最新啤酒过滤技术3-膜过滤幻灯片.ppt

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1、超滤设备图反渗透膜过滤图纳滤图膜过滤的分类2、按成膜材料的不同来分： 有机合成膜 陶膜 天然膜在啤酒厂运用的膜主要是有机合成膜和陶膜，尤其是有机合成膜使用最多。有机合成膜的特性1、膜材特性 制作有机膜的材料很多：尼龙66、聚丙烯、聚砜、聚四氟乙烯。用于啤酒过滤的主要是前三种。 1)聚砜聚砜类膜材有：双酚A型聚砜（PSF）、聚芳醚砜（PES）、酚酞型聚醚砜（PES-C）、酚酞型聚醚酮（PEK-C）、聚醚醚酮（PEEK）。 尤其是经磺化处理的磺化聚砜膜，膜表面带正电荷，在啤酒过滤时，带正电荷的大分子蛋白质在被截留的同时，不会堵塞膜孔，有利于膜的清洗。聚砜类膜材的优点和缺点优点： 优越的抗蠕变性能

2、耐高温（135） 良好的耐强酸、耐强碱能力 较强的抗氯能力（50ppm）缺点： 耐压性不高（4bar） 有疏水性（不利于清洗剂的清洗）尼龙66的特点2)尼龙66优点： 耐压性较好（6bar） 良好的亲水性（有利于清洗剂的清洗） 耐热性较好 耐强碱能力中等缺点： 不耐酸聚丙烯膜材的特点3)聚丙烯优点： 耐强酸强碱的能力很强 耐热性很强 耐压性很高缺点： 膜孔的形状为狭缝状：在使用的过程中可能会变形、撕裂，致使过滤性能变差。有机合成膜的分类1)按成膜材料的不同来分： 聚丙烯膜、尼龙66膜、聚砜膜等等。2)按膜的形态结构的不同来分： 对称膜：它仅由一层很厚的膜所组成。目前主要使用的是“对称致密膜”。

3、此类膜易堵塞，过滤速度慢。 非对称膜：它由一层很薄的多孔致密皮层和一层相对较厚的多孔支撑层所组成。此类膜不易堵塞，过滤速度快。在啤酒过滤中此类膜使用最多。有机膜的分类3)按滤膜在滤芯中的形状不同来分： 中空纤维膜（或称“毛细管膜”） 管状膜（多为褶皱形状） 螺旋卷式膜膜过滤的分类3、按被滤液和滤清液在膜面两侧上的流动方向的不同来分： 静态膜过滤（又称死端式膜过滤或传统膜过滤） 错流膜过滤（又称动态膜过滤或切线膜过滤）死端式膜过滤 是指被滤液的流动方向和滤清液的流动方向都与膜面呈垂直方向的过滤方式。 随着过滤的进行，膜孔的表面和膜滤孔的纳污空间会很快被填塞和覆盖，过滤速度会越来越慢直至停止。 这

4、种方式仅适合于被滤液中固体物质、胶体物质及微生物等可截留物质含量很低的膜过滤。错流过滤 被滤液的流动方向与膜面相切，滤清液的流动方向与膜面垂直的过滤方式。 由于被滤液的流动方向与膜面相切，所以膜面上暂时性的覆盖物会被不断流入的液体所带走，这样膜滤孔就会恢复其过滤功能，因此过滤效率较高。 错流过滤的结果是：得到滤清液和被截留的浓缩物。有机滤膜的性能参数 起泡点压力：在泡压法试验中，当膜面上出现第一个气泡时所对应的压力。 孔隙率：越高，则过滤速度越快。微孔膜的孔隙率很高，达80%。 最大孔径：利用起泡点压力而计算出。 平均孔径：在泡压法试验中，利用气泡出现最多时的压力来计算最小孔径；最大孔径和最小

