际上开始了较系统的研究，但由于受到当时技术条件的限制，膜蒸馏的效率不高。在随后的一段时间里出现一些专利对该技术进行改进，但在20世纪60、70年代膜分离研究者致力于采用反渗透、超滤、微滤等膜技术来解决水处理问题，膜蒸馏一直没有引起人们的足够重视，直到20世纪80年代初由于高分子材料和制膜丁艺技术的迅速发展，膜蒸馏才显示出其实用潜力。20多年来对膜蒸馏这一新型膜分离过程的研究不断深入，虽然至今还未见大规模工业生产应用的报道，但无论在传质、传热机理方面还是在应用方面的研究都取得了巨大的进步，一些与膜蒸馏相关的膜过程相继出现并同样引起人们的重视。本文第一部分介绍膜蒸馏的特征、优点和缺点，第二部分介绍最新研究进展和应用研究情况，第三部分介绍膜蒸馏研究和发展方向。 1.膜蒸馏的特征、优点和缺点 1.1膜蒸馏的特征 膜蒸馏是一种新型的分离技术，是一种是以疏水性微孔膜两侧蒸汽压差为传质推动力的膜分离过程，例如当不同温度的水溶液被疏水微孔膜分隔开时，由于膜的疏水性，两侧的水溶液均不能透过膜孔进入另一侧，但由于暖侧水溶液与膜界面的水蒸汽压高于冷侧，水蒸汽就会透过膜孔从暖侧进入冷侧而冷凝，这与常规蒸

膜蒸馏-李伟

膜蒸馏实验 班级：应化产11301 序号：07 姓名：李伟 一 实验目的 ⅰ.认识和理解膜蒸馏的工作原理。 ⅱ.测定直接接触式膜蒸馏（DCMD ，direct contact membrane distillation ）的跨膜通量和膜蒸馏系数，并认识其随温度的变化规律。 ⅲ.测定真空膜蒸馏（VMD ，vacuum membrane distillation ）的跨膜通量和传热系数，并认识其随流量的变化规律。 ⅳ.学会物性数据的查阅、计算方法，了解制冷系统工作原理。 二 实验原理 本装置采用疏水膜，在平面膜组件中进行DCMD 和VMD 实验。在DCMD 实验中，于不同温度下测定跨膜通量，并根据测量结果计算膜蒸馏系数；在VMD 实验中，于不同流量下测定跨膜通量，并根据测量结果计算膜组件的传热系数。本实验引入了计算机在线采集技术和数据处理技术，加快了数据记录与处理速度。 （1）直接接触式膜蒸馏的实验原理 膜蒸馏技术是膜技术与常规蒸馏技术结合的产物，它是利用挥发性组分在膜两侧的蒸差实现该组分的跨膜传质。 直接接触式膜蒸馏原理如图6-1所示。温度不同的两股水流分别与膜两侧直接接触，形成膜表面的热侧与冷侧。热侧表面的水蒸气分压高于其在冷侧表面之值，在此压差的作用下，水蒸气分子发生跨膜传质现象，到达冷侧表面，并在此冷凝。这样，可通过测定一定时间热侧料液质量的变化量得到DCMD 的跨膜传质速率N （跨膜通量）。 膜通量是指膜蒸馏过程中单位时间内通过单位膜面积蒸发掉的水的质量。膜蒸馏实验过程中，由于水透过膜的蒸发作用，热水槽中的贮水量随时间减少（实验装置中是将热水槽位于电子天平上的），即电子天平的示数减少。实验中，当 料液（热流体） 渗透液（冷流体）

中药提取液膜过滤浓缩设备

在植物（中草药）提取过程中，大多采用水提醇沉、醇提水沉工艺，结合单效、多效浓缩、减压真空浓缩等方式以获得有效成分和产品，但传统工艺有较明显的缺陷： （1）提取液体积量较大，进行热浓缩工艺过程的时间较长，对热敏性有效成分破坏严重，收率低； （2）热浓缩体积较大，蒸汽能耗高,消耗大，生产成本高； （3）醇提液热浓缩过程中的乙醇损失较大，增加了生产成本； （4）热浓缩过程没有除杂、提高产品纯度的优势； （5）人工劳动强大，增加了大量的人工成本； 中药提取膜分离浓缩工艺： 中药提取液→离心/板框→超滤系统→纳滤/反渗透浓缩系统→单效/多效→后续工艺。 中药提取膜分离浓缩工艺优势： （1）中药提取液经过大分子超滤去除溶液中的大分子蛋白、鞣质、淀粉、

