膜分离设备中膜的分类

日期:2019/02/22类型:技术文章

        近年来,膜分类设备已逐渐成为化学工业、食品加工、废水处理、医药技术等方面的重要分离过程设备。而膜分离设备中需要使用的膜的分类非常多,下面小编为大家总结下膜的分类方法及具体形式。
 
  1、按材料分类,可分为无机膜和有机膜
  目前,实用的有机高分子膜材料有:纤维素酯类、聚砜类、聚酰胺类及其他材料。从品种来说,已有成百种以上的膜被制备出来,其中约40多种已被用于工业和实验室中。以日本为例,纤维素酯类膜占53%,聚砜膜占33.3%,聚酰胺膜占11.7%,其他材料的膜占2%,可见纤维素酯类材料在膜材料中占主要地位。
  2、按结构分类:对称膜(微孔膜、均质膜)、非对称膜、复合膜
  (1)对称膜
  膜的化学结构、物理结构在各个方向上是一致的,在所有方向上的孔隙率都相似,亦称各向同性膜(isotropicmembrane)。对称膜虽是各向同性的,但由于膜结构中对称元素的存在,也可以是各向异性的,如中空纤维的径向各向异性膜,其他构型的横向各向异性膜和双皮层中空纤维膜都是对称膜。
  (2)非对称膜
  当前使用最多的膜具有精密的非对称结构。这种膜具有物质分离最基本的两种性质,即高传质速率和良好的机械强度。它有很薄的表层(0.1~1μm)和多孔支撑层(100~200μm)。这非常薄的表层为活性膜,其孔径和表皮的性质决定了分离特性,而厚度主要决定传递速度。多孔的支撑层只起支撑作用,对分离特性和传递速度影响很小,非对称膜除了高透过速度外,还有另一优点,即被脱除的物质大都在其表面,易于清除,
  (3)复合膜
  复合膜或称“薄膜复合”的膜(thin—filmcompositemembrane),是当前发展快、研究最多的膜。它最早用于反渗透过程;现已用于气体分离、渗透汽化等膜分离过程。这种膜的选择性膜层(或称活性膜层)沉积于具有微孔的底膜(支撑层)表面上,就像非对称性膜的连续性表皮,只是表层与底层是不同的材料,而非对称膜是同一种材料。复合膜的性能不仅取决于有选择性的表面薄层,而且受微孔支撑材料、结构、孔径、孔分布和多孔率的影响;多孔膜结构的孔隙率愈高愈好,可使膜表层与支撑层接触部分最小,而有利于物质传递。
 3、按孔径大小分类:微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜
  (1)纳滤膜
  纳滤(NF)是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术,孔径为几纳米,因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性,其在制药、生物化工、食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。纳滤技术是最早也是应用于海水及苦咸水的淡化方面。在食品行业中,纳滤膜可用于果汁生产。大大节省能源,在医药行业可用于氨基酸生产、抗生素回收等方面。
  (2)超滤膜
  超滤(UF)是介于纳滤和微滤之间的一种膜过程,膜孔径在0.5μm至1000μm分子量之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术。超滤过程通常可以理解成膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力,当水流过膜表面时,只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过,达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。超滤通常截留分子量范围在1000~300000,故超滤膜能对大分子有机物(如蛋白质、细菌)、胶体、悬浮固体等进行分离,广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。
  (3)微滤膜
  一般来说,微滤膜是指一种孔径为0.1-10μm,高度均匀,具有筛分过滤作用的特征的多孔固体连续介质。依据微孔形态不同,微滤膜可分为两类:弯曲孔膜和柱状孔膜。弯曲孔膜的孔膜结构为交错连接的曲折孔道的网络,而柱状孔膜的微孔结构为几乎平行的贯穿膜壁的圆柱状毛细孔结构
  (4)反渗透膜
  反渗透膜的分类,按驱动力可分为高压、低压和超低压膜;按膜的形状分为平板膜、中空纤维膜和管式膜;根据制膜方式可分为相转化膜和复合膜。另外,还可根据制膜材料及应用对象等进行分类。反渗透型膜构造上在表层有一很薄的致密层(0.1-1.0μm),即脱盐层或活化层,在表层下部是多孔支撑层,厚度为100~200μm,活化层基本上决定了膜的分离性能,支撑层只是起着活化层的载体作用,基本上不影响膜的分离性能。


       以上是世远生物为大家介绍的膜分离设备中膜的分类情况,相信大家已经有了大致了解,大家可以根据需求来选择合适的膜,关于膜分离设备,欢迎广大用户关注我们的网站:http://www.sy-bio.com/

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