4. 按幾何形狀分類
無論在實驗室還是在工業生產中，膜都被制成一定形式的組件作為膜分離裝置的分離單元。在工業上應用并實現商品化的膜組件主要有平板型、圓管型、螺旋卷型和中空纖維膜，相應的膜幾何形狀為平板式、管式、毛細管式和中空纖維式。后三種皆為管狀膜，他們的差別主要是直徑不同：直徑〉10mm的為管式膜；直徑在0.5—10mm之間的毛細管式膜；直徑〈0.5mm的為中空纖維膜。
膜分離的基本工藝原理是較為簡單的（參見右圖）。在過濾過程中料液通過泵的加壓，料液以一定流速沿著濾膜的表面流過，大于膜截留分子量的物質分子不透過膜流回料罐，小于膜截留分子量的物質或分子透過膜，形成透析液。故膜系統都有兩個出口，一是回流液（濃縮液）出口，另一是透析液出口。在單位時間（Hr）單位膜面積（m2）透析液流出的量（L）稱為膜通量（LMH），即過濾速度。影響膜通量的因素有：溫度、壓力、固含量（TDS）、離子濃度、黏度等。
由于膜分離過程是一種純物理過程，具有無相變化，節能、體積小、可拆分等特點，使膜廣泛應用在發酵、制藥、植物提取、化工、水處理工藝過程及環保行業中。對不同組成的有機物，根據有機物的分子量，選擇不同的膜，選擇合適的膜工藝，從而達到最好的膜通量和截留率，進而提高生產收率、減少投資規模和運行成本。
1、澄清純化技術——超/微濾膜系統
澄清純化分離所采用的膜主要是超/微濾膜，由于其所能截留的物質直徑大小分布范圍廣，被廣泛應用于固液分離、大小分子物質的分離、脫除色素、產品提純、油水分離等工藝過程中。
超/微濾膜分離可取代傳統工藝中的自然沉降、板框過濾、真空轉鼓、離心機分離、溶媒萃取、樹脂提純、活性炭脫色等工藝過程。
澄清純化技術可采用的膜分離組件主要有：陶瓷膜、平板膜、不銹鋼膜、中空纖維膜、卷式膜、管式膜。
采用膜分離澄清純化的優點：
● 可得到絕對的真溶液，產品穩定性好；
● 過濾分離收率高；
● 分離效果好，產品質量高，運行成本低；
● 縮短生產周期，降低生產成本；
● 過程無需添加化學藥品、溶媒溶劑，不帶入二次污染物質；
● 操作簡便，占地面積小，勞動力成本低；
● 可拓展性好，容易實現工業化擴產需求；
● 設備可自動運行，穩定性好，維護方便。
2、濃縮提純技術——納濾膜系統
膜分離技術在濃縮提純工藝上主要采用截留分子量在100～1000Dal的納濾膜。納濾膜的主要特點是對二價離子、功能性糖類、小分子色素、多肽等物質的截留性能高于98%，而對一些單價離子、小分子酸堿、醇等有30～50%的透過性能，常被應用于溶質的分級、溶液中低分子物質的洗脫和離子組分的調整、溶液體系的濃縮等物質的分離、精制、濃縮工藝過程中。
納濾膜分離技術常被用于取代傳統工藝中的冷凍干燥、薄膜蒸發、離子交換除鹽、樹脂工藝濃縮、中和等工藝過程。
濃縮提純技術可采用的膜組件主要有：卷式膜、管式膜。
采用納濾膜分離技術濃縮提純的優點：
● 能耗極低，節省濃縮過程成本；
● 過程無化學反應、無相變化，不帶入其他雜質及造成產品的分解變性；
● 在常溫下達到濃縮提純目的，不造成有效成分的破壞，工藝過程收率高；
● 可完全脫除產品的鹽分，減少產品灰分，提高產品純度；
● 可回收溶液中的酸、堿、醇等物質；
● 設備結構簡潔緊湊，占地面積小；
● 操作簡便，可實現自動化作業，穩定性好，維護方便。
行業應用
1、制藥行業
● 生物發酵液過濾除菌及下游分離純化精制
● 樹脂解析液的濃縮及解析劑回收
● 農藥水劑、粉劑的生產應用
● 中藥浸提液過濾除雜及濃縮
● 中藥浸膏生產應用
● 合成藥、原料藥、中間體等的脫鹽濃縮
● 結晶母液回收
2、食品行業
● 乳清廢水處理
● 乳制品生產加工應用
● 果汁澄清脫色
● 食品添加劑純化濃縮
● 茶飲料澄清濃縮
● 啤酒、葡萄酒、黃酒的精制加工
● 天然色素提取液的除雜及濃縮
● 氨基酸發酵液過濾澄清及精制
3、染料化工和助劑
● 水溶性染料反應液的脫鹽濃縮
● 染料鹽析母液廢水回收
4、淀粉糖品
● 糖液分離純化及濃縮
● 果葡糖漿色普分離純化
● 糖醇色普分離純化
● 單糖、低聚糖及多糖的分離純化及濃縮
5、環保及水處理領域
● 紡織、染整、印染廢水處理及回用
● 電鍍工業廢水零排放及資源回收
● 礦山及冶金廢水處理回收
● 淀粉廢水處理
● 造紙廢水木質素回收及廢水處理
● 電泳漆廢水涂料回收
● 酸、堿廢水處理回收
● 市政污水的處理及回用
● 洗車水、桑拿水、游泳池水、洗浴廢水等循環處理
● 工業生產所用的各類軟化水、純水、超純水制備
6、生物技術
● 生物蛋白、多肽、酶制劑等酵液過濾澄清及精制
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