植物纤维、多糖等，提高产品的纯度，同时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小分子物质、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）膜浓缩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方式，能降低有效成分因高温发生分解而带来的损失，保证产品收率； （5）膜浓缩的浓缩成本仅仅为蒸汽热浓缩成本的五分之一左右，大大减轻了企业的浓缩成本。 （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，节能高效。 中药提取膜分离浓缩应用案例： 甜叶菊浓缩、茶叶提取液、山楂白术浓缩、五倍子、木糖浓缩、木糖醇、金银花、黄芪、三七浓缩、大蒜、虎杖提取液浓缩等。 介绍了关于中药提取膜分离浓缩工艺的相关信息，下面我们就一起来了解一家成都专业从事于膜分离技术及膜过滤技术的研发与应用的高科技工程公司，成都和诚过滤技术有限公司。该公司是一家专业从事于膜分离技术及膜过滤技术的研发与应用的高科技工程公司。公司大力引进世界先进的过滤技术及膜分离技术，专业解决物料分离工程中的过滤难题、澄清难题、纯化难题、浓缩难题等关键技术难题。和诚公司为客户如何提高产品质量、提高生产效率、降低生产成本、实现节能减排、清洁生产而坚持不断地创新和努力。

膜蒸馏过程中的膜污染研究

文章编号：!""#$%&’(（’""!）")$""’!$") 膜蒸馏过程中的膜污染研究 阎建民! 延滨’马润宇’! （!*中科院化学研究所，北京!"""%"；’*北京化工大学化工学院，北京!"""’&）摘 要：考察了膜蒸馏用于脱盐时膜的污染情况，分析了不同无机盐对疏水膜的具体影响+未 处理的苦咸水含有难溶无机盐，膜蒸馏过程中膜表面会出现沉积物+沉积物会破坏膜的疏水性影响渗透液的质量，同时影响膜蒸馏传递过程，降低渗透通量+在无机盐浓度较低时，通过料液预处理剔除不溶物可以有效防止沉积物的出现+关键词：膜蒸馏；膜污染；脱盐中图分类号：,-"’%*% 文献标识码：. 膜的污染问题普遍存在于各类膜过程，是制约 膜技术工业应用的主要原因之一［!］+ 对于不同的膜过程，膜污染的表现和影响程度不尽相同+ 膜蒸馏实际运行中，膜的性能会随时间发生变化，一种典型的行为就是渗透通量随时间的变 化［’］+ 造成通量衰减的原因有很多，如浓差极化、吸附、膜表面凝胶层的形成等，所有这些原因对料液侧的传递过程形成新的阻力+同时膜蒸馏只能在膜孔道不被润湿的情况下才能进行，可以说，膜孔润湿（/0123$4566786 ）是膜蒸馏过程中最严重的膜污染+材料疏水性取决于膜表面单位面积的自由能+但平均的表面能并不能满意地描述一个真实的表面，若在分子尺度上一部分一部分地检验固体的表 面，局部的表面能可以变化很大［)］+ 即不能排除疏水膜的表面有疏水性差，甚至亲水的局部点，这些点有可能成为膜疏水性遭到破坏的内因+料液组份的沉积会降低膜的疏水性，并逐渐使料液充入膜孔+ 有表面活性的有机物会影响膜的疏水性能，这 已是不争的事实+9308:28［(］对有关情况做了深入的研究，;<3178［=］提出了料液预处理工艺，以剔除表面活性物质+而盐类沉积物对膜疏水性的影响不明显，不易造成膜的润湿，因此膜蒸馏常用于脱盐［>］及制备热敏性晶体产品［#］+ 但由于浓差极化及料液的加热，膜表面的盐浓度会长时间处于过饱和状态，考察 无机类污染物对膜性能的影响是很有必要的+ 苦咸水含有难溶无机盐，膜蒸馏过程中膜表面会出现沉积物+沉积物会破坏膜的疏水性，基于以上考虑，本文考察了膜蒸馏用于脱盐时膜的污染情况，分析了不同无机盐对疏水膜的具体影响+ !实验部分 通过实验研究了不（微）溶无机物对疏水膜的影响+需考察的操作参数有无机物类型、饱和度、有无固体悬浮物+通过测试渗透液的电导率确定膜疏水性被破坏的情况+由于不溶物容易堵塞中空纤维膜的管内流道，实验采用了平面膜组件+为便于监测渗透液质量，采用气隙式膜组件+ 膜蒸馏实验流程如图!所示+ 图!膜蒸馏实验装置流程图 !*制冷机；’*冷却液储槽；)*流量计；(*压力表； =*温度计；>*泵；#*调节阀；%*恒温加热水浴；&*放空阀 收稿日期：’"""$"%$!(；修改稿收到日期：’"""$!"$’" 基金项目：中澳机构合作项目（.>!） ，男，博士+!通讯联系人+第’!卷第)期膜科学与技术 E 5!+’! F 5+) ’""!年>月 """""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""G H G I J .F HK ;A H F ;H.F L,H ;M F N B N O P Q <8+’""! 　万方数据

