啤酒過(guò)濾技術(shù)3-膜過(guò)濾1

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1、膜過(guò)濾發(fā)展史◎1907年，德國(guó)人Bechhold發(fā)表第一篇關(guān)于微孔膜性質(zhì)的論文?！?925年，世界上第一個(gè)膜過(guò)濾公司成立：德國(guó)Sartorius公司?！?963年，美國(guó)四家公司首先用微孔膜進(jìn)行啤酒低溫過(guò)濾。膜過(guò)濾的類型1、按分離過(guò)程的不同來(lái)分類：微濾（MF）超濾（UF）反滲透過(guò)濾（ROF）滲析過(guò)濾（DF）電滲析過(guò)濾（EDF）氣體分離過(guò)濾（GPF）滲透氣體過(guò)濾（PVF）液膜過(guò)濾（LF）微濾、超濾和反滲透過(guò)濾是工業(yè)最為成熟的膜過(guò)濾技術(shù)；啤酒膜過(guò)濾主要使用微濾和超濾技術(shù)，尤其是微濾技術(shù)。微濾微濾使用的膜孔徑：一般在0.02-10

2、um之間過(guò)濾推動(dòng)力（壓差）：1-2bar具有膜孔不易堵塞的優(yōu)點(diǎn)超濾超濾膜孔徑：一般在2nm-1um之間（截留分子量5×102－5×105）超濾介于納濾和微濾之間超濾和微濾之間無(wú)絕對(duì)分離界限超濾設(shè)備圖反滲透膜過(guò)濾圖納濾圖膜過(guò)濾的分類2、按成膜材料的不同來(lái)分：有機(jī)合成膜陶膜天然膜在啤酒廠運(yùn)用的膜主要是有機(jī)合成膜和陶膜，尤其是有機(jī)合成膜使用最多。有機(jī)合成膜的特性1、膜材特性制作有機(jī)膜的材料很多：尼龍66、聚丙烯、聚砜、聚四氟乙烯…。用于啤酒過(guò)濾的主要是前三種。1)聚砜聚砜類膜材有：雙酚A型聚砜（PSF）、聚芳醚砜（PES）、酚酞

3、型聚醚砜（PES-C）、酚酞型聚醚酮（PEK-C）、聚醚醚酮（PEEK）。尤其是經(jīng)磺化處理的磺化聚砜膜，膜表面帶正電荷，在啤酒過(guò)濾時(shí)，帶正電荷的大分子蛋白質(zhì)在被截留的同時(shí)，不會(huì)堵塞膜孔，有利于膜的清洗。聚砜類膜材的優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)越的抗蠕變性能耐高溫（≤135℃）良好的耐強(qiáng)酸、耐強(qiáng)堿能力較強(qiáng)的抗氯能力（≤50ppm）缺點(diǎn)：耐壓性不高（≤4bar）有疏水性（不利于清洗劑的清洗）尼龍66的特點(diǎn)2)尼龍66優(yōu)點(diǎn)：耐壓性較好（≤6bar）良好的親水性（有利于清洗劑的清洗）耐熱性較好耐強(qiáng)堿能力中等缺點(diǎn)：不耐酸聚丙烯膜材的特點(diǎn)3)聚

4、丙烯優(yōu)點(diǎn)：耐強(qiáng)酸強(qiáng)堿的能力很強(qiáng)耐熱性很強(qiáng)耐壓性很高缺點(diǎn)：膜孔的形狀為狹縫狀：在使用的過(guò)程中可能會(huì)變形、撕裂，致使過(guò)濾性能變差。有機(jī)合成膜的分類1)按成膜材料的不同來(lái)分：聚丙烯膜、尼龍66膜、聚砜膜等等。2)按膜的形態(tài)結(jié)構(gòu)的不同來(lái)分：對(duì)稱膜：它僅由一層很厚的膜所組成。目前主要使用的是“對(duì)稱致密膜”。此類膜易堵塞，過(guò)濾速度慢。非對(duì)稱膜：它由一層很薄的多孔致密皮層和一層相對(duì)較厚的多孔支撐層所組成。此類膜不易堵塞，過(guò)濾速度快。在啤酒過(guò)濾中此類膜使用最多。有機(jī)膜的分類3)按濾膜在濾芯中的形狀不同來(lái)分：中空纖維膜（或稱“毛細(xì)管膜”）管

