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膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机或高分子多孔材料，它能把流体分隔成不相通的两个部分，使其中的一种或几种物质能透过，而将其它物质分离出来。膜分离技术以其高效、节能、环保和分子级过滤等特性，已广泛地应用于医药、水处理、化工、电子、食品加工等领域，成为本世纪分离科学中最重要技术之一，被公认为21世纪最重大产业技术之一的膜技术，是一种新兴的绿色工业科技。
膜技术的发展始于本世纪四十年代，1973年石油危机以后，世界各国（美国、日本、丹麦、德国）加快了膜技术应用的步伐，七十年代末膜分离技术开始逐渐进入工业领域。首先是在化工领域应用成功，后来逐渐渗透到食品工业、环境工程、生物化工、高温气体除尘、电子行业气体净化等领域。由于膜技术的优异性能和材料科学的发展，膜技术的应用领域日益扩大，将对传统的化学工业、石油工业、生物化工、食品工业等领域引起变革性的变化，因此世界各国都对无机膜的研究及应用技术开发予以很大的重视。进入九十年代以来，发达国家在上述领域已经得到普及的应用。
我国膜技术的研究始于八十年代初，通过国家自然科学基金以及各部委的支持，已经能在实验室规模制备出微滤膜、超滤膜和反渗透膜，以及无机陶瓷膜也正在开发中。进入九十年代，国家科委对膜的工业化技术组织了科技攻关，推进了各种膜应用的工业化进程，并取得了卓有的成效，尤其是进入二十一世纪，膜成套设备及工艺在生物制药、食品饮料、化
工环保等行业领域中也迅速得到普及和推广。

超滤和超滤膜：
超滤是一种膜分离技术，其元件为多孔性不对称超滤膜，用于溶液中物质大分子级别的分离，以使有物质得到分级、浓缩和纯化。
超滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程；使用压力通常为0.1～0.5MPa，筛分孔径从1nm～0.1m,截留分子量范围从500100万左右。
其与所有常规过滤及微孔过滤（均为静态过滤）的差别：一是筛分孔径小，几乎能截留溶液中所有的细菌、热源、病毒及胶体微粒、蛋白质、大分子有机物。二是能否有效分离除决定于膜孔径及溶质粒子的大小，形状及刚柔性外，还与溶液的化学性质（PH值、电性）、成份（有否其它粒子存在）以及膜致密层表面的结构、电性及化学性质（疏水性、亲水性等）有关。三是整个过程在动态下进行，无滤饼形成，溶剂仅获得部分的分离，进入超滤组件的原液，在膜两侧压差的推动下，部分透过膜成为超滤液，其余则成为浓缩液不断流出（见图一），使膜表面不能透过物质仅为有限的积聚（见图二），过滤速率在稳定状态下可达到一平衡值而不致连续衰减，整个过程可长期持续进行。
超滤膜从某种角度讲是表面有较大的平均孔径的反渗透膜，但其对大分子溶质的分离主要依赖于膜的有孔性，即膜对大分子溶质的吸附、排斥、阻塞及筛分效应，分离的物理因素要比物化因素更为重要，而与膜两侧溶液的渗透压差无关，故使用压力大大低于反渗透，相应的单位面积、单位压差通量则大大高于反渗透膜：对于反渗透，膜两侧压差愈大，脱盐率愈高，而超滤却相反，一般压差越大，对大分子溶质的截留率越低，一般而言，超滤不能分离小分子物质和有机离子。

超滤与其它分离过程相比，有如下优点：
1、过程在常温低压下进行，能耗低，不需加热，也无热效应及相态变化，不需加入任何其它物质即可达到分离、浓缩、纯化及分级等目的。故特别适用于：
⑴热敏性物质的分离浓缩。
⑵需保持原产品气味、味道、形态、颜色和营养物质物化性质的食品及生化制品的分离浓缩。
⑶极稀溶质的浓缩回收。
⑷恒体积恒浓度下的脱盐纯化。
⑸应用方位广泛，通用性强。

2、超滤装置结构简单、占地面积小、所需附属设备少、安装方便、费用低、易插入已有生产工艺系统、扩大容量和增加组件容易，且不必担心由此带来技术上的困难。

3、超滤装置操作简单，启动时间短，易维护修理，容易自动控制。
对于超滤膜的评价，除要求有优异的物化性能（耐热、耐酸碱、耐有机溶剂，机械强度高，抗压密性能好等）外，膜表面微孔均匀性和孔隙率及宏观缺陷（膜厚薄均匀性，中空纤维的圆度，针孔等）多少是判别其性能优劣的主要标志。
微孔大小愈均匀，孔隙率愈高，缺陷（特别是针孔）愈少，则膜性能愈优良。具体测定指标为截留分子量范围，截留率及超滤速率（一般指纯水通量）。
目前，工业上已使用各种不同材料制成多种形式、不同孔径范围的超滤膜，以满足分离的各种不同要求。