5、孔径的平均值，即为平均孔径。 孔径分布情况：膜中各一定大小的孔的容积占整个孔容积的百分比。孔径分布越均匀，过滤技术越有保障。微孔膜的孔径分布很均匀，如：平均孔径为0.45um的膜，其波动范围仅为0.02um有机膜的性能参数 垂直耐压强度：膜单位面积上所能承受的垂直最高压力，即：膜允许使用的最高压力。 水平拉伸强度：膜单位面积上所能承受的水平方向的最高拉力。 耐温性。 耐酸碱性（适宜pH值范围） 疏水性或亲水性 纯水透过能力（hl/h/m2），耐氯能力、厚度、可萃取率、含水量、毒性、截留率膜过滤功能元件的完整性检验 要求：既能进行实验室个体过滤元件的完整性检验，又能进行在线集束过滤单元的完整性检

6、验。 常规完整性检验项目：保压试验和泡点试验。 保压试验（压力衰减试验）：当用水或其它液体润湿膜面后，由于液体的表面张力作用，液体会充满滤孔，这时如果在膜的上游（进入面）充入一定压力的气体（空气或氮气），少量气体就会在液体中溶解、并随液体扩散到膜的下游（出口面），这样进气压力就会衰减。如果膜滤元件完好，则压力衰减值只能在一定的允许范围内，否则说明膜过滤功能元件已破坏。 泡点试验：如果在保压试验中逐渐加大进口压力时，当出现扩散流猛增、压力出现起始急剧衰减，若此时的进口压力低于“膜的起泡点压力”，则说明膜过滤元件已破坏。纯生啤酒过滤设备的配置一、粗滤由带或不带离心机的硅藻土过滤系统完成。硅藻土过滤

7、对被滤酒的要求：酵母数：2百万mL粘度：1.85mPa.s碘值：0.2 葡聚糖： 150mg/lEsser测定法的可滤性90g硅藻土过滤后的酒液质量要求：酵母数： 5/100ml浊度： 0.4EBC纯生啤酒精滤配置 二、精滤配置：方法有多种A: PVPP滤机纸板过滤清酒罐膜预滤B: PVPP滤机颗粒捕捉器清酒罐膜预滤C: PVPP颗粒捕捉器清酒罐MMS200精滤（德国Handtmann公司） 说明：1)若使用纸板，应选用精滤纸板，如： Seitz-ES50ABF或80ABF2)若使用颗粒捕捉器，应选用孔径为2-3um的膜3)在使用MMS200滤机（多微孔系统滤机Multimicrosystem

8、）时，应选用R103精滤板精滤膜滤芯配置3)可使用下列公司的膜滤芯 Sartorius公司的Sartofine SM558 05 05滤芯（孔径0.7um、聚丙烯不对称膜），或SM558 05 03滤芯（孔径1um、聚丙烯不对称膜） Seitz公司的Seitz-PRE cartPP滤芯（孔径1um、聚丙烯不对称膜） Pall公司的Ultipor N66滤芯（孔径0.8um或0.65um、尼龙66不对称膜）注意：滤芯的卡口应合适。精滤后的酒液质量要求：酵母数：0细菌总数： 10/100ml浊度： 0.3EBC无菌膜过滤的配置 三、无菌膜过滤 在精滤和无菌膜过滤之间应安装一个缓冲罐。目的：可保障啤

9、酒均匀无菌膜过滤和均匀灌酒；也便于啤酒品种的更换。但啤酒在缓冲罐中的滞留时间不应超过约3小时，否则会在滞留过程中形成新聚合物，对膜的无菌过滤不利。 选用孔径为0.45um的膜滤芯。无菌膜滤芯的选择 可选择下列滤芯： Pall 公司的Ultipor N66 0.45um 的滤芯（CFS集束式全自动终滤系统） Seitz公司的Seitz-MEMBRA cart PS 滤芯（0.45um孔径、聚砜不对称膜、聚丙烯支撑网） Sartorius公司的Sartocool SM530 25 06A滤芯（0.45um孔径、聚砜不对称膜、聚丙烯支撑网）滤芯结构1、组成： 固定芯筒、固定网 膜（过滤层、保护层）