5、狀膜（多為褶皺形狀）螺旋卷式膜膜過(guò)濾的分類3、按被濾液和濾清液在膜面兩側(cè)上的流動(dòng)方向的不同來(lái)分：靜態(tài)膜過(guò)濾（又稱死端式膜過(guò)濾或傳統(tǒng)膜過(guò)濾）錯(cuò)流膜過(guò)濾（又稱動(dòng)態(tài)膜過(guò)濾或切線膜過(guò)濾）死端式膜過(guò)濾是指被濾液的流動(dòng)方向和濾清液的流動(dòng)方向都與膜面呈垂直方向的過(guò)濾方式。隨著過(guò)濾的進(jìn)行，膜孔的表面和膜濾孔的納污空間會(huì)很快被填塞和覆蓋，過(guò)濾速度會(huì)越來(lái)越慢直至停止。這種方式僅適合于被濾液中固體物質(zhì)、膠體物質(zhì)及微生物等可截留物質(zhì)含量很低的膜過(guò)濾。錯(cuò)流過(guò)濾被濾液的流動(dòng)方向與膜面相切，濾清液的流動(dòng)方向與膜面垂直的過(guò)濾方式。由于被濾液的流動(dòng)方向與膜

6、面相切，所以膜面上暫時(shí)性的覆蓋物會(huì)被不斷流入的液體所帶走，這樣膜濾孔就會(huì)恢復(fù)其過(guò)濾功能，因此過(guò)濾效率較高。錯(cuò)流過(guò)濾的結(jié)果是：得到濾清液和被截留的濃縮物。有機(jī)濾膜的性能參數(shù)起泡點(diǎn)壓力：在泡壓法試驗(yàn)中，當(dāng)膜面上出現(xiàn)第一個(gè)氣泡時(shí)所對(duì)應(yīng)的壓力?？紫堵剩涸礁?，則過(guò)濾速度越快。微孔膜的孔隙率很高，達(dá)80%。最大孔徑：利用起泡點(diǎn)壓力而計(jì)算出。平均孔徑：在泡壓法試驗(yàn)中，利用氣泡出現(xiàn)最多時(shí)的壓力來(lái)計(jì)算最小孔徑；最大孔徑和最小孔徑的平均值，即為平均孔徑。孔徑分布情況：膜中各一定大小的孔的容積占整個(gè)孔容積的百分比?？讖椒植荚骄鶆?，過(guò)濾技術(shù)越有保

7、障。微孔膜的孔徑分布很均勻，如：平均孔徑為0.45um的膜，其波動(dòng)范圍僅為±0.02um有機(jī)膜的性能參數(shù)垂直耐壓強(qiáng)度：膜單位面積上所能承受的垂直最高壓力，即：膜允許使用的最高壓力。水平拉伸強(qiáng)度：膜單位面積上所能承受的水平方向的最高拉力。耐溫性。耐酸堿性（適宜pH值范圍）疏水性或親水性純水透過(guò)能力（hl/h/m2），耐氯能力、厚度、可萃取率、含水量、毒性、截留率…膜過(guò)濾功能元件的完整性檢驗(yàn)要求：既能進(jìn)行實(shí)驗(yàn)室個(gè)體過(guò)濾元件的完整性檢驗(yàn)，又能進(jìn)行在線集束過(guò)濾單元的完整性檢驗(yàn)。常規(guī)完整性檢驗(yàn)項(xiàng)目：保壓試驗(yàn)和泡點(diǎn)試驗(yàn)。保壓試驗(yàn)（壓力

8、衰減試驗(yàn)）：當(dāng)用水或其它液體潤(rùn)濕膜面后，由于液體的表面張力作用，液體會(huì)充滿濾孔，這時(shí)如果在膜的上游（進(jìn)入面）充入一定壓力的氣體（空氣或氮?dú)猓?，少量氣體就會(huì)在液體中溶解、并隨液體擴(kuò)散到膜的下游（出口面），這樣進(jìn)氣壓力就會(huì)衰減。如果膜濾元件完好，則壓力衰減值只能在一定的允許范圍內(nèi)，否則說(shuō)明膜過(guò)濾功能元件已破