膜分離過(guò)程液膜分離

1、生物工業(yè)下游技術(shù)生物工業(yè)下游技術(shù)第七章、膜分離過(guò)程膜（“死”膜人工合成的無(wú)生命的膜）： 兩相之間的不連續(xù)區(qū)間。是指分隔兩相界面并以特定的形式限制和傳遞各種化學(xué)物質(zhì)。它可以是均相的或非均相的，對(duì)稱型的或非對(duì)稱型的，中性的或荷電性的，固體的或液體的。優(yōu)點(diǎn)：過(guò)程一般較簡(jiǎn)單，費(fèi)用較低，效率較高，往往沒有相變，可在常溫下操作，既節(jié)省能耗又特別適用于熱敏性物質(zhì)的處理在食品加工、醫(yī)藥、生化技術(shù)領(lǐng)域有其獨(dú)特的適用性。 第一節(jié) 膜和膜分離過(guò)程 的分類與特性一、膜的分類(1)對(duì)稱膜：結(jié)構(gòu)與方向無(wú)關(guān)的膜，孔經(jīng)可一致，結(jié)構(gòu)可不規(guī)則；(2)非對(duì)稱膜：分離層很薄，較致密，為活性膜，孔徑的大小和表皮的性質(zhì)決定分離特性，厚度

2、決定傳遞速度，朝向待濃縮液；多孔的支持層只起支撐作用，使膜具有必要的機(jī)械強(qiáng)度。(3)復(fù)合膜：選擇性膜層(活性膜層)沉積于具有微孔的底膜(支撐層)表面上，表層與底層是不同的材料，膜的性能不僅取決于有選擇性的表面薄層而且受微孔支撐層的影響。(4)荷電膜：離交膜，含有高度的溶脹膠載著固定電荷的對(duì)稱膜。(5)液膜：將在有關(guān)章節(jié)中討論。(6)微孔膜：孔徑為00520微米的膜。(7)動(dòng)態(tài)膜：在多孔介質(zhì)(如陶瓷管)上沉積一層顆粒物(如氧化鋯)作為有選擇作用的膜，此沉積層與溶液處于動(dòng)態(tài)平衡。膜分離過(guò)程1滲透和透析：滲透是一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程，在膜的兩旁，滲透壓差的作用下溶劑產(chǎn)生流動(dòng)。 透析是利用膜兩側(cè)的濃度差從溶液中

3、分離出小分子物質(zhì)的過(guò)程。如：醫(yī)療上用于處理腎功能衰竭病人。2反滲透和超濾、微過(guò)濾： 外加壓力差大于滲透壓，就會(huì)發(fā)生溶劑倒流，高濃度溶液進(jìn)一步濃縮，反滲透。使不溶物濃縮過(guò)濾的操作為微過(guò)濾；分離溶液中微粒和大分子的膜分離操作為超濾；從溶液中分離出溶劑的膜分離操作為反滲透。3 電滲析：在電場(chǎng)中交替裝配陰離子和陽(yáng)離子交換膜，使溶液中的離子有選擇地分離或富集。4氣體分離： 利用微孔或無(wú)孔膜進(jìn)行氣體分離。膜的材料可以是高分子聚合物膜，也可以是金屬膜或玻璃膜，主要用于合成氨工業(yè)中氫的回收。二、膜的制造膜應(yīng)具備的條件： 有較大的透過(guò)速度和較高的選擇性。 機(jī)械強(qiáng)度好，耐熱，耐化學(xué)和細(xì)菌侵蝕，耐凈化和殺菌處理，成

4、本低。膜按制造材料可分為： (1)改性天然物： 醋酸纖維素；醋酸纖維素將纖維素 與醋酐、醋酸和硫酸相作用進(jìn)行乙 ?；频?。 (2)合成產(chǎn)物： 聚砜（耐熱、耐酸堿、耐生物腐蝕）； (3)特殊材料：多孔玻璃，氧化石墨。 醋酸纖維素膜的優(yōu)、缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)： 水滲透流率高，裁留率也好，適宜于制備反滲透膜； 原料來(lái)源豐富價(jià)格便宜； 無(wú)毒，制膜工藝簡(jiǎn)單，便于工業(yè)化生產(chǎn)。缺點(diǎn)： 熱穩(wěn)定性差，使用溫度不能過(guò)高，在低溫下容易招 致細(xì) 菌生長(zhǎng)。 抗氧化性能差，造成膜的使用壽命降低。 易水解，易壓密。 水解是酯化的逆反應(yīng)，在堿性镕液中反 應(yīng)是不可逆的。 由于大多數(shù)清洗劑是酸性，造成了清洗困難。 抗微生物侵蝕性能較弱，因

