反渗透膜制备及其在食品工业中应用_肖凯军

现代食品科技ModernFoodScienceandTechnology2008,Vol.24,No.101063反渗透膜制备及其在食品工业中应用反渗透膜制备及其在食品工业中应用肖凯军1，王新1，梁燕茹2，唐旭东2（1.华南理工大学轻工与食品学院轻化工所，广东广州510640）（2.佛山德众药业有限公司，广东佛山528000）摘要：本文简单概述了反渗透分离机理，膜污染及清洗方法；重点介绍了反渗透膜的制备及其在食品工业中的应用；并对反渗透膜技术的应用前景作了展望。关键词：反渗透；膜的制备；食品工业；清洗方法中图分类号：TQ028.4；文献标识码：A；文章篇号:1673-9078(2008)10-1063-05ManufactureofReverseOsmosisMembraneandItsApplicationinFoodIndustryXIAOKai-jun1,WANGXin1,LIANGYan-ru2,TANGXu-dong2（1.ResearchInstituteofLightIndustryandChemicalEngineering,SouthChinaUniversityofTechnology,Guangzhou,510640,China）（2.FoshanDezhongPharmaceuticalCoLtd,Foshan528000,China）Abstract:Thispaperintroducedthemechanismofreverseosmosismembrane,includingseparation,pollutionofmembraneandcleanoutmethods.Emphasiswaspaidonmanufactureofreverseosmosismembraneanditsapplicationinthefoodindustry.Keywords:reverseosmosis;manufactureofmembrane;foodindustry;meansofcleanout反渗透技术是20世纪60年代初发展起来的以压力为驱动力的膜分离技术。该技术是从海水、苦咸水淡化而发展起来的,通常称为“淡化技术”。由于反渗透技术具有无相变、组件化、流程简单、操作方便、占地面积小、投资省、耗电低等优点，发展十分迅速[1]。我国反渗透技术开发始于20世纪60年代，1967~1969年全国海水淡化会战为乙酸纤维素不对称反渗透膜的开发打下了基础，70年代进行中空纤维和卷式反渗透组件的研究开发，80年代进行反渗透复合膜的研究开发，开始步入产业化，在我国水处理行业得到了广泛应用。经过四十几年的快速发展，我国的发渗透技术初具规模。反渗透技术已广泛应用于海水、苦咸水淡化，纯水、超纯水制备，化工分离、浓缩、提纯等领域。工程遍布电力、电子、化工、轻工、煤炭、环保、医药、食品等行业。用一张半透膜将稀溶液(如纯水)与浓溶液(如1反渗透分离原理收稿日期：2008-03-18基金项目：“十一五”国家科技支撑计划课题（2006BAD05A02）；2006年粤港关键领域重点突破项目(20060107-2)；广州市科技成果推广项目（2006C13G0011）作者简介：肖凯军（1969－），男，博士，副教授。从事膜材料的制备及其应用研究盐水)隔开，稀溶液会向浓溶液渗透并保持相应的渗透压，此现象称为渗透。如果在浓溶液处施加大于渗透压的压力，则浓溶液会向稀溶液一侧渗透，此现象称为反渗透。一般反渗透膜微孔尺寸在10A左右，操作压力为1.0~10.0MPa，切割分子量小于500，能截留盐或小分子量有机物，可使水中离子的含量降低96%~99%。对于反渗透分离机理，一般采用以下模型来解释：溶解扩散模型；优先依附—毛细孔流动模型；形成氢键模型；Donnan平衡模型；还有一些其他模型，如脱盐中心模型、表面力—孔流模型、有机溶剂脱除机理等。这些模型都部分解释了反渗透膜的分离机理。2反渗透膜的制备2.1非对称反渗透膜的制备和成膜机理[2]非对称膜片的制备过程包括下面四个主要步骤：一是配置含有聚合物-溶剂-添加剂的三组分制膜液；二是将此制膜液展成薄的液层，并让其中的溶剂挥发一段时间；三是将挥发后的液层浸入非溶剂的凝胶浴中，使之凝胶成聚合物的固态膜；四是将凝胶的膜进行热处理或压力处理，改变膜的孔径，使膜具有所需的性能。膜是制膜液中聚合物脱溶剂后相转变的产物，所以制膜液是膜的基础；在制膜液中，膜材料是本体，占10%~45%，其浓度太低则膜的强度很差，若浓度太DOI:10.13982/j.mfst.1673-9078.2008.10.017现代食品科技ModernFoodScienceandTechnology2008,Vol.24,No.101064高则其溶