10、O形密封圈 卡口（2个或3个） S端子2、长度10英寸（25cm）、20英寸、30英寸和40英寸每个滤芯的膜构成滤芯的安装方式 安装方式：直立式安装悬挂式安装 悬挂式安装的优点：膜滤机中空气可彻底排出清洗杀菌无死角，尤其对于方向清洗来说效果很好可确保每个滤芯的过滤面积的100%利用易对每个集束或每个滤芯进行在线完整性的检验无菌膜过滤的过滤能力要求 如果无菌膜过滤之后直接进行灌装，则要注意过滤能力和灌装能力的匹配： 对于瓶装灌酒机来讲：膜过滤能力至少应为灌装能力的1.3倍。 对于桶装机来说：膜过滤能力至少应为灌装能力的2倍。 如果膜过滤能力达不到以上要求，则在灌装机启动时会损坏膜。膜过滤系统的非

11、酒介质过滤清洗用水：建议 膜预滤系统：用0.65um终端膜滤芯来滤水。 膜终滤系统：用0.2um终端膜滤芯来滤水。 无菌水的质量要求：细菌总数： 10个100ml 酵母菌数： 0个100ml 厌氧菌数： 0个100ml碱液：建议 用0.65um终端膜滤芯来滤碱液。CO2（或N2）和压缩空气：建议 用“0.3um膜预滤0.01um膜终滤”来过滤。无菌CO2、无菌空气的质量要求：细菌总数： 3个10min 酵母菌数： 0个10min 厌氧菌数： 0个10min蒸汽：建议 用1um的烧结金属微孔膜 进行终滤。若用热水 ，则无需膜滤。 膜清洗 若热水清洗效果不佳，则建议： 利用热碱水来清洗。如：浓度为

12、1-2%的NaOH、或浓度为2-3%的NaHCO3 、或含0.5%胃蛋白酶的0.01N的NaOH、或Pall公司的酶清洗剂。 在碱清洗时，最好循环清洗2h以上或碱液浸泡一夜后进行清洗。Satorius公司膜过滤 一：Poly-BSF系列纯生啤酒过滤系统 啤酒冷态无菌过滤是取代巴氏杀菌的另一种方法，它不但保证了常温下的啤酒保质期，且保持了啤酒的原有新鲜口味，而且口感更好。 模组化设计，安装；维护容易 最现代的无菌设计 预过滤可进行反向CIP 膜过滤可进行正向CIP 生产全过程全自动操作 全自动完整性测试系统 连续的在线控制 屏幕可直观观测到生产过程 二：过滤流速的计算 纯生啤酒膜过滤系统的流速常

13、规的算法是按每根过滤芯最小的过滤量来计算。如：Sartocool-PS每根40“高的过滤芯的流速为0.9-1.2吨/小时，因此应该按照0.9吨/小时来计算。 例如：酒机的灌装速度为36000瓶/小时，每瓶的容积为640ml。 因此：36000X0.64=23吨/小时，此为灌酒机的正常灌装速度。 酒缸对供酒的要求：必须大于灌酒机正常灌装速度的15%， 酒泵的实际流速为：23X1.15=26吨/小时。 膜过滤又必须大于酒泵的实际能力15%：26 X 1.15=30吨/小时 滤芯的数量至少为：300.934根 否则将影响灌酒机的正常灌装。 三：过滤系统示意图四：过滤系统过滤芯的配置预过滤: 0.65

14、 m预过滤系统截留酵母及减少啤酒有害菌，并因而保护了终端滤芯,深度性的过滤效果0.65um。 终端过滤: 0.45 m终端0.45um绝对膜过滤芯，是专门设计用于纯生啤酒终端过滤的绝对膜过滤芯，有极高的耐差压能力，耐PH值1-14，可用碱液清洗。去除啤酒中的所有有害菌。CIP过滤: 1.2 m再生用水过滤，去除水、碱液中的杂质。保护啤酒过滤系统不会被水中的杂质，再次堵塞。气体过滤: 0.2 m用于啤酒过滤系统的系统背压用无菌CO2，系统完整性测试用无菌压缩空气。 五：过滤芯的特点 1. 0.45um终端膜过滤芯的特点 特别为啤酒过滤开发的 100%截留啤酒有害菌 ： LRV 107 cm2 不

