陶瓷膜行業(yè)過程分離領(lǐng)域市場規(guī)模

陶瓷膜行業(yè)過程分離領(lǐng)域市場規(guī)模陶瓷膜行業(yè)過程分離領(lǐng)域市場規(guī)模過程工業(yè)指通過物質(zhì)的化學(xué)、物理或生物轉(zhuǎn)化進(jìn)行的連續(xù)生產(chǎn)過程，其原料和產(chǎn)品多為均一相（固體、液體或氣體）的物料，而非由零部件組裝成的物品，主要包括化工、石化、冶金、生物與醫(yī)藥、食品飲料、造紙等工業(yè)行業(yè)。過程分離是指過程工業(yè)生產(chǎn)中通常會涉及的物料分離、濃縮、提純、凈化除雜等工藝環(huán)節(jié)。陶瓷膜分離效率與分離精度高、耐高溫、耐有機(jī)溶劑、耐腐蝕等特點，使其能夠在過程分離工藝中得到廣泛應(yīng)用。目前，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)在過程分離領(lǐng)域中較為成熟的應(yīng)用行業(yè)主要包括生物與醫(yī)藥、化工、食品飲料等行業(yè)，其中生物與醫(yī)藥、化工行業(yè)的應(yīng)用規(guī)模相對較大。生物與醫(yī)藥行業(yè)是指通過生物工程或發(fā)酵工程生產(chǎn)、提取藥品、食品或化工產(chǎn)品的一系列行業(yè)，主要包括發(fā)酵工業(yè)、生物制藥、天然產(chǎn)物提取等相關(guān)行業(yè)。因陶瓷膜耐腐蝕、耐高溫、分離精度高等特性，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)已成為生物與醫(yī)藥行業(yè)優(yōu)先選擇的高效分離技術(shù)，可廣泛應(yīng)用于氨基酸（如谷氨酸、賴氨酸等）、抗生素（如青霉素、紅霉素等）、有機(jī)酸（如檸檬酸、乳酸等）等的處理。我國是氨基酸原料的生產(chǎn)大國之一，根據(jù)中科院微生物研究所的統(tǒng)計，2013年，全球氨基酸總產(chǎn)量650萬噸，中國超過400萬噸，占比超過60%。近年來，合成生物學(xué)的快速發(fā)展使微生物發(fā)酵生產(chǎn)天然氨基酸的成本持續(xù)降低，氨基酸產(chǎn)業(yè)取得了巨大發(fā)展，2017年全球氨基酸產(chǎn)量約為850萬噸，預(yù)計到2022年將突破1100萬噸。根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2010-2012年，國內(nèi)氨基酸行業(yè)合計安裝了約2萬平方米的以陶瓷膜為核心的膜分離設(shè)備，行業(yè)普及率超過60%，預(yù)計未來氨基酸行業(yè)由于新增產(chǎn)能和傳統(tǒng)工藝改造形成的對陶瓷膜材料的需求仍然較大。在生物制藥行業(yè)，工信部已將無機(jī)陶瓷組合膜分離技術(shù)作為清潔生產(chǎn)工藝技術(shù)在發(fā)酵類抗生素、維生素制藥行業(yè)進(jìn)行重點推廣，截至2013年底，該工藝技術(shù)目前在國內(nèi)發(fā)酵類制藥行業(yè)的普及率約為20%，普及率的提升仍有較大空間。根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2014年，在生物醫(yī)藥領(lǐng)域新安裝與更換的瓷膜約為2．6萬平方米，約占全年陶瓷膜安裝總量49．1%。此外，功能糖、有機(jī)酸等發(fā)酵產(chǎn)品及中藥等天然產(chǎn)物提取行業(yè)也正在逐步推廣以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)工藝。作為我國醫(yī)藥行業(yè)的重要組成，中藥產(chǎn)業(yè)的發(fā)展歷來受到國家高度重視。根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計，2014年我國中藥產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值突破7，000億元，提前完成十二五規(guī)劃任務(wù)。2015年，我國中藥產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值為7，867億元，十二五期間的年均增長率為19．