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陶瓷膜

發布時間:2021-06-02 08:39:45

中國陶瓷CMF設計研究應用平臺

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陶瓷膜(ceramic membrane)又稱無機陶瓷膜,是以無機陶瓷材料經特殊工藝制備而形成的非對稱膜。


陶瓷膜分為管式陶瓷膜和平板陶瓷膜兩種。

管式陶瓷膜管壁密布微孔,在壓力作用下,原料液在膜管內或膜外側流動,小分子物質(或液體)透過膜,大分子物質(或固體)被膜截留,從而達到分離、濃縮、純化和環保等目的。

平板陶瓷膜板面密布微孔,根據在一定的膜孔徑范圍內,滲透的物質分子直徑不同則滲透率不同,以膜兩側的壓力差為驅動力,膜為過濾介質,在一定壓力作用下,當料液流過膜表面時,只允許水、無機鹽、小分子物質透過膜,而阻止水中的懸浮物、膠和微生物等大分子物質通過。


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陶瓷膜具有分離效率高、效果穩定、化學穩定性好、耐酸堿、耐有機溶劑、耐菌、耐高溫、抗污染、機械強度高、再生性能好、分離過程簡單、能耗低、操作維護簡便、使用壽命長等眾多優勢,已經成功應用于食品、飲料、植(藥)物深加工、生物醫藥、發酵、精細化工等眾多領域,可用于工藝過程中的分離、澄清、純化、濃縮、除菌、除鹽等。


陶瓷膜是無機膜中的一種,屬于膜分離技術中的固體膜材料,主要以不同規格的氧化鋁、氧化鋯、氧化鈦和氧化硅等無機陶瓷材料作為支撐體,經表面涂膜、高溫燒制而成。商品化的陶瓷膜通常具有三層結構(多孔支撐層、過渡層及分離層),呈非對稱分布,其孔徑規格為0.8nm~1μm不等,過濾精度涵蓋微濾、超濾、納濾級別。


根據支撐體的不同,陶瓷膜的構型可分為平板、管式、多通道三種。相較于傳統聚合物分離膜材料,陶瓷膜具有化學穩定性好,能耐酸、耐堿、耐有機溶劑;機械強度大,可反向沖洗;抗微生物能力強;耐高溫;孔徑分布窄、分離效率高等優點,在食品工業、生物工程、環境工程、化學工業、石油化工、冶金工業等領域得到了廣泛的應用,其市場銷售額以30%的年增長率發展著。陶瓷膜的不足之處在于造價較高、無機材料脆性大、彈性小、給膜的成型加工及組件裝備帶來一定的困難等。


經過十多年的發展,我國的無機陶瓷膜行業已經具備世界領先的技術,行業內領先企業的技術實力和產品品質已經達到了國際水平。行業內企業從無到有,企業產值也從起初的百萬元已經發展到數億元的規模,2010-2012年國內無機陶瓷膜成套裝備安裝面積合計約為12萬平方米。據測算,2012年全年,我國的無機陶瓷膜及成套裝備的市場總量約為5~6億元人民幣規模,其中國內生產企業的市場份額約為70%,已經在生物發酵、食品飲料、化工和水處理領域的應用具備一定的規模。




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