论文部分内容阅读
本文以开发纳滤应用技术为背景，在螺旋卷式纳滤膜的性能表征与预测、葡萄糖/蔗糖混合溶液的组分分离、L-苯丙氨酸溶液的精制过程等方面展开系统研究。螺旋卷式纳滤膜的表征与分离性能的预测 根据DK4040C和HL4040F螺旋卷式膜对不同中性有机物稀溶液的纳滤实验，联立S-K模型和Zeman-Wales模型，建立了溶质截留率与溶质Stokes半径、分子量之间的经验关系方程。根据模型评估，DK4040C的平均孔径为0.51×10-9m，HL4040F的平均孔径为0.49×10-9m。以溶质半径和分子量为模型参数均对溶质截留率有良好的预测效果，可以减少选膜的实验工作量，有利于拓展纳滤技术的应用。中性有机物混合溶液纳滤过程的实验研究 采用DK4040C纳滤膜对葡萄糖/蔗糖混合溶液的纳滤过程进行研究和分析。结果表明，操作条件对葡萄糖截留率有重要影响，从而影响混合体系的分离效果。对于葡萄糖/蔗糖混合溶液，在相同的渗透流率下，一组分的表观截留率因另一组分的存在而下降；渗透流率越大，体系越难分离。本章探讨了中性有机物混和溶液中溶质组分分离的变化趋势，并对洋姜提取液中单糖的脱除进行实验研究，提出了微滤－纳滤集成工艺，并实现了该工艺的工业化应用。膜技术在L-苯丙氨酸精制过程中的应用研究 考察了膜集成技术（MF、UF、NF）在L-phe转化液精制过程中的应用研究。GH4040F超滤膜适宜用来脱除转化液中的蛋白，在压力1.76MPa、母液循环流速0.17m·s-1和温度313K下，陶瓷膜微滤后的料液的平均渗透流率为6.2×10-6m·s-1，L-phe的平均截留率在25％左右，蛋白的平均截留率在90％以上。通过比较DK4040C和HL4040F纳滤膜的分离效果，表明采用两级串联HL4040F纳滤膜的分离工艺有利于提高L-phe的收率，二级过程中渗透流率的平均值分别为11.75×10-6m·s-1和18.69×10-6m·s-1。以年产500吨L-phe的膜分离工程为例，进行了工艺设计和计算，结果表明膜集成工艺具有L-phe收<WP=7>率高、洗水量少、废水排放量少等优势。