膜蒸馏技术介绍

膜蒸馏技术介绍 膜蒸馏是近十年得到迅速发展的一种新型高效的膜分离技术，是以疏水性微孔膜两侧蒸汽压差为传质推动力的膜分离过程。膜蒸馏过程区别于其他膜过程的特征是：膜是微孔膜；膜不能被所处理的液体浸润；膜孔内无毛细管冷凝现象发生；只有蒸汽能通过膜孔传质。膜不能改变操作液体中各组分的汽液平衡；膜至少有一侧要与操作液体直接接触；对每一组分而言，膜操作的推动力是该组分的气相分压梯度。同其他的分离过程相比，膜蒸馏具有以下优点：①截留率高（若膜不被润湿，可达100％）；②操作温度比传统的蒸馏操作低得多，可有效利用地热、工业废水余热等廉价能源，降低能耗；③操作压力较其他膜分离低；④能够处理反渗透等不能处理的高浓度废水。 膜蒸馏技术的分类 根据在膜冷侧收集水蒸气的方式不同，膜蒸馏的类型可分为： (1)直接接触式膜蒸馏（水吸式或外冷式(DCMD ) (见图2) 该组件内，膜两侧的液体直接与膜面接触。其一面是经过加热的原溶液为热侧，另一面是冷却水为冷侧，膜孔内为汽相（蒸气和空气），在热侧膜面上生成的水蒸气透过膜至冷侧凝结成水，并和冷却水合而为一。 (2)气隙式膜蒸馏（内冷式）(AGMD) (见图1) 该组件内，膜的冷侧装有冷却板，在其间就是气隙室。当热侧水蒸气透过膜在气隙室扩散遇冷壁凝结成液态导出，而冷却水在组件内部降温。凝结水和冷却水各有通道，互不混合。和直接接触膜蒸馏组件相反，蒸发面和冷却面之间有一定距离（气隙室宽度），这样通量和热传导均受到了阻力。其优点是热量损失小，热效率高；不需另加热能回收装置。缺点是组件结构较直接法复杂；其膜通量比直接法小。 (3)扫气式膜蒸馏(见图3) 该组件内，膜的冷侧通常以隋性气体（如氮气等）作载体，将透过膜的水蒸气带至组件外冷凝。 (4)减压膜蒸馏 与气隙式膜蒸馏相类似，只是将冷侧施以低压处理。

中药提取工艺

中药提取工艺 将用于提取的药材先处理成约0.5～1.0厘米大小，将其放入预热水中浸润30分钟，随后在95℃～98℃下搅拌提取1小时，再进行离心过滤、压榨、合并滤液、浓缩。中药动态提取技术可使提取质量明显提高。如在动态提取中，由于预处理后的药材规格较小，可使提取充分、提取时间缩短(仅为传统提取工艺的44％)，从而使生产效率大大提高。由于整个提取过程保持恒定温度，使物料受热均匀，药液质量得到提高。并且在动态提取中，药液经过多级分离，从而可获得高品质的提取液，为后续浓缩、醇沉、干燥奠定了良好的基础；药渣经过离心机压榨，药渣内含水量小于15％，从而可比多功能提取罐多得药液15％～20％(多功能罐内药渣含水量约30％～35％)，因此能提高收膏率。 中药成分提取概述 （一）溶剂提取法： 1．溶剂提取法的原理：溶剂提取法是根据中草药中各种成分在溶剂中的溶解性质，选用对活性成分溶解度大，对不需要溶出成分溶解度小的溶剂，而将有效成分从药材组织内溶解出来的方法。当溶剂加到中草药原料（需适当粉碎）中时，溶剂由于扩散、渗透作用逐渐通过细胞壁透入到细胞内，溶解了可溶性物质，而造成细胞内外的浓度差，于是细胞内的浓溶液不断向外扩散，溶剂又不断进入药材组织细胞中，如此多次往返，直至细胞内外溶液浓度达到动态平衡时，将此饱和溶液滤出，继续多次加入新溶剂，就可以把所需要的成分近于完全溶出或大部溶出。 中草药成分在溶剂中的溶解度直接与溶剂性质有关。溶剂可分为水、亲本性有机溶剂及亲脂性有机溶剂，被溶解物质也有亲水性及亲脂性的不同。 有机化合物分子结构中亲水性基团多，其极性大而疏于油；有的亲水性基团少，其。 极性小而疏于水。这种亲水性、亲脂性及其程度的大小，是和化合物的分子结构直接相关。一般来说，两种基本母核相同的成分，其分子中功能基的极性越大，或极性功能基数量越多，则整个分子的极性大，亲水性强，而亲脂性就越弱，其分子非极性部分越大，或碳键越长，则极性小，亲脂性强，而亲水性就越弱。 各类溶剂的性质，同样也与其分子结构有关。例如甲醇、乙醇是亲水性比较强的溶剂，它们的分子比较小，有羟基存在，与水的结构很近似，所以能够和水任意混合。丁醇和戊醇分子中虽都有羟基，保持和水有相似处，但分子逐渐地加大，与水性质也就逐渐疏远。所以它们能彼此部分互溶，在它们互溶达到饱和状态之后，丁醇或戊醇都能与水分层。氯仿、苯和石油醚是烃类或氯烃衍生物，分子中没有氧，属于亲脂性强的溶剂。 这样，我们就可以通过时中草药成分结构分析，去估计它们的此类性质和选用的溶剂。 例如葡萄糖、蔗糖等分子比较小的多羟基化合物，具有强亲水性，极易溶于水，就是在亲水性比较强的乙醇中也难于溶解。淀粉虽然羟基数目多，但分子大大，所以难溶解于水。蛋白质和氨基酸都是酸碱两性化合物，有一定程度的极性，所以能溶于水，不溶于