92%。國家中醫(yī)藥管理局《中醫(yī)藥事業(yè)發(fā)展十三五規(guī)劃》指出，十三五期間我國中藥產(chǎn)業(yè)預(yù)期將保持年均15%以上的增速，到2020年我國中藥工業(yè)總產(chǎn)值目標(biāo)將達(dá)到15，823億元。隨著我國中藥產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展，陶瓷膜材料在中藥產(chǎn)業(yè)的應(yīng)用前景廣闊?；どa(chǎn)過程中存在大量的液體分離工藝，而這些過程中普遍存在料液體系性質(zhì)苛刻、呈強(qiáng)腐蝕性或強(qiáng)酸堿性、需在高溫或高壓下進(jìn)行分離等情況，使得其他過濾分離技術(shù)難以在該領(lǐng)域完全適用。相比而言，陶瓷膜因其化學(xué)穩(wěn)定性好、熱穩(wěn)定性和機(jī)械強(qiáng)度高等特點，在化工生產(chǎn)的苛刻環(huán)境和復(fù)雜條件下的過程分離工藝中體現(xiàn)了極佳的適用性。以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)在化工行業(yè)的鹽化工、石油化工、煤化工、精細(xì)化工、新材料等領(lǐng)域，也已有眾多成功應(yīng)用案例。其中，鹽化工和石油化工對陶瓷膜材料的應(yīng)用已相對較為成熟。隨著相關(guān)化工行業(yè)的技術(shù)升級、節(jié)能環(huán)保要求的提高，陶瓷膜在化工領(lǐng)域的應(yīng)用范圍和應(yīng)用規(guī)模還將有望獲得進(jìn)一步發(fā)展。陶瓷膜材料在化工行業(yè)的典型應(yīng)用工藝包括氯堿化工（屬于鹽化工領(lǐng)域范疇）的鹽水精制工藝等。氯堿化工通過電解飽和鹽水制取氯氣和燒堿，并以此為原料生產(chǎn)一系列化工產(chǎn)品，是重要的國民經(jīng)濟(jì)基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)。2021年，我國燒堿產(chǎn)量達(dá)3891萬噸，同比增長5．2%，保持穩(wěn)定增長。鹽水精制的目的是去除鹽水中所含的鈣、鎂離子、硫酸根離子以及其他雜質(zhì)，生產(chǎn)滿足離子膜電解槽運行要求的精制鹽水。鹽水質(zhì)量不僅影響離子膜的壽命，也是離子膜能否在高電流密度下運行并得到高電流效率的至關(guān)重要的因素。陶瓷膜鹽水精制工藝首先采用化學(xué)反應(yīng)的方式使鈣離子、鎂離子、硫酸根離子及其它重金屬離子形成沉淀物，再通過陶瓷膜過濾將全部沉淀懸浮物去除，獲得合格的一次精制鹽水。應(yīng)用陶瓷膜技術(shù)使一次鹽水精制的工藝流程大幅縮短，無需預(yù)處理器及分步反應(yīng)，也無需加入三氯化鐵、次氯酸鈉、絮凝劑、預(yù)涂纖維素等輔助化學(xué)水處理藥劑，體現(xiàn)出了優(yōu)異的技術(shù)經(jīng)濟(jì)性。隨著氯堿化工行業(yè)產(chǎn)能結(jié)構(gòu)改造與技術(shù)升級，陶瓷膜鹽水精制工藝還有望獲得更大的市場空間，特別是在氯堿上游制鹽行業(yè)，無機(jī)陶瓷膜技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到液體鹽、真空制鹽、食用氯化鉀以及藥用鹽生產(chǎn)領(lǐng)域。根據(jù)國內(nèi)氯堿化工行業(yè)產(chǎn)能，該行業(yè)對陶瓷膜的總需求容量預(yù)計將超過7萬平方米。根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，2014年化工與石化領(lǐng)域安裝陶瓷膜面積與2013年1．14萬平方米基本持平，約占全年陶瓷膜安裝總量的21．5%。未來還有很多基于陶瓷膜技術(shù)的應(yīng)用等待開拓，陶瓷膜在化工與石化領(lǐng)域的發(fā)展空間依然十分廣闊。食品飲料行業(yè)也是陶瓷膜的優(yōu)勢應(yīng)用領(lǐng)域，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)正逐步在食品飲料行業(yè)中的乳制品、果蔬汁飲料、釀酒、調(diào)味料等生產(chǎn)環(huán)節(jié)替代傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)。