膜分離系統(tǒng)的組成包括哪幾部分（膜分離設(shè)備的工作原理）
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添加時間：2022-10-27 瀏覽次數(shù):1895
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膜分離法是利用高分子所具有的選擇性來進(jìn)行物質(zhì)分離的技術(shù)，包括電滲析、反滲透、膜萃取、超過濾等。含Cu2+、Ni2+、Zn2+、Cr2+等金屬離子廢水都適宜用電滲析進(jìn)行處理。
發(fā)展有機(jī)酸產(chǎn)業(yè)是我國輕工行業(yè)一個非常重要的組成部分，它們的相關(guān)產(chǎn)品已經(jīng)廣泛滲透到我們的日常生活中，比如有機(jī)酸發(fā)酵制得的檸檬酸，被廣泛用作酸味劑，應(yīng)用到各種飲料及食品中;作為未來石油基高分子材料替代品之一的聚乳酸，其基本原料L-乳酸也是通過發(fā)酵制備的一種重要的有機(jī)酸。
有機(jī)酸通過發(fā)酵工藝大量生產(chǎn)，這些酸均在水溶液中制得，必須要從過量的試劑(發(fā)酵時的發(fā)酵基、營養(yǎng)素)或者從料液帶入的雜質(zhì)以及副產(chǎn)物中予以分離，采用的分離方法有多種，重結(jié)晶、色譜、吸附、過濾、蒸發(fā)等，分離過后還需要繼續(xù)提純、濃縮、結(jié)晶，整個工藝過程冗長而復(fù)雜，提取費用高達(dá)生產(chǎn)成本的50%。存在不能連續(xù)操作、成本高、需要衍生預(yù)處理、費用昂貴、勞動強(qiáng)度大，不易放大生產(chǎn)等缺陷。因此對于有機(jī)酸的生產(chǎn)要尋求避免現(xiàn)行工藝缺陷的分離技術(shù)。
膜分離技術(shù)作為重要的分離提取技術(shù)，在發(fā)酵行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。品種不同，或發(fā)酵原料、發(fā)酵工藝、運行操作、發(fā)酵菌種等均會隨著技術(shù)的發(fā)展而發(fā)生一些變化。因此，在發(fā)酵液的膜分離過程中，其過濾性質(zhì)也會不斷發(fā)生變化，這就使得膜技術(shù)在應(yīng)用于工程時，需要充分的考慮處理物料的物性和特性。
由于發(fā)酵液性質(zhì)的特殊性以及膜過濾產(chǎn)品沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，這就導(dǎo)致了在發(fā)酵行業(yè)中膜過濾系統(tǒng)設(shè)計的個性化。同樣的發(fā)酵液采用不同的膜過濾產(chǎn)品，或者說同樣的膜過濾產(chǎn)品處理不同的發(fā)酵料液時，其設(shè)計也不是統(tǒng)一規(guī)范的，而是需要根據(jù)物料的性質(zhì)進(jìn)行單獨設(shè)計的。對于膜分離技術(shù)在發(fā)酵有機(jī)酸領(lǐng)域的任何一個項目的設(shè)計，均需要綜合項目過程中復(fù)雜的環(huán)境條件，進(jìn)行綜合分析，力圖得到運行成本、投資成本最優(yōu)化，且兼具安全性與生產(chǎn)靈活性的工藝系統(tǒng)。
膜分離分離系統(tǒng)是針對傳統(tǒng)物料分離濃縮提取工藝繁雜、提取時間長、消耗大量原料、能耗高、產(chǎn)品回收率低等弊端研發(fā)的一套高效分離純化系統(tǒng)。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝大都存在不能連續(xù)操作、成本高、需要衍生預(yù)處理、勞動強(qiáng)度大，不易放大生產(chǎn)等缺陷，膜分離系統(tǒng)可替代傳統(tǒng)的吸附沉淀、溶媒、萃取、離子交換等。
膜分離系統(tǒng)處理工藝為IGC無機(jī)膜系統(tǒng)+um級精過濾系統(tǒng)+兩級ULT過濾系統(tǒng)。
IGC無機(jī)膜澄清系統(tǒng)：對發(fā)酵液進(jìn)行澄清，去除發(fā)酵過程中的發(fā)酵基、營養(yǎng)素、原料液帶入的雜質(zhì)以及副產(chǎn)物。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。
um級精過濾系統(tǒng)：主要截留前級處理系統(tǒng)泄露的和未截留的雜質(zhì)，防止對分離膜元件造成污染。選用的過濾組件具有較小的公稱直徑，能夠去除幾乎所有的微粒、細(xì)菌、大多數(shù)病毒以及膠體;具有更大的過濾面積，出水水質(zhì)更好，運行成本更低。
ULT分離濃縮膜系統(tǒng)：針對有機(jī)酸發(fā)酵中的雜質(zhì)成分，采用切割分子量大的膜片對有機(jī)酸進(jìn)行純化分離;純化分離后的有機(jī)酸有效含量比較低，采用切割分子量小于有機(jī)酸(大概1000左右)對有機(jī)酸進(jìn)行不斷濃縮，得到高倍率濃縮產(chǎn)品。
在有機(jī)酸發(fā)酵工業(yè)中，發(fā)酵液的分離、提取、精制已經(jīng)非常廣泛地利用膜分離技術(shù)來進(jìn)行了，包括L-乳酸、檸檬酸等在內(nèi)的有機(jī)酸，都可以根據(jù)各自的發(fā)酵液特性和分離提取性質(zhì)，選擇適合的膜分離技術(shù)及元件，從而獲得理想的分離提取效果。
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