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無(wú)機(jī)陶瓷膜由于其耐高溫、耐化學(xué)腐蝕、耐生物侵蝕等特性,因而在食品與發(fā)酵工業(yè)有著廣泛的應(yīng)用前景。本文簡(jiǎn)述無(wú)機(jī)陶瓷分離膜的5個(gè)特點(diǎn)及其在發(fā)酵領(lǐng)域的應(yīng)用,希望能夠幫助大家,用省下的時(shí)間改變自己。
無(wú)機(jī)膜發(fā)展
第1階段出現(xiàn)在20世紀(jì)40年代,用于軍事工業(yè)。 第2階段是20世紀(jì)80年代初至90年代,Burggraf等人采用溶膠一凝膠(Sol—Gel)技術(shù)研究出具有多層不對(duì)稱結(jié)構(gòu)的微孔陶瓷膜, 其孔徑在3微米以下,孔隙率在50%以上。 第3階段是20世紀(jì)90年代以后,即以氣體分離應(yīng)用為主體和陶瓷膜分離器一反應(yīng)器組合構(gòu)件的研究階段。 無(wú)機(jī)膜材質(zhì) 無(wú)機(jī)膜的主要材料是性能穩(wěn)定的TiO和Al2O3 ,這些材料通過溶膠-凝膠法鍍?cè)谔沾傻妮d體上,一般的無(wú)機(jī)膜也稱為陶瓷膜。 大特點(diǎn) 無(wú)機(jī)陶瓷膜的主要優(yōu)點(diǎn)與有機(jī)膜材相比較,無(wú)機(jī)陶瓷膜在實(shí)際應(yīng)用中有以下優(yōu)勢(shì): 1、耐高溫,耐腐蝕 無(wú)機(jī)陶瓷膜在高溫、苛性和微生物侵蝕環(huán)境中具有高度的穩(wěn)定性,從理論上講,經(jīng)過良好處理的陶瓷膜可耐受600℃左右的高溫、任何pH值和各種腐蝕性環(huán)境,目前尚沒有一種高分子材料膜具有如此廣泛的適用性。 2、清洗方便 由于陶瓷膜的高耐腐蝕性,可以用強(qiáng)酸溶解固體堵塞物,用堿液清洗油性沉積物,用含酶清洗劑處理堵塞在膜上的蛋白質(zhì)凝膠,陶瓷膜元件具有非對(duì)稱結(jié)構(gòu), 因此可采用反沖的方法清除膜表面污物。 3、易消毒處理 可以采用高溫蒸氣或高壓蒸煮對(duì)膜進(jìn)行消毒滅菌,也可以在氯堿環(huán)境下消毒滅菌。 4、機(jī)械性能良好 陶瓷膜具有較高的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性,在一定壓力下不變形,在任何溶劑中不溶漲,能經(jīng)受固體顆粒的磨損。 5、膜的使用壽命長(zhǎng) 經(jīng)過多次的高溫清洗仍能保持分離性能不變,比有機(jī)膜的使用壽命長(zhǎng)3~5倍。 在發(fā)酵行業(yè)應(yīng)用 1、在酒類中的應(yīng)用 在釀酒業(yè)的酒(醋)類澄清過程中,無(wú)機(jī)膜的市場(chǎng)很大,在酒的過濾中,主要目標(biāo)是除去酵母和菌體,尤其希望不經(jīng)過預(yù)處理即可用膜進(jìn)行錯(cuò)流過濾,這樣傳統(tǒng)工藝中的壓榨、 離心、硅藻土過濾等過程部分或全部取消,這將為釀酒業(yè)帶來(lái)巨大的變革。 2、在發(fā)酵液中的應(yīng)用 以味精提取工藝為例:無(wú)機(jī)陶瓷膜對(duì)谷氨酸進(jìn)行微濾除菌,實(shí)現(xiàn)了除菌、洗菌和濃縮過程的連續(xù)化操作,除菌率達(dá)到 99.98% 。 3、酶膜反應(yīng)器的研究 無(wú)機(jī)膜是一個(gè)理想的酶反應(yīng)器,一些水解酶在水解大分子物質(zhì)時(shí),水解產(chǎn)物為小分子可以通過一定孔徑的膜,而反應(yīng)物不能透過膜。從而不斷加速反應(yīng)朝正方向前進(jìn)。