15、改变啤酒品质 很高的化学/抗热性 pH1-14 可进行完整性测试 很低的蛋白质吸附和很高的流速 = 最适合纯生啤酒的膜过滤芯 2. 0.65um预过滤芯的特性 截留啤酒中颗粒物质，及酵母菌等，截留效果好，截留率高 不改变啤酒品质 非常高的耐压差能力 5 bar at 40C 2 bar at 121C 最大耐反向压差 3 bar at 20C 杀菌 max. 2 bar (134C)80次以上 珠啤Sartofine预滤机膜特性 滤芯型号：Sartofine SM 558 05 05W 4 滤膜：不对称、聚丙烯膜 膜孔径：0.7um 滤芯长度：1000mm/40英寸 过滤面积：2.8m2/每根

16、40英寸滤芯 pH范围：1-14 滤芯数目：260根珠啤Sartocool PS终滤机膜的特性 滤芯型号：Sartocool SM 530 25 06A 3 滤膜：不对称、聚砜（聚乙烯磺酯）膜 过滤面积：2.1m2/每根30英寸滤芯 滤芯长度：30英寸 膜孔径：0.45um pH：1-14 滤芯数目：248根过滤工序参数（珠啤） 流量：260hl/h 滤前系统背压：0.2MPa 进口压力：0.3-0.4MPa 最大压差：0.4MPa 最大进口压力：0.4MPa 过滤起始压差：0.01-0.02MPa 两条过滤线转换压差：0.06-0.1MPa CO2压力（顶酒）：高于系统压力0.03-0.05

17、MPa CO2顶酒时间：30-120秒再生工序参数 流量：500600hl/h（详情见再生步骤） 进口压力：0.3-0.4MPa 冷水冲洗时间：4-6分钟 热水冲洗时间：5-10分钟 NaOH清洗：浓度2%、70-80、30分钟 高温水灭菌：85-95、至少30分钟 顶水气体压力：高于系统压力0.03-0.05MPa 冷却时间：1-2分钟以上 滤芯完好性检验：压缩空气0.12MPa纯生啤酒膜过滤车间Sartorius纯生啤酒过滤设备过滤系统开始操作之前的检查工作： 管道的连接情况 过滤机机体本身的安装情况 内部管件、配件、电线的安装情况 阀门的开、关状态情况 各种指示器的安装位置情况 测量装置

18、的信号输出情况 生产工序信号的输入和输出情况 系统的压力承受情况（最大操作压力0.4MPa） 过滤元件的安装情况 无过滤元件时的系统清洗情况Sartorius纯生啤酒过滤设备在系统工作的任何时候，都要检查下列情况： 气动阀的压缩空气之压力（应0.6-0.7MPa） 膜完好性检验的压缩空气之压力（应0.12MPa） 顶水和顶酒的压缩空气之压力（应小于0.03MPa） 啤酒的进入情况和CIP清洗液的进入情况 电压220V 过滤元件的精确安装 与控制柜的连接情况 检查各种参数的输入情况 为防止染菌，每次过滤1-2天后，过滤系统应清洗。注意检查清洗效果。Sartorius纯生啤酒的过滤 膜过滤系统的流

