新型分离技术
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对于高浓度的溶液，可以提高操作压力，防止溶剂的透 过量降低，溶质的透过量升高，而溶剂的纯度会降低。
五、膜组件的结构和特点
1、平板式膜组件
特点:膜组件中原溶液 流过平坦的矩形通道, 充填密度可以达到 100~400m2/m3,能量较 少,整个元件均可更换.
2、管式膜组件
结构:膜呈软管形式置于耐压管内 侧,支撑管和膜之间安装一个薄的 多孔聚乙烯管,也取到支撑作用.
六、超滤和反渗透的应用 超滤：主要用于油水乳液的分离，电泳漆的回收，废水处 理，食品加工，以及生物工程中酶和蛋白质的分离与浓缩， 纯化血浆，脱盐等方面。
反渗透：主要用于纯水，超纯水和医疗卫生用水的制备， 工业废水的净化，食品加工及生物工程中的单盐、非游离 酸的浓缩等方面。
第二节 超临界流体萃取
超临界流体是指温度和压力处于临界温度及临界压力以 上的流体。这种处于临界状态下的流体具有气体和液体之 间的性质，对许多物质具有较强的溶解能力，同时还具有 与气体相近的扩散系数和渗透能力，其分离速率远比液体 溶剂萃取快。而超临界流体萃取技术正是利用这一特性， 用超临界流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出待分离 的组分。
反渗透与超滤的区别：
反渗透分离的物质是无机盐类小分子，渗透压较高， 为了使溶剂透过薄膜，其操作压力要大，采用压差 1~10Mpa；而超滤则是从小分子溶质或溶剂分子中分离 出较大的溶质分子（如有机胶体、蛋白质、多糖），由 于高分子溶质的存在,渗透压较低，采用较低的压力即可 过滤,采用100~1000kpa。
特点:流动状态好,流速易控制,易 清洗,无死角,适宜于含固体较多的 原料液的处理,机械除杂质较容易, 还可以调整流动状态,防止浓差极 化现象和污染.
与平板膜比较,管膜的制备条件 难以控制,单位体积中所含过滤面 积较小,压降大,管口密封较困难.
3、螺旋卷式膜组件
结构:双层结构,中间为多孔支撑材料,两面均是膜,其中三边 密封,卷起来形成螺旋式组件,外面为压力容器. 特点:充填密度高(＞900m2/m3),结构简单.但无法用机械清 洗,料液必须预处理,此外压降较大.
超滤的工作原理：
在外压p作用下，当含有高、
低分子化合物溶质的溶液通过
p
膜表面时，溶剂和小分子（水、
无机盐类）将通过薄膜，作为
透过物被收集。膜另一侧的高
分子溶液（如有机胶体）被薄
膜截留作为浓溶液被收集起来。
四、膜过滤的理论基础
１、渗透通量
渗透通量就是单位时间、单位面积透过膜的溶液量。可 以通过实验测定。
实际截留率为：
f0
1
cp cm
物料衡算：
JV
c
DS
dc dx
JV
cp
边界条件：当 x 0时， c cb
当 x 时， c cm
积分得：
JV
DS
ln
cm cp cb c p
K ln
cm cp cb c p
或 cm c p exp（ JV ）
cb c p
K
其中 KDS
JV
Cm
DS
反渗透的工作原理：
压力＞渗透压
渗 透 压
淡水
海水
半透膜
淡水
海水
半透膜
淡水
海水
半透膜
a）、渗透
b）、渗透平衡
c）、反渗透
1)、渗透：淡水穿过半透膜进入含盐海水。
2）、渗透平衡：在渗透过程中，淡水穿过半透膜进入海水后， 会呈现出一种流体静压差，在此压差下，物质静传递量为零， 两侧达成平衡。
3）、反渗透：若在海水一侧加压，水又会通过半透膜进行逆 向流动。
P-V-T性质
图中分为四个区：气体区、 液体区、固体区及超临界流体 区。
在临界区附近，温度和压力 的微小变化，都会引起流体的 密度大幅度变化。难挥发性溶 质在超临界流体中的溶解度大 致上与流体密度成正比。
dc dx
Cb
CP
δ
分析：
１）、超滤
超滤主要是截留大分子物质，由于浓差极化的形成，阻 力除了膜通透阻力外，还有膜侧面溶质附着层产生的通透 阻力，所以溶剂通过超滤膜的流量与外压成正比，与膜的 阻力成反比。
２）、反渗透
在反渗透时，由于溶剂的体积通量取决于净压差，溶质 的透过率不取决于压差，因此，增加原液一侧的压力可以 提高溶剂的透过量，而溶质的透过率基本不变。
总体积J通 VL（ P 量 p： ）