5、而難以貯存。膜的制造方法1相轉(zhuǎn)變法：澆鑄液支持物上捕開蒸發(fā)部分溶劑凝 膠形成熱處理(退火)。2燒結(jié)法： 膜材料粉模具內(nèi)嚴(yán)格控制溫度和壓力 由 軟變?nèi)?形成多孔體 機(jī)械加工。3核徑跡法：厚為5-15m薄膜粒子(如a粒子或中子)照射 化學(xué)鍵斷裂形成徑跡酸堿液腐蝕形成孔道。4拉伸法： 晶態(tài)聚烯烴在低熔融溫度下擠壓成膜 延伸 得到高的熔融應(yīng)力 無(wú)張力條件下退火拉伸。5復(fù)合膜的制備：是相轉(zhuǎn)變膜的繼續(xù)發(fā)展，制造非常薄的特 征分離層。在多孔支撐層上制作聚合物膜。第二節(jié)、膜的基本理論一、膜分離過(guò)程的機(jī)理 1膜分離過(guò)程的基本傳質(zhì)形式 (a)被動(dòng)傳遞：為熱力學(xué)“下坡”過(guò)程，其中膜的作用就像是一物理的平板屏障。所有

6、通過(guò)膜的組分均以化學(xué)勢(shì)梯度為推動(dòng)力，可以是膜兩側(cè)的壓力差、濃度差或電勢(shì)差。 (b)促進(jìn)傳遞：各組分通過(guò)膜的推動(dòng)力仍是膜兩側(cè)的化學(xué)勢(shì)梯度。組分由特定的載體帶人膜中，具有高選擇性的被動(dòng)傳遞。(c)主動(dòng)傳遞：推動(dòng)力是由膜內(nèi)某化學(xué)反應(yīng)提供，主要存在于生命膜。2膜分離過(guò)程的機(jī)理(1)膜過(guò)程中的物質(zhì)傳遞 (用典型的非對(duì)稱膜為例) 主流體系區(qū)間(1)：溶質(zhì)的濃度均勻，垂直于膜表 面的方向無(wú)濃度梯度。 邊界層區(qū)間(1)：有濃度極化現(xiàn)象，是造成膜或膜 體系效率下降的主要因素，是不希望有的現(xiàn)象。 表面區(qū)間(1)：溶質(zhì)擴(kuò)散的同時(shí)有對(duì)流現(xiàn)象；溶質(zhì) 吸附表面而溶入膜中。在膜的致密表層靠近邊界 的溶質(zhì)濃度比在溶液中邊界層

7、的溶質(zhì)濃度低得多。 表皮層區(qū)間：非對(duì)稱膜皮層的特征是對(duì)溶質(zhì)的脫除 性。愈薄愈好，可增加膜的滲透率。镕質(zhì)和滲透 物質(zhì)的傳遞是以分子擴(kuò)散為主。 多孔支撐區(qū)間：主要對(duì)表皮層起支撐作用，而對(duì) 滲透物質(zhì)的流動(dòng)有一定的阻力。 表面區(qū)間()：此區(qū)間相似于中所描述的區(qū)間， 溶質(zhì)在產(chǎn)品邊膜內(nèi)的濃度與離開膜流入低壓邊 流體中的濃度幾乎相等。邊界層區(qū)間()：此區(qū)間與中區(qū)間相似，物質(zhì) 擴(kuò)散方向與膜垂直。但無(wú)濃差極化現(xiàn)象，濃度 隨流動(dòng)方向而降低。主流體區(qū)間()：此區(qū)間相似于 ，溶質(zhì)濃度穩(wěn) 定，垂直于膜表面的方向無(wú)濃度梯度。 (2)孔模型 孔模型用來(lái)描繪微孔過(guò)濾、超濾等過(guò)程所用的高孔率膜。 以壓力為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)，按