19、程顺序图（可自动、可手动: 自动生产顺序：过滤 第1条过滤线： 第2条过滤线： 待命 过滤生产 转换 待命 CO2顶酒尾 过滤生产 再生 转换 CO2顶出酒尾 再生啤酒预膜滤机Sartofine的操作步骤（Sartorius公司）第一步：用冷水清洗（新安装的滤芯）： 清洗方向：正向 清洗时间：5分钟 清洗流速：与过滤速度相同第二步：灭菌： 方法1：用高温水灭菌： 水温：最低温85 、最高温95 灭菌时间：至少30分钟（出口水温85 以上 热水流向：正向循环灭菌 热水流速：1-2hl/h/每根30英寸长的滤芯 方法2：用低压饱和蒸汽灭菌 蒸汽温度：最高110 灭菌时间：至少30分钟 蒸汽压差：最

20、大压差0.05MPa 蒸汽流向：正向 注意：防止蒸汽冷却后出现真空。 Sartofine膜预滤机的操作步骤 第三步：膜滤系统的冷却： 冷无菌水缓慢进入过滤机，进行短时冷却直至过滤机的出口水温20 （至少需5分钟） 第四步：用CO2顶出冷却水 第五步：用CO2备压至约0.2MPa 第六步：被滤酒进入滤机（注意通过视镜观察进酒过程） 第七步：啤酒过滤 注意过滤期间的压力变化情况Sartofine膜预滤机的操作步骤 第八步：啤酒过滤结束： 过滤完毕，用CO2或低温无菌水顶出残酒（顶酒压力：高于系统压力0.03-0.05MPa）；将残酒回收于“残酒回收罐”。 第九步：水清洗再生 先用冷水清洗： 方向：

21、反向 时间：3分钟或直至出口水液清亮为止 流速：至少1.5m3/h/每根30英寸滤芯（建议： 2m3/h/每根30英寸滤芯） 清洗压差：最大0.3MPaSartofine膜预滤机的操作步骤再用温水清洗： 方向：反向 时间：3分钟或直至出口水液清亮为止 流速：与冷水相同 水温：最大45 清洗压差：最大0.2MPa最后用热水清洗再生 方向：反向 水温：75-85 时间：至少5分钟 流速：与冷水相同 清洗压差：最大0.1MPa注意：每次实际清洗时间应至流出水为无色、无味、无泡沫、无嗅为止。Sartofine膜预滤机的操作步骤第十步：灭菌（与第二步相同）第十一步：过滤系统的冷却（同第三步）第十二步：用

22、CO2顶出冷却水（同第四步）第十三步：用CO2背压至0.2MPa（同第五步）、待滤。如果过滤前的滤芯压差0.05MPa，则建议用碱液清洗再生。方法如下：先碱液清洗：新碱液浓度：2%NaOH（最高为5%）碱液温度：最高70-80 方向：正向循环清洗时间：30分钟流速：0.5m3/h/每根30英寸滤芯再冷水冲洗（或用1%的硝酸、或用磷酸进行中和清洗后，再用冷水冲洗，然后灭菌、冷却、顶水、背压、进酒过滤）。Sartofine膜滤机的操作步骤 注意： 清洗用水和清洗碱液必须事先进行合适的膜过滤后才能使用。 Sartofine滤芯的最大耐压压差取决于温度和流体方向：温度 最大压差（正向） 最大压差（反向

23、）20 0.5MPa 0.3MPa70 0.2MPa 0.15MPa70 0.1MPa 0.1MPa Sartocool PS膜终滤机的操作步骤第一步：冷水清洗 清洗时间：5分钟 清洗方向：正向清洗 清洗流速：2-3m3/h/每根30英寸滤芯第二步：滤芯完好性的检验 检验气体：压缩空气0.12MPa 稳定（稳压）时间：5分钟 检验时间：10分钟 最大压降：60mbar（毫巴）滤芯完好性的检验步骤： 1)过滤机体排空液体 2)关闭过滤机的液体进口阀 3)连接压缩空气管道 4)压缩空气进入过滤机内 5)压力稳定后进行稳压检验 6)进行“完好性”的结果评价膜无菌过滤机Sartocool PS的操作步