以生啤酒為例，使用陶瓷膜過濾工藝可有效去除酵母菌、酒花樹脂、丹寧、蛋白質(zhì)等混濁漂浮物以及微生物等影響啤酒品質(zhì)的不良因素，節(jié)省對硅藻土過濾設(shè)備、精濾設(shè)備和巴氏殺菌機(jī)等設(shè)備的投資，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益。雖然目前陶瓷膜過濾工藝在食品飲料領(lǐng)域的應(yīng)用普及率尚較低，未來隨著食品飲料行業(yè)生產(chǎn)工藝技術(shù)的升級改造以及消費者對營養(yǎng)價值等產(chǎn)品品質(zhì)要求的日益提高，以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)在食品飲料行業(yè)還將不斷替代傳統(tǒng)過濾分離加工工藝，得到更廣泛的應(yīng)用。根據(jù)中國膜工業(yè)協(xié)會的統(tǒng)計，陶瓷膜近年來在食品與飲料行業(yè)發(fā)展勢頭良好，2014年安裝陶瓷膜面積約為0．75萬平方米，同比增幅超過15%，約占全年陶瓷膜安裝總量的14．2%。陶瓷膜簡介陶瓷膜（ceramicmembrane）又稱無機(jī)陶瓷膜，是以無機(jī)陶瓷材料經(jīng)特殊工藝制備而形成的非對稱膜。陶瓷膜分為管式陶瓷膜和平板陶瓷膜兩種。請注意，CT膜并非陶瓷膜的別名，該稱謂實為非專業(yè)人士對陶瓷膜英文簡稱的一種錯誤表述。管式陶瓷膜管壁密布微孔，在壓力作用下，原料液在膜管內(nèi)或膜外側(cè)流動，小分子物質(zhì)（或液體）透過膜，大分子物質(zhì)（或固體）被膜截留，從而達(dá)到分離、濃縮、純化和環(huán)保等目的。平板陶瓷膜板面密布微孔，根據(jù)在一定的膜孔徑范圍內(nèi)，滲透的物質(zhì)分子直徑不同則滲透率不同，以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力，膜為過濾介質(zhì)，在一定壓力作用下，當(dāng)料液流過膜表面時，只允許水、無機(jī)鹽、小分子物質(zhì)透過膜，而阻止水中的懸浮物、膠和微生物等大分子物質(zhì)通過。陶瓷膜具有分離效率高、效果穩(wěn)定、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐酸堿、耐有機(jī)溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機(jī)械強(qiáng)度高、再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護(hù)簡便、使用壽命長等眾多優(yōu)勢，已經(jīng)成功應(yīng)用于食品、飲料、植（藥）物深加工、生物醫(yī)藥、發(fā)酵、精細(xì)化工等眾多領(lǐng)域，可用于工藝過程中的分離、澄清、純化、濃縮、除菌、除鹽等。無機(jī)陶瓷膜未來行業(yè)發(fā)展前景無機(jī)陶瓷膜是一種具有特殊選擇性分離功能的無機(jī)高分子材料，是以氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）和氧化鈦（TiO2）等粉體為原材料，采用特殊工藝制備而形成的薄膜材料。無機(jī)陶瓷膜是高性能膜材料的重要組成部分，也是國家重點大力發(fā)展的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)，近年來，隨著國家政策持續(xù)利好，以及相關(guān)技術(shù)不斷突破，我國無機(jī)陶瓷膜市場規(guī)模逐漸擴(kuò)大。無機(jī)陶瓷膜優(yōu)勢突出，具有耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性好、機(jī)械強(qiáng)度高、使用壽命長、抗微生物能力強(qiáng)等特點，在化工、食品、醫(yī)藥、生物制品以及污水處理等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年來，得益于市場需求不斷釋放，全球無機(jī)陶瓷膜市場發(fā)展態(tài)勢較好，2019年，全球無機(jī)陶瓷膜行業(yè)市場規(guī)模接近5．