8、不同膜孔徑來(lái)選擇分離溶液中的微?；虼蠓肿樱饶た仔〉奈镔|(zhì)和溶劑(水)一起運(yùn)過(guò)膜而較大的物質(zhì)則被截留。 溶劑的滲透流率取決于膜的孔隙率、孔徑、溶液的粘度、溶劑在膜中的擴(kuò)散曲折途徑和膜上、下游壓力差。 通量和壓力成正比，和粘度成反比。溶液通量 d2p 溶液通量：Jm3(m2s)= 32 L 式中： 膜的孔隙率 d 圓柱型孔道的直徑(m) L 膜的有效厚度，為擴(kuò)散曲折率膜厚( m) p膜兩側(cè)壓力差(kPa) 溶液的粘度(Pas)(3)溶解擴(kuò)散模型 在均相的，高選擇性的膜（如反滲透膜）中，溶質(zhì)和溶劑都能溶解于均質(zhì)的非多孔膜表面，然后在化學(xué)勢(shì)推動(dòng)下擴(kuò)散通過(guò)膜，再?gòu)哪は掠谓馕?物質(zhì)的滲透能力，不僅取決于

9、擴(kuò)散系數(shù)，而且還決定于它在膜中的溶解度。溶劑質(zhì)量通量：Jl=Al(p- p滲) Al溶液滲透系數(shù)； p 膜上下游壓力差； p滲滲透壓。溶質(zhì)質(zhì)量通量：J2= -Bc c膜厚乘兩邊濃度差； B含膜厚、分配、擴(kuò)散系數(shù) 當(dāng)壓力升高對(duì)，溶劑質(zhì)量通量線性增加，但溶質(zhì)通常與壓力無(wú)關(guān)，因而透過(guò)液濃度降低。(4)優(yōu)先吸附毛細(xì)管流動(dòng)模型 溶解擴(kuò)散模型適合無(wú)機(jī)鹽的反滲透過(guò)程，但對(duì)有機(jī)物常不能適用。當(dāng)壓力升高對(duì)，某些有機(jī)物透過(guò)液濃度反而升高。 膜的表面如對(duì)料液中某一組分（有機(jī)物）的吸附能力較強(qiáng)，則該組分就在膜面上形成一層吸附層。在壓力下通過(guò)毛細(xì)管。 例如用醋酸纖維膜處理氯酚溶液時(shí)，由于后者的親水性，使透過(guò)液中的濃度反

10、而增大。二、膜的性能、參數(shù)1孔道特征 孔道特征包括孔徑、孔徑分布和孔隙度，是膜的重要性質(zhì)?？讖剑河凶畲罂讖胶推骄讖?，它們都在一定程度上 反映了孔的大小，但各有其局限性?？讖椒植迹褐改ぶ幸欢ù笮〉目椎捏w積占整個(gè)孔體積 的百分?jǐn)?shù)，由此可以判別膜的好壞，即孔徑分 布窄的膜比孔徑分布寬的膜要好。孔隙度：指整個(gè)膜中孔所占的體積百分?jǐn)?shù)。 孔徑的測(cè)定可用壓汞法、泡壓法、電鏡觀測(cè)法等。2水通量水通量：每單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)單位膜面積的水體積流量， 也叫透水率，即水透過(guò)膜的速率。 其大小取決于膜的物理特性(如厚度、化學(xué)成分、孔隙度)和系統(tǒng)的條件(如溫度、膜兩側(cè)的壓力差、接觸膜的溶液的鹽濃度及料液平行通過(guò)膜表面的速度

11、)。 在實(shí)際使用中，水通量將很快降低，通量決定于膜表面狀態(tài)，在使用時(shí)，溶質(zhì)分子會(huì)沉積在膜面上，因此雖然各種膜的水通量有所區(qū)別，而在實(shí)際使用時(shí)，這種區(qū)別會(huì)變得不明顯。3截留率和截?cái)喾肿恿拷亓袈剩菏侵笇?duì)一定相對(duì)分子質(zhì)量的物質(zhì)，膜能截留的程度。 = 1 - Cp / CB Cp透過(guò)液濃度； CB 截留液濃度。 如 1，則Cp 0，表示溶質(zhì)全部被截留； 如 0，則Cp CB，表示溶質(zhì)能自由透過(guò)膜。 截?cái)嗲€：截留率與相對(duì)分子質(zhì)量之間的關(guān)系。 截?cái)喾肿恿?MWCO)：定義為相當(dāng)于一定截留率(通常為90或95)的相對(duì)分子質(zhì)量。 截留率不僅與溶質(zhì)分子的大小有關(guān)，還受到下列因素的影響： (1)分子的形狀 (2