中空纤维超滤膜工艺设备:
中空纤维膜是超滤膜的最主要形式之一，呈毛细血管状，经喷丝板纺制而成。其内表面或外表面为致密层，或称活性层，内不为多孔只层体。致密层上密布微孔，溶液就是以其组分能否通过这些微孔来达到分离的目的。不同原料，配比及生产工艺控制可得到不同孔径的致密层和内部结构。根据致密层位置不同，中空纤维超滤膜可分为内压模，外压模及内、外压膜三种，原液在中空纤维内孔或外侧加压流动，超滤液则从另一侧流出。
用中空纤维膜组成的超滤组件，有壳体、管板、端盖、导流网、中心管及中控纤维组成，象一只最简的小型列管式冷凝器（见图三），有原液进口、超滤液出口及浓缩液出口与系统连接。其特点：一是纤维直接粘接在环氧树脂管板上，不用支撑体，有极高的膜装填密度，体积小而且结构简单，可减小细菌污染的可能性，简化清洗操作。二是拆漏修补方便，截留性能稳定，使用寿命长。故在生物工程、生化制药、食品工业，特别是在医用纯水、高纯水领域，得到了广泛的应用。

我公司选用的中空纤维超滤膜及组件，其性能特点：
1、膜：
根据被过滤无聊的不同性质，选用的材料有有醋酸纤维、聚砜、聚丙烯腈等十余种高分子材料，它们具有机械强度高、耐热、耐酸碱、无毒、化学性质稳定。内压模外径在0.1mm左右，壁厚0.15～0.20mm，在内表面有致密的活化层，内部为指状孔或对称的双层针状孔结构。该膜水通量大，可制作内压式超滤组件。

2、组件：
内压式组件（见图三），原液从一端经管板进入中空纤维内孔，部分原液在压差下透过纤维壁进入壳体成为超滤液由侧壁超滤口流出，其余则被浓缩成浓缩液经内孔在管板处集流从另一端流出。该种组件结构简单，制造方便，通量大，适用于净度较高的超纯水的终端装置。

根据应用对象、目的的不同，应选择不同型式，不同分子量截留范围的超滤组件；从某种角度而言，性能最好的超滤组件，是使用选择最恰当的超滤组件。

3、超滤组件及装置的规格型号:
我公司选用的超滤组件，膜材料为高分子物质，壳体材料为有机玻璃或ABS，端盖，螺筒和中心管均为ABS，管板为环氧树脂，导流网聚乙烯或丙烯。

超滤组件可作为单个元件装在系统路中使用，更多的是组装成超滤装置，由多个超滤组件串联和并联，可组装成各种不同用途的大型装置，而不必担心由于规模的扩大而带来一系列技术上的困难，根据不同的使用目的，超滤装置一般可分为浓缩型和超滤型。根据生产规模和产品质量要求，又可以分为连续式、循环式两种，并可进行不同级和段的配置。
一个完整的超滤装置，一般包括原液的预处理系统，以超滤组件为中心的分离系统以及膜和管路的清洗系统三部分组成。装置除超滤组件外，一般有泵（动力源）、阀门、管件、贮槽等组成，再加一定量的压力、温度、流量等测控仪表，必要时，配置自动控阀，自动清洗和安全保护系统。
由于超滤使用范围广泛，生产规模和质量要求又各异，因此，装置流程各不相同，图（四）是由离心泵和外压式中空纤维超滤组件组成的浓缩型超滤装置流程示意图，仅供参考。

超滤技术的应用：
超滤技术可以单独或与其他方法结合，应用于以分离为目的的各种工艺过程。下述领域中应用超滤技术往往可取得意想不到的成功。
1、水处理应用：
饮料及化妆品用于无菌水的生产；
医药工业用无菌无热源水及大输液的生产；
反渗透组件进水的预处理；
电子工业用纯水、高纯水的终端精处理。

2、食品发酵工业应用：
乳品工业中乳清蛋白的回收，脱脂牛乳的浓缩；
豆制品工业中植物蛋白的浓缩和回收；
果汁的澄清、除菌、除果胶、单宁；
酒的澄清、除菌和催熟；
发酵清液的提纯和精制；
酶及多糖产品的精制和浓缩。

3、医药工业应用：
血液制品的浓缩和脱盐精制；
抗菌素、干扰素的提纯精制；
各类毒素、菌苗的浓缩提纯；
肝素钠等生化制品的浓缩提纯；
中草药的精制和提纯；
人工肾和肝腹水超滤。

4、废水处理和有用物质回收
电镀废水处理和回收；
电泳漆废水处理和回收；
纤维工业油漆的处理和回收；
机械工业乳化油的处理回收；
纺织工业PVA及染色废水的处理和回收；
造纸工业废水及废甘油的处理回收；

我公司产品已在上述大多数领域得到成功的应用，对改变旧的生产工艺，提高产品质量和经济效益起到重大作用。