2億美元。與歐美等發(fā)達(dá)國家相比，我國無機(jī)陶瓷膜行業(yè)研究和應(yīng)用起步較晚，受技術(shù)、資金等因素限制，早期我國無機(jī)陶瓷膜企業(yè)的競爭優(yōu)勢不足，國內(nèi)市場由外資企業(yè)占據(jù)主導(dǎo)。后隨著國內(nèi)企業(yè)自主研發(fā)能力提升，以及國家扶持力度加大，我國無機(jī)陶瓷膜行業(yè)取得了一定的成就，本土企業(yè)憑借價格優(yōu)勢、本土優(yōu)勢、渠道優(yōu)勢等搶占國內(nèi)無機(jī)陶瓷膜市場份額，在此背景下，無機(jī)陶瓷膜開始逐步實現(xiàn)。2019年，我國無機(jī)陶瓷膜市場規(guī)模達(dá)到5．8億元，行業(yè)產(chǎn)能接近13．4萬平方米，同比增加12．9%。從產(chǎn)能分布來看，我國無機(jī)陶瓷膜產(chǎn)能主要集中在長三角、珠三角以及環(huán)渤海等地區(qū)，三大地區(qū)合計產(chǎn)能占比達(dá)到62．4%，由此來看，我國無機(jī)陶瓷膜產(chǎn)能較為集中。從細(xì)分市場來看，根據(jù)孔徑不同，無機(jī)陶瓷膜可分為微濾膜、超濾膜和納濾膜三大類，目前微濾膜、超濾膜的生產(chǎn)和應(yīng)用較為成熟，相比之下，納濾膜在無機(jī)陶瓷膜市場的占比較小。納濾膜的分離精度更高，未來隨著相關(guān)技術(shù)不斷突破，以及市場需求升級，納濾膜市場發(fā)展前景較好。無機(jī)陶瓷膜是高性能膜材料的重要組成部分，近年來，隨著國家政策持續(xù)利好，以及相關(guān)技術(shù)不斷突破，我國無機(jī)陶瓷膜行業(yè)發(fā)展態(tài)勢較好。經(jīng)過多年發(fā)展，我國無機(jī)陶瓷膜基本實現(xiàn)了，但與國際先進(jìn)企業(yè)相比，我國無機(jī)陶瓷膜企業(yè)仍存在一定的發(fā)展空間。陶瓷膜分離性能和工程設(shè)計進(jìn)一步創(chuàng)新陶瓷膜在技術(shù)上具有比有機(jī)膜更好的過濾性能及更長的使用壽命，成本是影響其在水處理中大規(guī)模應(yīng)用的重要原因之一。隨著陶瓷膜分離性能和工程設(shè)計上的進(jìn)一步創(chuàng)新，尤其是新的陶瓷膜制備工藝（如相轉(zhuǎn)化法和新的燒結(jié)工藝）的應(yīng)用，價格更低、過濾效率更高、性能更優(yōu)異的陶瓷膜將會出現(xiàn)，進(jìn)而推動陶瓷膜的應(yīng)用發(fā)展。陶瓷膜材料陶瓷膜是以氧化鋁（Al2O3）、氧化鋯（ZrO2）和氧化鈦（TiO2）等粉體原料經(jīng)特殊工藝制備而成的膜。陶瓷膜的PH耐受范圍更廣、耐溫極限更高，化學(xué)兼容性更大，可耐壓3Mpa以上，且克服了有機(jī)膜在耐有機(jī)溶劑、機(jī)械強(qiáng)度等方面的不足，是當(dāng)之無愧的高性能膜材料。作為一種無機(jī)新型高效分離材料，由于制備技術(shù)要求較高，在我國的發(fā)展時間短，技術(shù)成熟度和認(rèn)識程度尚需提升。但由于陶瓷膜能夠更好地適應(yīng)過程工業(yè)及特種水處理等苛刻環(huán)境或復(fù)雜條件下的膜分離應(yīng)用，且考慮到陶瓷膜市場滲透率低，未來該領(lǐng)域仍有較大發(fā)展空間。與傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)相比，陶瓷膜具有以下特點和優(yōu)勢：化學(xué)穩(wěn)定性極佳，能夠耐強(qiáng)酸、耐強(qiáng)堿、耐有機(jī)溶劑、耐氧化；耐高溫、耐菌，抗污染性好；機(jī)械強(qiáng)度高，耐磨性好；孔徑分布窄，分離精度高，可達(dá)到納米級過濾；易清洗，可在線通過藥劑或高溫消毒，可反向沖洗；膜再生性能好，使用壽命長。陶瓷膜行業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域現(xiàn)階段我國對于以陶瓷膜為核心的膜分離技術(shù)主要應(yīng)用在對傳統(tǒng)過濾分離技術(shù)的替代以及對過濾分離相關(guān)生產(chǎn)工藝的升級改造。且該技術(shù)尤其適用