12、)吸附作用 (3)其他高分子溶質(zhì)的影響 (4)其他因素三、膜的使用壽命1膜的壓密作用：控制操作壓力和溫度，改進(jìn)膜結(jié)構(gòu)。2膜的水解作用：控制進(jìn)料PH和溫度。3濃差極化：造成截留率、水通量降低，結(jié)垢阻塞。4膜污染：產(chǎn)生附著層和堵塞。 (1)減輕膜污染的方法 料液的有效處理 改善膜的性質(zhì) 改變操作條件(2)膜污染的處理 物理清洗方法， 化學(xué)清洗方法。第三節(jié)、膜的應(yīng)用一、膜組件的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)膜組件：膜的規(guī)則排列，是膜分離裝置的核心部分。 良好的膜組件應(yīng)具備下列條件：(1)沿膜面的流動(dòng)情況好，以利于減少濃差極化，例如 沿膜 面切線方向的流速相當(dāng)快，或有較高的剪切率。(2)較大的膜面積與壓力容器體積比，即單

13、位體積中所含的膜 面積較大。(3)組件的價(jià)格低。(4)清洗和膜的更新方便。(5)保留體積小，且無(wú)死角。 根據(jù)膜的形式或排列方式，可以把膜區(qū)分為管式、中空 纖維式、平板式和螺旋卷繞式四種。二、反滲透（RO或HF） 反滲透法比其他的分離方法(如蒸發(fā)、冷凍等方法)有顯著的優(yōu)點(diǎn)： 相態(tài)不變，無(wú)需加熱，設(shè)備簡(jiǎn)單，效率高，占地小，操作方便，能量消耗少等。應(yīng)用：如海水的脫鹽，食品醫(yī)藥的濃縮，超純水的制造， 以及對(duì)微生物的分離控制等許多方面。基本性能：一般包括透水率、透鹽率和抗壓密性等。常見的四種基本流程形式： (1)一級(jí)流程 (2)一級(jí)多段流程 (3)二級(jí)流程 (4)多級(jí)流程三、超濾超濾：能截留相對(duì)分子質(zhì)量

14、在500以上的高分子的膜分離過(guò)程。優(yōu)點(diǎn)：相態(tài)不變無(wú)需加熱，所用設(shè)備簡(jiǎn)單，占地面積小，能量消耗低。操作壓力低，泵與管對(duì)材料要求不高等。 反滲透法必須施加較高的壓力，而超濾的操作壓力較小?；拘阅埽核浚╟m3cm2h);截留率(),合適的孔徑尺寸,孔徑的均一性,孔隙率,及物理化學(xué)穩(wěn)定性。材料：主要有醋酸纖維、聚礬、芳香聚酰胺、聚丙烯、聚乙烯。 高分子物質(zhì)極易粘附和沉積，造成嚴(yán)重的濃差極化和堵塞。 原液最好進(jìn)行前處理，提高原液的流量，采用湍流促進(jìn)器。過(guò)濾方式：間歇和連續(xù)操作。間歇操作分濃縮模式和透析過(guò)濾。問(wèn)題：與反滲透法相比，水通量大得多，其動(dòng)力費(fèi)用較大。和 其他濃縮方法相比，通常只能濃縮到一定

15、程度。四、微孔過(guò)濾(MF) 微孔過(guò)濾主要分離流體中尺寸為0.110um的微 生物和微粒子。優(yōu)點(diǎn)：膜厚度薄，孔徑均一，空隙率高，濾速快，吸 附少和無(wú)介質(zhì)脫落。膜材料：纖維素酯類，再生纖維素，聚氯乙烯，聚四 氟乙烯，聚丙烯，聚碳酸酯等。問(wèn)題： 膜性脆易碎，機(jī)械強(qiáng)度差，須把它襯貼在平滑 的多孔支 撐體上。應(yīng)用： 實(shí)驗(yàn)室中，主要用于微生物檢測(cè)、微粒子檢測(cè)。 工業(yè)上，主要用于滅菌液體的生產(chǎn)；反滲透及超 濾的前處理；電子工業(yè)中超純水制造和空氣過(guò)濾。五、納米過(guò)濾（NF）納米過(guò)濾：是介于超濾和反滲透之間，以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出300-1000相對(duì)分子質(zhì)量物質(zhì)的膜分離過(guò)程。特點(diǎn)： (1) 能截留小分子