24、骤第三步：灭菌第一种方法：高温水灭菌灭菌温度：最低温度85、最高温度95灭菌时间：30分钟（灭菌后的出口水温应85流向：正向循环灭菌流速：0.3-0.5m3/h/每根30英寸滤芯第二种方法：饱和蒸汽灭菌灭菌温度：最高110灭菌时间：至少30分钟压差： 最大0.05MPa蒸汽流向：正向灭菌防止蒸汽冷却后出现真空膜无菌过滤机Sartocool PS的操作步骤 第四步：过滤系统的冷却 缓慢泵入冷无菌水进行过滤机的冷却，直至出口水温20，冷却时间至少5分钟 第五步：用CO2顶出残余冷却水 第六步：用CO2进行背压至0.2MPa 第七步：进酒过滤，注意压力变化 第八步：过滤结束，用CO2或冷水顶出残酒，

25、残酒回收于“残酒回收罐”。膜无菌过滤机的操作步骤第九步：用水清洗首先用冷水清洗：清洗时间：5分钟清洗最大压差：0.25MPa再用热水清洗：清洗水温：30-60清洗时间：5-10分钟清洗最大压差：0.2MPa最后用高温水清洗：水温：85清洗时间：3-5分钟清洗压差：最大0.15MPa说明：清洗流量：2-3m3/h/每根30英寸滤芯 清洗方向：正向 每次清洗应洗至出口水呈“无泡沫、无色、无味”为止。膜无菌过滤机的操作步骤化学清洗再生一、化学再生的前提条件：1)在每天工作结束时，若压差0.02MPa或2)过滤酒量在200hl以上二、在每次碱液再生时，建议使用干净的碱液或用Sartopure PP 0

26、.65um的滤芯过滤碱液。碱液浓度（NaOH）：2%碱液温度：70-80三、化学清洗步骤：1)先碱液清洗： 正向循环碱洗 碱清洗时间：30分钟 碱洗流速：0.5m3/h/每根30英寸滤芯 2)然后用水冲洗： 正向冲洗5分钟、流速3m3/h/每根30英寸滤芯 3)最后用冷水冲洗至中性（或用1%硝酸或用磷酸中和后，再用冷 水冲洗）。 膜无菌过滤机的操作步骤 第十步：灭菌 过滤机停止使用2天以上时，须在清洗后进行灭菌 灭菌温度：最大95、最低85 灭菌时间：正向循环至少30分钟（出口水温应在85以上） 流速：过滤速度的0.3-0.5倍膜无菌过滤机的操作步骤 第十一步：用CO2顶出过滤机中的水 第十二

27、步：用CO2进行背压，背压最大0.05MPa，待用。 过滤终止的两个前提：达到最大进口压力过滤速度下降很大Pall公司CFS集束式全自动纯生啤酒终过滤系统CFS 05MK膜终过滤系统技术参数： 过滤面积：82m2 最大过滤能力：100hl/h，适合1万2万瓶/h灌装线 5个集束，5个滤芯/每个集束，共25根滤芯 滤芯长度：40英寸 绝对过滤精度：0.45um 最大操作压力：0.6MPa 最高操作温度：95 膜材：尼龙66（UltiporeN66）CFS 05MK系统 压缩空气供给压力：0.6MPa CO2供给压力：0.3MPa 热水供给：150hl/h、0.4MPa、80 冷水供给：150hl

28、/h、0.4MPa 电源：380V、3相CFS 07MK系统技术参数 过滤面积：160m2 7个集束、7个滤芯/每根集束，共49根滤芯 滤芯长度：40英寸 最大过滤能力：250hl/h，适合3.6万瓶/h的灌装线 绝对过滤精度：0.45um 最大操作压力：0.6MPa 最高操作温度：95 压缩空气供给压力：0.6MPaCFS 07MK系统技术参数 CO2供给压力：0.4-0.6MPa 热水供给：150-350hl/h 、 80-90 冷水供给：150-350hl/h、15 电源：380V、3相 膜材：尼龙66（双层滤膜）CFS 14MK系统技术参数 过滤面积：320M2 最大过滤能力：450h

