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文檔簡介
1、茶多酚(TP)是從茶葉中提取的多酚類物質(zhì),是茶葉中有保健功能的主要成份之一,可用于醫(yī)用保健、美容養(yǎng)顏等。目前,茶多酚的提取濃縮工藝為:溶劑浸提→超濾澄清→反滲透濃縮→噴霧干燥成粉。在反滲透濃縮過程中,隨著濃縮度的不斷提高,茶多酚溶液的滲透壓顯著增加,易導致能耗過大。滲透蒸餾(OD)是20世紀80年代發(fā)展起來的一種新型膜分離過程,可在常溫常壓下實現(xiàn)物料的高倍濃縮,且不受高滲透壓的限制,因此特別適合于處理熱敏性物料。在OD中,關鍵是疏水性膜
2、材料的選擇。聚四氟乙烯(PTFE)具有天然的疏水性能(與水接觸角達128°),且耐酸堿,是OD的理想材料。本課題主要研究OD用PTFE疏水微孔膜的制備及結構表征,將PTFE微孔膜制成膜組件,采用滲透蒸餾濃縮茶多酚,分別以茶多酚水溶液和CaCl2溶液為進料液和滲透液,考察膜的壁厚、膜孔徑、進料液溫度、滲透液和進料液濃度、滲透液和進料液流速等對滲透通量和截留率的影響。
本論文主要從以下三個方面展開研究:
(1)采用“推壓
3、—拉伸—燒結”法,通過調(diào)節(jié)擠出頭尺寸和拉伸比,制備出壁厚為400~750μm,平均孔徑為0.22~0.45μm的四種疏水PTFE中空纖維膜。制備得到的PTFE中空纖維膜具有外側致密、內(nèi)側疏松多孔的海島狀結構。擠出頭尺寸主要影響中空纖維膜的壁厚,對平均孔徑和孔隙率影響較小;隨著拉伸比的增大,纖維伸長,孔徑增大,孔隙率提高,孔徑分布范圍變寬。將PTFE中空纖維膜制成膜組件,對茶多酚水溶液進行滲透蒸餾濃縮實驗。結果表明:降低PTFE中空纖維膜
4、的壁厚、增大PTFE中空纖維膜的孔徑、提高滲透液的濃度、以及進料液和滲透液的流速可提高滲透通量;提高進料液濃度會導致滲透通量的降低;整個OD過程中,茶多酚的截留率均保持在99.9%以上,且不受操作條件的影響。
(2)采用“擠出—壓延—拉伸”法,通過改變縱向拉伸倍數(shù),制備出平均孔徑為0.25~0.80μm,孔隙率為46.9~78.3%的四種疏水PTFE平板微孔膜。制備得到的PTFE平板微孔膜具有“原纖-結點”的網(wǎng)狀微孔結構。隨著
5、縱向拉伸倍數(shù)的增加,微孔膜結構中的結點變小,纖維變細,孔徑和孔隙率增大,孔隙分布更均勻。將平板微孔膜制成膜組件,對茶多酚水溶液進行滲透蒸餾濃縮實驗。結果表明:增大PTFE平板微孔膜孔徑、提高滲透液的濃度、以及進料液和滲透液的流速可提高滲透通量;整個OD過程中,茶多酚的截留率均保持在99.9%以上,且不受操作條件的影響。
(3)采用PTFE中空纖維膜組件和PTFE平板微孔膜組件進200h連續(xù)運行的穩(wěn)定性測試,考察OD過程中滲透通
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