16、的有機(jī)物，并可同時(shí)透析出鹽，即集 濃縮與透析為一體。(2)操作壓力比反滲透低，因無(wú)機(jī)鹽能通過(guò)。節(jié)約動(dòng)力。 膜材料：具有良好的熱穩(wěn)定性、pH穩(wěn)定性和對(duì)有機(jī)溶 劑的穩(wěn)定性。 納米過(guò)濾具有很好的工業(yè)應(yīng)用前景，目前已在許多工業(yè)中得到有效的應(yīng)用，見表93。第八章、液膜分離第一節(jié) 概 論 液體膜(簡(jiǎn)稱液膜)：是從生物膜奇妙的選擇性輸送功 能上得到啟發(fā)而模仿的一種人工膜。 首先在金屬離子的分離、濃縮等方面活躍起來(lái)，而后在冶金、醫(yī)藥、環(huán)保、原子能、石油化工、生物技術(shù)領(lǐng)域也蓬勃開展起來(lái)，如在生物醫(yī)學(xué)的應(yīng)用上，防止用藥過(guò)度和藥物的釋出。在生物分離技術(shù)上，如氨基酸、有機(jī)酸、抗生素、脂肪酸、酶等蛋白質(zhì)、生物活性物質(zhì)等

17、分離方面的研究都很活躍。一、液膜的分類(1)整體液膜：主要用于載體的開發(fā)和基礎(chǔ)性研 究上， 如分離機(jī)制、傳遞速度和載體選擇性等。(2)支持液膜：進(jìn)行工業(yè)性應(yīng)用研究的主要是乳化液膜， 其次是支持液膜。(3 )乳化液膜：膜相通常由烷烴類物質(zhì)組成，所以有 時(shí)也稱為油相，在油相中還需添加一些 表面活性劑以增加膜的穩(wěn)定性。 乳化液膜系統(tǒng)由三相組成，即膜相、外相和內(nèi)相。最常見的外相是水溶液。水性的外相中含有乳化小油珠，小油珠中又含有更小的具有特定性質(zhì)的微水滴，稱為內(nèi)水相。 二、液膜的膜相組成 膜相是一層很薄的液體，這層液體既可以是水溶液也可以是有機(jī)溶液。它能把兩個(gè)互溶但組成不同的溶液隔開，并通過(guò)這層液膜實(shí)

18、現(xiàn)物質(zhì)選擇性分離。 通常被隔開的兩個(gè)溶液是水溶液(內(nèi)、外水相)，膜相則是與內(nèi)外水相都不互溶的油性物質(zhì)。膜相組成：1膜溶劑2表面活性劑3流動(dòng)載體4膜增強(qiáng)劑 般而言，膜相中表面活性劑占1一5，流動(dòng)載體（萃取劑）占15，9左右是膜溶劑。1膜溶劑 使用較多的膜溶劑是高分子烷烴、異烷烴類物質(zhì)的基體物質(zhì)。較理想的股溶劑通常有以下幾個(gè)特點(diǎn)：(1)能保持操作過(guò)程中的穩(wěn)定性。有一定的粘度于內(nèi)外水相。 (2)有良好的溶解性。優(yōu)先溶解欲提取的物質(zhì)，而對(duì)雜質(zhì)的溶 解越少越好，同時(shí)對(duì)膜相中的其他組分也有較好的互溶性。(3)膜溶劑與水應(yīng)有一定密度差。利于膜相與料液的分離。 2表面活性劑 它是液膜技術(shù)中穩(wěn)定油水分界面的最重

