第十八章膜過程的集成技術第1頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月內容摘要（一）概述（二）膜集成技術舉例第2頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月?膜集成技術的必要性單一過程很難達到具體要求?膜集成技術的原則集成各單元優(yōu)勢疊加、各單元之間的相互匹配第3頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月J/L/(h.m2)Jv/L.hr-1.m-220090洋姜）80701膜集成過程的實例－陶瓷膜分離（洋姜） 經過陶瓷膜工藝處理后，物料的濁度有了明顯的下降

洋姜水提液的膜過濾液物性變化樣品

T=20oC P=0.15MPa濁度/NTU

160糖度/Bix固含量/％6050120水提原液40>360－16.03080MF滲透液20100.9

2

34u/m/s

15.856402012.4

30 T/K4050操作壓差、膜面流速、操作溫度對滲透通量的影響第4頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月V/BIXV/Bix·cm-1q/μs洋姜）），母液糖度降低了約305.010000母液04.03.02.05000218.90.080120160t/min.020膜集成過程的實例－納濾膜分離（洋姜） 3次洗脫后（加水量為原液的1/31/3），母液糖度降低了約 ％，表明母液中的單糖已得到了脫除（>95%>95%）；電導率 下降了約7979％； 納濾工藝具備脫除單糖、脫鹽、濃縮三重功能。242016固含量

原料滲透液濃縮液/% 12.4 19.89000800070006000滲透液/% — 1.75

bulk12

加水批次

8 040

permeate119.51.16

4000 00.9746080

Time/min318.40.864

溶液糖度和電導率隨操作時間的變化100120140第5頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月膜集成過程的實例根據實驗考察以及過程優(yōu)化的結果，設計了4m3/hr膜集成工藝，包括陶瓷膜、納濾膜和反滲透膜等分離技術。第6頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月洋姜提取膜工藝陶瓷膜分離、納濾、反滲透集成新工藝的處理量達12000噸/年第7頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月膜技術在生物與制藥工業(yè)中的應用谷氨酸發(fā)酵液澄清谷氨酸發(fā)酵液中菌體直徑大約為0.7－3微米，具有很強的親水性，菌體分離十分困難；目前味精廠基本都是不除菌直接等電提??；谷氨酸得率為91.6%；每生產1噸味精將產生廢CODcr1.14噸，廢水量很大；廢液中的菌體高蛋白含量大約為60%左右；用生物法無法處理到達標排放，對環(huán)境造成很大的破壞。第8頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月液膜技術在生物與制藥工業(yè)中的應用

谷氨酸發(fā)酵液澄清發(fā)酵液高流分洗脫液洗脫低流分等電分離等電母液陽離子交換柱洗脫液污水處理谷氨酸

一般工藝流程第9頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月膜技術在生物與制藥工業(yè)中的應用

谷氨酸發(fā)酵液澄清發(fā)酵液冷凝水等電母液的膜分離膜除菌設備 菌體蛋白濃縮等電 谷氨酸四效蒸發(fā)有機復合肥

發(fā)酵液的膜分離第10頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月膜技術在生物與制藥工業(yè)中的應用

谷氨酸發(fā)酵液澄清pHGlu（%）CODRG(%)Bacteria(mg/L)(%)等電母液 滲透液pH3.03.0Glu（%）2.522.51

Viscosity6309344352

OD

0.60 0.60RG(%)

1.2 0.01Bacteria(%)（mPa·S）發(fā)酵液滲透液6.76.710.210.33.23.0

1.20.0350.350.30

1.30~0.02第11頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月膜技術在生物與制藥工業(yè)中的應用

谷氨酸發(fā)酵液澄清孔徑操作壓差膜面流速系統(tǒng)溫度擬穩(wěn)定通量清液含菌量

nm 50200800

MPa0.32 0.10.05m/s 2 2 2℃505059L/m2.h 55 105 72

％ 0 0<0.2第12頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月生化制藥（工藝比較）生物發(fā)酵液酸化板框過濾離子交換活性炭吸附板框過濾膜工藝產品離心濃縮結晶生物發(fā)酵液酸化膜過濾離交吸附濃縮結晶離心產品第13頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月

生化制藥：肌苷生產過程中的應用年生產10001000噸肌苷所每處理100100噸發(fā)酵 液所需的酸堿量需的輔助原材料樹脂活性炭樹脂活性炭工藝樹脂活性炭洗脫液洗脫液再生劑再生劑/m3/t酸液/m30.5N堿0.1N酸液/m3堿液/m3酸液/m3液/m3堿液/m3傳統(tǒng)20～20～2520～3010～2020～2525～3535～4510～15工藝30膜工5～5～85.5～104～65.5～87.5～1010.5～122.4～3藝

10?年處理肌苷發(fā)酵液3萬噸，生產肌苷1000多噸，收率提高5％，產值一億多元；?減少2/3的輔助原材料用量；減少酸堿用量60％，廢水排放減少2/3；回收了菌體蛋白，廢水COD降低60％。?人工及維修費用降低60％；?生產成本降低：5000元/噸，年增產降耗產生千萬元的經濟效益。第14頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月納米粉體制備（工藝比較）

離心液回收原工藝離心分離反應打漿洗滌干燥灼燒

板框過濾 濾液回收膜工藝反應陶瓷膜洗滌、濃縮噴霧干燥灼燒第15頁，課件共16頁，創(chuàng)作于2023年2月TiO2”納米粉體制備中的應用實例