膜分離的基本原理和特點
膜分離技術是一種以分離膜為核心,進行分離、濃縮和提純物質的新興技術。它主要利用半透膜的分離方法,在常溫下進行,能夠保持被分離物質的原有性質,如色、香、味、營養和口感,同時保持功效成分的活性。膜分離技術具有選擇性強、操作過程簡單、適用范圍廣、能耗低等特點,因此廣泛應用于食品生產中。
膜分離技術的基本原理在于,通過薄的物質將流體相分隔為互不相通的兩部分,這兩部分之間存在“傳質”作用。膜的特征包括無論厚度多少都必須有兩個界面,這兩個界面分別與兩側流體相接觸,并且膜具有選擇透過性,可允許一側流體中一種或幾種物質通過,而不允許其他物質通過。利用膜的選擇透過性能,可以將離子或分子或某些微粒從水中分離出來。根據溶質或溶劑透過膜的推動力和膜種類不同,膜分離法可以分為電滲析、反滲透、超濾、微濾、納濾等。
膜分離技術的特點包括:
在常溫下進行,有效成分損失極少,特別適用于熱敏性物質,如抗生素等醫藥、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮。
無相態變化,保持原有的風味,典型的物理分離過程,不用化學試劑和添加劑,產品不受污染。
選擇性好,可在分子級內進行物質分離,具有普遍濾材無法取代的性能。
適應性強,處理規模可大可小,可以連續也可以間隙進行,工藝簡單,操作方便,易于自動化。
能耗低,只需電能驅動,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/82。
膜分離技術的應用范圍廣泛,包括食品、醫藥、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域,產生了巨大的經濟效益和社會效益。
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