溶质透过 JSc通 S （ 1量 ） JV ：
２、浓差极化
在膜分离过程中，大分子溶质 被截留下来，而在膜表面处积聚， 形成大分子溶质浓度边界层，膜 表面处的溶质浓度变得比原溶液 主体浓度大，这种现象称为浓差 极化。
JV
Cm
Cb
CP
δ
３、截留率
表观截留率为： f 1 cp cb
目前超临界流体萃取已形成了一门新的化工分离技术， 应用领域十分广泛，特别适合于萃取某些高沸点和热敏性 组分。可分离高附加值的产品，如：炼油、食品、医药、 香料的方面有着广阔的应用前景。
一、超临界流体的性质
1、超临界流体的P-V-T性质
稳定的纯物质及由其组成的定组成混合物具有固有的临界 点（即临界压力PC、临界温度TC、临界密度ρC），在纯物质 中，一旦超过它的临界温度，那么无论施加多大的压力也不 能使其液化。下表为常见萃取剂的超临界物性：
膜分离技术的特点：
操作温度低，能耗低，分离效率高，分离过程中不伴 随相变，无二次污染。特别适合于热敏性物质、稀溶液、 难分离物质的分离。
二、膜的定义和分类
（1）、膜的定义
在一种流体相（液态或气态）内或两流体之间，有一个较 为致密的薄层凝聚相物质把流体相分隔成两部分，这一薄层 物质就是膜。
膜的组成：膜可以是均匀一相，也可以是由两相以上的凝聚 态物质所构成的复合体，也可以是固态，也可以是液态。
4、中空纤维式膜组件 结构:将数十万根中空纤维捆扎成纤维束弯成U型,装入圆柱 型耐压容器中,纤维端部只与一个端板粘合.
中空纤维是一种形状较细的高强度空心管,能够自身支撑 膜.原液可以与中空纤维平行,也可以成径向流动,滤液只能 从一端引出.
特点:单位体积中所含过滤面积大,操作压力低,该膜不需支 撑材料,使用寿命长.但制造技术较复杂,原料液需预处理,易 堵塞,不易清洗.
膜的特性：具有完全透过性，也可以是半透过性。
膜的作用：隔离作用，阻止膜两侧的流体相直接接触。
（2）、膜的分类
2、膜分离技术的定义和分类
膜分离技术的实质是物质透过或被截留于膜一侧的过程，与筛分过程相 似，根据孔径的大小达到物质分离的目的。
三、膜过滤的基本概念百度文库
膜过滤
微滤 超滤 反渗透
均为压力驱动型膜分离过程
五、膜组件的结构和特点
1、平板式膜组件
特点:膜组件中原溶液 流过平坦的矩形通道, 充填密度可以达到 100~400m2/m3,能量较 少,整个元件均可更换.
2、管式膜组件
结构:膜呈软管形式置于耐压管内 侧,支撑管和膜之间安装一个薄的 多孔聚乙烯管,也取到支撑作用.
六、超滤和反渗透的应用 超滤：主要用于油水乳液的分离，电泳漆的回收，废水处 理，食品加工，以及生物工程中酶和蛋白质的分离与浓缩， 纯化血浆，脱盐等方面。
反渗透：主要用于纯水，超纯水和医疗卫生用水的制备， 工业废水的净化，食品加工及生物工程中的单盐、非游离 酸的浓缩等方面。
第二节 超临界流体萃取
超临界流体是指温度和压力处于临界温度及临界压力以 上的流体。这种处于临界状态下的流体具有气体和液体之 间的性质，对许多物质具有较强的溶解能力，同时还具有 与气体相近的扩散系数和渗透能力，其分离速率远比液体 溶剂萃取快。而超临界流体萃取技术正是利用这一特性， 用超临界流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取出待分离 的组分。
反渗透与超滤的区别：
反渗透分离的物质是无机盐类小分子，渗透压较高， 为了使溶剂透过薄膜，其操作压力要大，采用压差 1~10Mpa；而超滤则是从小分子溶质或溶剂分子中分离 出较大的溶质分子（如有机胶体、蛋白质、多糖），由 于高分子溶质的存在,渗透压较低，采用较低的压力即可 过滤,采用100~1000kpa。
特点:流动状态好,流速易控制,易 清洗,无死角,适宜于含固体较多的 原料液的处理,机械除杂质较容易, 还可以调整流动状态,防止浓差极 化现象和污染.
与平板膜比较,管膜的制备条件 难以控制,单位体积中所含过滤面 积较小,压降大,管口密封较困难.
3、螺旋卷式膜组件
结构:双层结构,中间为多孔支撑材料,两面均是膜,其中三边 密封,卷起来形成螺旋式组件,外面为压力容器. 特点:充填密度高(＞900m2/m3),结构简单.但无法用机械清 洗,料液必须预处理,此外压降较大.