29、l/h ，适合4万瓶/h灌装线 14个集束、7根滤芯/每根集束，共98根滤芯 绝对过滤精度：0.45um 膜材：尼龙66（双层滤膜） 最大操作压力：0.6MPa 最大工作温度：95 压缩空气供给压力：0.6MPaCFS 14MK技术参数 CO2供给压力：0.4-0.6MPa 热水供给：150-350hl/h、85-90 冷水供给：150-350hl/h、15 电源：380V 3相CFS集束式膜过滤系统的特点 1)自动化程度高、功能全。 啤酒过滤、CIP清洗、滤芯再生、滤芯滤前在线完好性检验、CO2背压等由带西门子“Simicro SMP-M102-CS”全自控系统的PLC控制柜完成操作控制，屏

30、显操作过程。 2)滤芯倒置安装技术 3)集束式滤芯安装 每个集束可进行独立的在线完好性检验（如某集束有问题，可系统程序可自动关闭该集束）、独立的控制程序、独立的CIP清洗再生灭菌。 4)可使用Pall公司提供的的酶清洗剂。CFS07MK系统的配置 7个集束、49个滤芯，滤芯长度40英寸 1个“CO2/压缩空气”膜滤器（绝对精度0.01um） 1个清洗水膜滤器 1套集束完好性检验装置 2个CIP温控阀 2个清洗灭菌剂添加泵 1个CIP系统的列管加热器 2个排气口（孔板上下安置） 1个啤酒循环泵 7个集束控制阀 1个PLC控制柜CFS啤酒膜过滤系统的操作步骤日常操作步骤 1)啤酒进入过滤机、排气

31、2)啤酒正式过滤 3)过滤完毕，用CO2或无菌水顶出残酒 4)40-50温水清洗 5)滤芯清洗再生（超过0.35MPa滤芯压差后可自动清洗） 6)系统高温水循环灭菌20分钟（出口水温在85以上） 7)系统无菌水冷却 8)系统排空水 9)滤芯完好性在线检验 10)系统CO2背压，待滤。膜过滤的难点和对策 膜过滤的最大难点：浓差极化和膜污染 一、浓差极化 是指：当被滤液透过膜时，溶质会在进入面上发生溶质积聚，使膜面上的溶质浓度高于被滤液中的溶质浓度，这种现象就叫浓差极化。 在对啤酒进行过滤时，啤酒中的蛋白质、葡聚糖等胶体物质会不断在膜面上积聚，当积聚浓度超过凝胶化浓度时，便会在膜面上形成凝胶层，使

32、过滤速度急剧下降。此时若加大进口压力，反而会加大凝胶化。通常把刚形成凝胶层时的压力称为临界压力。在膜过滤操作中，操作压力应低于临界压力。减轻浓差极化的对策 加强膜过滤前的非膜过滤的精度，即：减少待进行膜过滤的液体中的溶质浓度，尤其是胶体物质。 采取错流过滤 使被滤液的流入呈脉冲状态 使被滤液呈螺旋湍流状态 膜过滤后应进行反向清洗膜污染 定义：是指被滤液中的微粒、胶体物质或溶质分子与膜发生物理的化学的相互作用，或因浓差极化使膜面上的溶质浓度超过其溶解度而引起的在膜面上、特别是膜孔内的沉积、吸附，造成膜孔变小或堵塞，使膜发生不可逆的液体透过量与分离特性的变化现象。 膜污染与浓差极化有共性，但二者在本质上却不同。弄差极化并不会使膜遭到破坏，改变操作调节，待浓差极化消除后，可使膜再生；而膜污染会破坏膜孔的结构，使膜的过滤性能不可能恢复。减轻膜污染的对策 减少待膜过滤的液体中的微生物、胶体物质的浓度。 应选择与被滤物质带相同电荷的、亲水性的不对称微孔膜 使被滤液的流入为湍流、脉冲状态 选择合适的清洗剂