19、要的組分，對(duì)液膜的穩(wěn)定性、滲透速度、分離效率和膜相與內(nèi)水相分離后的循環(huán)有直接關(guān)系，表面活性劑的選擇是個(gè)重要問(wèn)題。3流動(dòng)載體 它能對(duì)欲提取的物質(zhì)進(jìn)行選擇性遷移，因此對(duì)選擇性和膜的通量起決定性作用。事實(shí)上它常常是某種萃取劑。4膜增強(qiáng)劑 起增加膜的穩(wěn)定性作用。分離操作時(shí)要求膜不過(guò)早破裂；而在破乳工序中液膜層又容易破碎，以利于膜相與內(nèi)水相的分離。三、與生物膜的相似性 液膜與生物膜在結(jié)構(gòu)上有許多相似之處。 含有表面活性劑的膜溶劑相當(dāng)于生物膜的類脂體； 而液膜中的流動(dòng)載體即相當(dāng)于生物膜中的蛋白質(zhì)載體。第二節(jié) 乳化液膜的制備與分離機(jī)制一、乳化液膜的制備 在一強(qiáng)烈的剪切率下，緩慢添加水相(內(nèi)水相)于一含有表面

20、活性劑的油相中，形成動(dòng)力學(xué)上穩(wěn)定的油包水(wo)乳化液，再通過(guò)一溫和攪拌將油包水乳化液分散于一連續(xù)水相(外水相)中，膜相充當(dāng)了兩水相的隔離層，因而內(nèi)相不含有外相水溶液。二、乳化液膜的分離機(jī)制1 無(wú)載體擴(kuò)散遷移 (1)單純擴(kuò)散遷移： 屬于這種分離機(jī)制的液膜中不含流動(dòng)載體，內(nèi)、外水相中也無(wú)與待分離物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的試劑。依靠待分離組分在膜中的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)的差異，導(dǎo)致透過(guò)膜的速度不同而實(shí)現(xiàn)的一種液膜分離過(guò)程。 (2)內(nèi)相化學(xué)反應(yīng)促進(jìn)遷移：采用在溶質(zhì)的接受相(如內(nèi)相)添加與溶質(zhì)能發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的試劑，通過(guò)化學(xué)反應(yīng)來(lái)促使溶質(zhì)高效快速遷移來(lái)實(shí)現(xiàn)高效分離。2載體促進(jìn)傳遞機(jī)制 在膜相中加入一種可自由流動(dòng)被稱

21、為“載體的化合物，它能選擇性地與外相中的待分離物質(zhì)結(jié)合后透過(guò)膜相并將它送人內(nèi)水相。 如：C+（親油性物質(zhì)，載體）可結(jié)合外水相中苯丙氨酸負(fù)離子成為電中性，而運(yùn)載到內(nèi)水相。內(nèi)水相中的Cl-換入外水相。載體促進(jìn)傳遞有三種不同的表現(xiàn)形式：(1)載體促進(jìn)擴(kuò)散傳遞：(2)載體促進(jìn)并流傳遞：(3)載體促進(jìn)逆流傳遞：第三節(jié) 載 體 載體在載體促進(jìn)傳遞機(jī)制中占有重要地位。 載體分子中通常含有較長(zhǎng)的親油性烷烴鏈，因而具有一定的表面活性。 載體可根據(jù)其螯合性能分為兩大類，即螯合物載體和非螯合物載體。 1螯合物類 (1)羥基肟(臥)：(2)8羥基喹啉：(3)磺胺喹啉：(4)-二酮：2非螯合物類(1) 酸性磷酸酯：(2

22、)酸性磷酸酯： (3)三級(jí)胺：(4)四級(jí)銨鹽：第四節(jié) 乳化液膜分離技術(shù)的 工藝流程及其應(yīng)用一、一般工藝流程1工藝流程及膜相實(shí)例乳化液膜的優(yōu)點(diǎn)： (1)具有選擇性； (2)較高的濃縮能力； (3)連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的可能性； (4)前處理方便或無(wú)需前處理； (5)經(jīng)濟(jì)性好。操作原理：如圖。 工藝流程一般由三部分組成。乳化液制備；分離濃縮；解乳化。膜相成分的要求（工業(yè)規(guī)模應(yīng)用）(1) w/O乳化小球在一定的攪拌強(qiáng)度下保持穩(wěn)定。(2)在解乳化工程中破乳容易，內(nèi)相容易和膜相分開。(3)有一定的抑制外相的水滲入內(nèi)相的作用。(4)化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，價(jià)廉且易獲得。2解乳化(破乳)工程 破乳方法通常有：(1)高速離心法；(

