啤酒过滤技术3-膜过滤1

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1、膜过滤发展史◎1907年，德国人Bechhold发表第一篇关于微孔膜性质的论文。◎1925年，世界上第一个膜过滤公司成立：德国Sartorius公司。◎1963年，美国四家公司首先用微孔膜进行啤酒低温过滤。膜过滤的类型1、按分离过程的不同来分类：微滤（MF）超滤（UF）反渗透过滤（ROF）渗析过滤（DF）电渗析过滤（EDF）气体分离过滤（GPF）渗透气体过滤（PVF）液膜过滤（LF）微滤、超滤和反渗透过滤是工业最为成熟的膜过滤技术；啤酒膜过滤主要使用微滤和超滤技术，尤其是微滤技术。微滤微滤使用的膜孔径：一般在0.02-10

2、um之间过滤推动力（压差）：1-2bar具有膜孔不易堵塞的优点超滤超滤膜孔径：一般在2nm-1um之间（截留分子量5×102－5×105）超滤介于纳滤和微滤之间超滤和微滤之间无绝对分离界限超滤设备图反渗透膜过滤图纳滤图膜过滤的分类2、按成膜材料的不同来分：有机合成膜陶膜天然膜在啤酒厂运用的膜主要是有机合成膜和陶膜，尤其是有机合成膜使用最多。有机合成膜的特性1、膜材特性制作有机膜的材料很多：尼龙66、聚丙烯、聚砜、聚四氟乙烯…。用于啤酒过滤的主要是前三种。1)聚砜聚砜类膜材有：双酚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）。尤其是经磺化处理的磺化聚砜膜，膜表面带正电荷，在啤酒过滤时，带正电荷的大分子蛋白质在被截留的同时，不会堵塞膜孔，有利于膜的清洗。聚砜类膜材的优点和缺点优点：优越的抗蠕变性能耐高温（≤135℃）良好的耐强酸、耐强碱能力较强的抗氯能力（≤50ppm）缺点：耐压性不高（≤4bar）有疏水性（不利于清洗剂的清洗）尼龙66的特点2)尼龙66优点：耐压性较好（≤6bar）良好的亲水性（有利于清洗剂的清洗）耐热性较好耐强碱能力中等缺点：不耐酸聚丙烯膜材的特点3)聚

4、丙烯优点：耐强酸强碱的能力很强耐热性很强耐压性很高缺点：膜孔的形状为狭缝状：在使用的过程中可能会变形、撕裂，致使过滤性能变差。有机合成膜的分类1)按成膜材料的不同来分：聚丙烯膜、尼龙66膜、聚砜膜等等。2)按膜的形态结构的不同来分：对称膜：它仅由一层很厚的膜所组成。目前主要使用的是“对称致密膜”。此类膜易堵塞，过滤速度慢。非对称膜：它由一层很薄的多孔致密皮层和一层相对较厚的多孔支撑层所组成。此类膜不易堵塞，过滤速度快。在啤酒过滤中此类膜使用最多。有机膜的分类3)按滤膜在滤芯中的形状不同来分：中空纤维膜（或称“毛细管膜”）管

5、状膜（多为褶皱形状）螺旋卷式膜膜过滤的分类3、按被滤液和滤清液在膜面两侧上的流动方向的不同来分：静态膜过滤（又称死端式膜过滤或传统膜过滤）错流膜过滤（又称动态膜过滤或切线膜过滤）死端式膜过滤是指被滤液的流动方向和滤清液的流动方向都与膜面呈垂直方向的过滤方式。随着过滤的进行，膜孔的表面和膜滤孔的纳污空间会很快被填塞和覆盖，过滤速度会越来越慢直至停止。这种方式仅适合于被滤液中固体物质、胶体物质及微生物等可截留物质含量很低的膜过滤。错流过滤被滤液的流动方向与膜面相切，滤清液的流动方向与膜面垂直的过滤方式。由于被滤液的流动方向与膜

6、面相切，所以膜面上暂时性的覆盖物会被不断流入的液体所带走，这样膜滤孔就会恢复其过滤功能，因此过滤效率较高。错流过滤的结果是：得到滤清液和被截留的浓缩物。有机滤膜的性能参数起泡点压力：在泡压法试验中，当膜面上出现第一个气泡时所对应的压力。孔隙率：越高，则过滤速度越快。微孔膜的孔隙率很高，达80%。最大孔径：利用起泡点压力而计算出。平均孔径：在泡压法试验中，利用气泡出现最多时的压力来计算最小孔径；最大孔径和最小孔径的平均值，即为平均孔径。孔径分布情况：膜中各一定大小的孔的容积占整个孔容积的百分比。孔径分布越均匀，过滤技术越有保

7、障。微孔膜的孔径分布很均匀，如：平均孔径为0.45um的膜，其波动范围仅为±0.02um有机膜的性能参数垂直耐压强度：膜单位面积上所能承受的垂直最高压力，即：膜允许使用的最高压力。水平拉伸强度：膜单位面积上所能承受的水平方向的最高拉力。耐温性。耐酸碱性（适宜pH值范围）疏水性或亲水性纯水透过能力（hl/h/m2），耐氯能力、厚度、可萃取率、含水量、毒性、截留率…膜过滤功能元件的完整性检验要求：既能进行实验室个体过滤元件的完整性检验，又能进行在线集束过滤单元的完整性检验。常规完整性检验项目：保压试验和泡点试验。保压试验（压力

8、衰减试验）：当用水或其它液体润湿膜面后，由于液体的表面张力作用，液体会充满滤孔，这时如果在膜的上游（进入面）充入一定压力的气体（空气或氮气），少量气体就会在液体中溶解、并随液体扩散到膜的下游（出口面），这样进气压力就会衰减。如果膜滤元件完好，则压力衰减值只能在一定的允许范围内，否则说明膜过滤功能元件已破