大豆过滤离心膜分离

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1、膜分离设备与大豆低聚糖的提取主讲人：胡淇松曹禺生工1001班一、膜分离的基本原理1、什么是膜分离膜分离（MembraneSeparation）是以选择性透过膜为分离介质，在膜两侧一定推动力的作用下，使原料中的某组分选择性地透过膜，从而使混合物得以分离，以达到提纯、浓缩等目的的分离过程。2、膜分离的推动力（1）借助外界能量，物质发生由低位到高位的流动；（2）借助本身的化学位差，物质发生由高位到低位的流动。3、膜分离方法（1）压力推动反渗透、纳滤、超滤、微滤均为压力推动的膜过程，即在压力的作用下，溶剂及小

2、分子通过膜，而盐、大分子、微粒等被截留，其截留程度取决于膜结构。——反渗透膜几乎无孔，可以截留大多数溶质（包括离子）而使溶剂通过，操作压力较高，一般为2～10MPa；——纳滤膜孔径为2～5nm，能截留部分离子及有机物，操作压力为0.7～3MPa；——超滤膜孔径为2～20nm，能截留小胶体粒子、大分子物质，操作压力为0.1～1MPa；——微滤膜孔径为0.05～10μm，能截留胶体颗粒、微生物及悬浮粒子，操作压力为0.05～0.5MPa。二、膜材料及分类1、常用膜材料有机高聚物膜：纤维素类、聚砜类、聚酰胺

3、类、聚酯类、含氟高聚物、聚烯烃等无几分离膜：陶瓷膜、玻璃膜、金属膜和分子筛炭膜等2、膜的种类（1）对称膜：又称为均质膜，是一种均匀的薄膜，膜两侧截面的结构及形态完全相同。包括致密的无孔膜和对称的多孔膜两种。——传质阻力由膜的总厚度决定，降低膜的厚度可以提高透过速率。（2）非对称膜：横断面具有不对称结构。包括一体化非对称膜和复合膜两类。——分离效能主要或完全由很薄的皮层决定，传质阻力小，其透过速率较对称膜高得多。三、膜分离的特点（1）膜分离是一个高效分离过程，可以实现高纯度的分离；（2）大多数膜分离过程

4、不发生相变化，因此能耗较低；（3）膜分离通常在常温下进行，特别适合处理热敏性物料；（4）膜分离设备本身没有运动的部件，可靠性高，操作、维护都十分方便；（5）处理能力和规模选择性强；（6）体积小，占地少。膜分离装置一、膜分离系统组成1、膜分离系统的构成膜器件、泵、过滤器、阀、仪表、管路等2、常用膜器件的类型板框式、圆管式、螺旋卷式、中空纤维式、毛细管式第3节超滤与微滤1、超滤过程膜:非对称性膜,表面活性层孔径1~20nm微孔,能截留分子量500以上大分子或胶体微粒。原理:原料液在压差作用下，小分子物质与

5、小分子量物质透过膜上微孔，流到低压侧，大分子物质被截留。机理:筛分2、微滤过程(微孔过滤)膜:微孔,均质的多孔膜,孔径0.02-10μ微孔,能截留直径为0.05-10μ的微粒或分子量大于106的高分子原理:原料液在压差作用下，小分子物质与小分子量物质透过膜上微孔，流到低压侧，悬浮微粒和分子胶体被截留。机理:筛分3、浓差极化（1）概念膜传质过程中，靠近膜表面的边界层处会存在浓度梯度或分压差，对于给定的主体流体浓度，边界层阻力的存在降低了膜分离的传质推动力，渗透物的通量也降低。由于传质阻力而引起边界层组分

6、浓度的增加或降低的现象被称为浓差极化。（2）浓差极化对膜分离过程的不利影响①引起渗透压的增大，减小传质推动力；②增加透过阻力；③改变膜的分离特性；④恶化膜的性能；⑤严重的浓差极化导致结晶析出，阻塞流道，运行恶化。（3）减轻浓差极化的方法①改变流向、提高流速；②设置湍流促进器；③脉冲加料法；④搅拌法；⑤适当提高原料侧温度。4、切向流概念：料液流向与膜平面平行。5、超滤的影响因数（1）操作压差(推动力)压差大，通量大，能耗大;（2）料液流速采用错流装置，使料液与膜面平行流动，流速高，传质系数大，有利于提高

7、渗透通量。5、超滤的影响因数（3）温度温度高,料液粘度小，扩散系数大，有利于提高渗透通量。（4）截留液浓度浓度增加，浓度边界层增厚，易形成凝胶层，使渗透通量减小。6、应用（1）水纯化纯化水、注射用水、眼药水（2）废水处理，回收有用的物质（3）产品加工各种大分子物质分离，浓缩。大豆低聚糖的提取膜分离技术的应用一、大豆低聚糖的结构及性质大豆低聚糖是大豆中可溶性寡糖的总称，主要成分是蔗糖、棉子糖、水苏糖及少量的毛蕊花糖。(一)结构：(二)大豆低聚糖的物理化学性质1.甜度其甜度为蔗糖的75%，几乎与葡萄糖的相

8、同，能量仅为8.36KJ/Kg。２.渗透压蔗糖溶液渗透压很高，主要用于食品保存。大豆低聚糖渗透压略高于蔗糖。3.相对湿度在较高相对湿度80%环境下，大豆低聚糖浆吸湿平衡湿度为58%，吸湿性比蔗糖高，比果糖低。大豆低聚糖在50-70%，其水分活度接近于蔗糖。25℃下浓度76%的大豆低聚糖浆，水分活度Aw为0.95，所以不易生霉。4.水分活度5.保存性大豆低聚糖浆在55℃下，保存180天，不会有结晶析出，在低温下可长期贮存。6.热稳定性大豆低聚糖加热到160