23、2)加熱法；(3)相轉(zhuǎn)移法；(4)電破乳法。二、乳化液膜技術(shù)的應(yīng)用1、回收抽絲工段排放廢水中的鋅；2、用TOA(三辛胺)作為載體，分離檸檬酸；3、酶的固定化液膜技術(shù)； 結(jié)合反膠團(tuán)的乳化液膜技術(shù)萃取分離蛋白質(zhì);4、在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用： 液膜人工肺； 掖膜人工肝； 液膜人工腎； 液膜解毒及緩釋藥物 液膜技術(shù)不僅在幫助排除體內(nèi)有毒物質(zhì)中有用，反之也能給體內(nèi)添加某些有益物質(zhì)。液膜牙藥膏是一例。易被胃酸作用失效但又必須到腸道中才起功效的微生物制劑和某些功能性活性因子能否采用液膜技術(shù)也是個(gè)值得探討的課題。第五節(jié) 液膜過(guò)程不利因素一、膜破裂原因： 攪拌產(chǎn)生的剪切力，過(guò)大的內(nèi)相尺度，粗劣的膜相組成。有害影響： 1

24、、內(nèi)相包含的內(nèi)容物釋放進(jìn)入外相。把已分離進(jìn)入內(nèi)相的溶 質(zhì)又送回了外相，從而降低了分離的效率。 2、內(nèi)相中所含試劑隨著膜的破裂進(jìn)入外相，可能改變外相的 條件，嚴(yán)重時(shí)使得進(jìn)一步分離不能送行。 3、破裂也可能造成外相的污染，如人工肺的血液的處理。預(yù)防措施： 可通過(guò)改變膜配方來(lái)增加膜的粘度，增加表面活性劑濃度 或改變類型，改變?nèi)榛啾鹊葋?lái)避免。二、膜膨脹 1、表而活性劑水(合)化機(jī)理： 2外相水溶液的反膠團(tuán)傳遞機(jī)理： 在水活度較高的外相一側(cè)形成反膠團(tuán)，而在水活度較低的內(nèi)相一側(cè)反膠團(tuán)被脫水。不同于水合表面活性劑的是反膠團(tuán)除能傳遞水外，同時(shí)也能傳遞少許待分離物質(zhì)。三、選擇性載體的開發(fā)1、應(yīng)用于化學(xué)分析、濕

25、法冶金或核燃料的再生 而開發(fā)的選擇性載體。2、適宜于工業(yè)生物技術(shù)產(chǎn)物分離的高度專一性 的裁體。 還需要進(jìn)行系統(tǒng)性的研究開發(fā)。 液膜技術(shù)在廢水處理、濕法冶金和醫(yī)療等領(lǐng)域中已展示其誘人的應(yīng)用前景。 第一節(jié) 膜和膜分離過(guò)程 的分類與特性一、膜的分類(1)對(duì)稱膜：結(jié)構(gòu)與方向無(wú)關(guān)的膜，孔經(jīng)可一致，結(jié)構(gòu)可不規(guī)則；(2)非對(duì)稱膜：分離層很薄，較致密，為活性膜，孔徑的大小和表皮的性質(zhì)決定分離特性，厚度決定傳遞速度，朝向待濃縮液；多孔的支持層只起支撐作用，使膜具有必要的機(jī)械強(qiáng)度。(3)復(fù)合膜：選擇性膜層(活性膜層)沉積于具有微孔的底膜(支撐層)表面上，表層與底層是不同的材料，膜的性能不僅取決于有選擇性的表面薄層而且受微孔支撐層的影響。(4)荷電膜：離交膜，含有高度的溶脹膠載著固定電荷的對(duì)稱膜。(5)液膜：將在有關(guān)章節(jié)中討論。(6)微孔膜：孔徑為00520微米的膜。(7)動(dòng)態(tài)膜：在多孔介質(zhì)(如陶瓷管)上沉積一層顆粒物(如氧化鋯)作為有選擇作用的膜，此沉積層與溶液處于動(dòng)態(tài)平衡。膜分離過(guò)程1滲透和透析：滲透是一個(gè)擴(kuò)散過(guò)程，在膜的兩旁，滲透壓差的作用下溶劑產(chǎn)生流動(dòng)。 透析是利用膜兩側(cè)的濃度差從溶液中分離出小分子物質(zhì)的過(guò)程。如：醫(yī)療上用于處理腎功能衰竭病人。2反滲透和超濾、微過(guò)濾： 外加