木糖溶液的纳滤浓缩

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1、第20卷　第5期膜　科　学　与　技　术Vo1.20　No.52000年10月MEMBRANESCIENCEANDTECHNOLOGYOct.2000文章编号:1007-8924(2000)05-0021-06木糖溶液的纳滤浓缩杨　刚1　王焕章2　邢卫红1　徐南平1　时　钧1(11南京化工大学膜科学技术研究所,南京　210009;21广东星湖股份有限公司技术开发部,肇庆　526060)摘　要:采用两种截留分子量的卷式纳滤膜组件研究了工业木糖溶液的纳滤过程,并在此基础上应用了S-K模型.模拟计算结果表明采用纳滤方法浓缩水解法工业木糖粗品溶液,通过四级串联方式可将质量分数为4%的木

2、糖溶液浓缩至20%.该技术操作能耗低,木糖回收率高,表现出良好的发展前景.关键词:纳滤;木糖;模型中图分类号:TQ02818　　文献标识码:A©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net　　玉米、蔗渣等含有木聚糖的植物原料,通过木聚糖酶水解获得的木糖溶液,其质量分数一般为4%(0126mol/L).要得到粉体木糖,目前使用的方法是将溶液蒸馏至木糖含量为20%(1135mol/L)以上,然后喷雾干燥.这一过程能耗很高,其中蒸馏过程能耗占总

3、能耗的60%以上.膜分离技术是一种新型的低能耗环保型分离方法,在不同分子量的有机分子间的分离、单价与多价离子的分离以及其它不需要截留单价离子的分离过程中具有很高的应用潜(c2-c3)/(c1-c3)=exp(Jv/k)(3)纳滤膜纯水通量A和平均溶质渗透系数Pi是纳滤膜分别对溶剂水和溶质的渗透性能参数.温度对纳滤膜的水[3]以及溶质[4]渗透性能的影响为:A=A0/η(4)P1=Pi25exp[0.005(T-298)](5)A0为仅与膜有关的常数,反射系数σ是纳滤膜结构和膜液界面溶质浓度的函数,为截留溶质的膜面积占膜总面积的分率,是当膜通量趋向无穷大©1994-2010C

4、hinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net力[1].纳滤技术的突出优点是该技术本身不产生三时纳滤膜的真实截留率.在一定温度和溶液充分湍©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net废,待分离的溶液成分在分离过程中无相变,能量消耗低,装置结构简单紧凑.本文应用纳滤技术将4%木糖原料浓缩至20%,并应用不可逆热力学模型

5、研究木糖溶液的纳滤过程,提出了相应的工艺条件.1　纳滤模型流条件下,忽略浓差极化作用,σ是高压侧主体浓度的函数.σ不能直接测定,在较小的浓度变化范围内,假设σ为常数,有助于简化对过程的预测[3].溶液的渗透压与溶剂水在溶液中的活度有关,对于稀溶液,有©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net111　S-K模型纳滤过程可用Spiegler-Kedem不可逆热力学模型[2]描述,该模型方程的积分式为:Jv=A(Δp-σ<Δc)(1)c3

6、=c2(1-σ)/[1-σexp(Jv/Pi)](2)在膜高压侧的膜液界面上存在溶质的反向扩散传递过程,界面与溶液主体之间存在如下关系:Δπ=RTCs=

7、ww.cnki.net收稿日期:1999-12-01作者简介:杨　刚(1966～),男,江苏省南通市人,硕士生.©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.net　　·22·膜　科　学　与　技　术第20卷　©1994-2010ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://ww