“过程工业"指通过物质的化学、物理或生物转化进行的连续生产过程,其原料和产品多为均一相(固体、液体或气体)的物料,而非由零部件组装成的物品,主要包括化工、石化、冶金、生物与医药、食品饮料、造纸等工业行业。
“过程分离"是指过程工业生产中通常会涉及的物料分离、浓缩、提纯、净化除杂等工艺环节。
膜分离技术是指在分子水平上不同粒径分子的混合物在通过半透膜时,实现选择性分离的技术,由于具有过程简单、无化学变化和相变、无需加热及对环境友好等优点。
现阶段,以陶瓷膜为核心的膜分离技术在我国的应用主要体现为对传统过滤分离技术的替代以及对过滤分离相关生产工艺的升级改造。过滤分离工艺是工业生产过程中的重要工艺环节,在大部分工业行业中有涉及。以陶瓷膜为核心的膜分离技术目前在我国主要应用于过程分离与特种水处理两大领域。
陶瓷膜是由孔隙率30%-50%、孔径50nm-15μm的陶瓷载体,采用溶胶-凝胶法或其它工艺制作而成的非对称复合膜。其分离工艺是一种“错流过滤"形式的流体分离过程:原料液在膜管内高速流动,在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜,含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留,从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。其技术特点如下:
1、化学稳定性好,能够处理酸碱的物料,当膜被污染,也能够经受强酸,强碱的清洗。
2、耐高温。
3、机械强度大,可接受更高浊度和固体科力,耐磨。
4、孔径分布窄,分离效率高。
5、使用周期较长,普遍的陶瓷膜能够使用3~5年。
陶瓷膜具有分离效率高、效果稳定、化学稳定性好、耐酸碱、耐有机溶剂、耐菌、耐高温、抗污染、机械强度高、再生性能好、分离过程简单、能耗低、操作维护简便、使用寿命长等优势。目前,以陶瓷膜为核心的膜分离技术在过程分离领域中较为成熟的应用行业主要包括生物与医药、化工、食品饮料等行业,其中生物与医药、化工行业的应用规模相对较大。