超滤的工作原理：
在外压p作用下，当含有高、
低分子化合物溶质的溶液通过
p
膜表面时，溶剂和小分子（水、
无机盐类）将通过薄膜，作为
透过物被收集。膜另一侧的高
分子溶液（如有机胶体）被薄
膜截留作为浓溶液被收集起来。
四、膜过滤的理论基础
１、渗透通量
渗透通量就是单位时间、单位面积透过膜的溶液量。可 以通过实验测定。
实际截留率为：
f0
1
cp cm
物料衡算：
JV
c
DS
dc dx
JV
cp
边界条件：当 x 0时， c cb
当 x 时， c cm
积分得：
JV
DS
ln
cm cp cb c p
K ln
cm cp cb c p
或 cm c p exp（ JV ）
cb c p
K
其中 KDS
JV
Cm
DS
反渗透的工作原理：
压力＞渗透压
渗 透 压
淡水
海水
半透膜
淡水
海水
半透膜
淡水
海水
半透膜
a）、渗透
b）、渗透平衡
c）、反渗透
1)、渗透：淡水穿过半透膜进入含盐海水。
2）、渗透平衡：在渗透过程中，淡水穿过半透膜进入海水后， 会呈现出一种流体静压差，在此压差下，物质静传递量为零， 两侧达成平衡。
3）、反渗透：若在海水一侧加压，水又会通过半透膜进行逆 向流动。
P-V-T性质
图中分为四个区：气体区、 液体区、固体区及超临界流体 区。
在临界区附近，温度和压力 的微小变化，都会引起流体的 密度大幅度变化。难挥发性溶 质在超临界流体中的溶解度大 致上与流体密度成正比。
dc dx
Cb
CP
δ
分析：
１）、超滤
超滤主要是截留大分子物质，由于浓差极化的形成，阻 力除了膜通透阻力外，还有膜侧面溶质附着层产生的通透 阻力，所以溶剂通过超滤膜的流量与外压成正比，与膜的 阻力成反比。
２）、反渗透
在反渗透时，由于溶剂的体积通量取决于净压差，溶质 的透过率不取决于压差，因此，增加原液一侧的压力可以 提高溶剂的透过量，而溶质的透过率基本不变。
总体积J通 VL（ P 量 p： ）
溶质透过 JSc通 S （ 1量 ） JV ：
２、浓差极化
在膜分离过程中，大分子溶质 被截留下来，而在膜表面处积聚， 形成大分子溶质浓度边界层，膜 表面处的溶质浓度变得比原溶液 主体浓度大，这种现象称为浓差 极化。
JV
Cm
Cb
CP
δ
３、截留率
表观截留率为： f 1 cp cb
目前超临界流体萃取已形成了一门新的化工分离技术， 应用领域十分广泛，特别适合于萃取某些高沸点和热敏性 组分。可分离高附加值的产品，如：炼油、食品、医药、 香料的方面有着广阔的应用前景。
一、超临界流体的性质
1、超临界流体的P-V-T性质
稳定的纯物质及由其组成的定组成混合物具有固有的临界 点（即临界压力PC、临界温度TC、临界密度ρC），在纯物质 中，一旦超过它的临界温度，那么无论施加多大的压力也不 能使其液化。下表为常见萃取剂的超临界物性：
膜分离技术的特点：
操作温度低，能耗低，分离效率高，分离过程中不伴 随相变，无二次污染。特别适合于热敏性物质、稀溶液、 难分离物质的分离。
二、膜的定义和分类
（1）、膜的定义
在一种流体相（液态或气态）内或两流体之间，有一个较 为致密的薄层凝聚相物质把流体相分隔成两部分，这一薄层 物质就是膜。
膜的组成：膜可以是均匀一相，也可以是由两相以上的凝聚 态物质所构成的复合体，也可以是固态，也可以是液态。
4、中空纤维式膜组件 结构:将数十万根中空纤维捆扎成纤维束弯成U型,装入圆柱 型耐压容器中,纤维端部只与一个端板粘合.
中空纤维是一种形状较细的高强度空心管,能够自身支撑 膜.原液可以与中空纤维平行,也可以成径向流动,滤液只能 从一端引出.
特点:单位体积中所含过滤面积大,操作压力低,该膜不需支 撑材料,使用寿命长.但制造技术较复杂,原料液需预处理,易 堵塞,不易清洗.
膜的特性：具有完全透过性，也可以是半透过性。
膜的作用：隔离作用，阻止膜两侧的流体相直接接触。
（2）、膜的分类
2、膜分离技术的定义和分类
膜分离技术的实质是物质透过或被截留于膜一侧的过程，与筛分过程相 似，根据孔径的大小达到物质分离的目的。
三、膜过滤的基本概念百度文库
膜过滤
微滤 超滤 反渗透
均为压力驱动型膜分离过程