氨基酸-无机盐混合液纳滤脱盐研究

来源 :中国科学院过程工程研究所 | 被引量 : 0次 | 上传用户:signet886
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纳滤是近年来发展起来的一种新型压力驱动型膜过程,它的出现填补了超滤和反渗透之间的空白。可被用于中低分子量物质的除盐净化过程,但高盐浓度下的纳滤脱盐报道较少,对高盐浓度下的纳滤过程缺乏了解。本论文从氨基酸/盐模型溶液出发,研究了高盐浓度下的氨基酸溶液纳滤脱盐过程,并将模型溶液实验得到的规律应用于实际体系纳滤脱盐工艺的开发过程。   首先通过考察BDXN-70、天邦纳滤膜、Nanomax50、NF270、NF五种纳滤膜的谷氨酸溶液脱盐性能,对实验用膜进行了初步筛选。选择NF270进一步考察了pH值、氯化钠浓度、膜通量、搅拌速度对纳滤膜分离性能的影响。实验结果表明,在适当的操作条件下,NF270对谷氨酸的截留率达到95.0%,膜的分离选择性达到18.8,可以实现高盐浓度下谷氨酸溶液的脱盐。   为了实现谷氨酸和盐的完全分离,采用连续间歇恒容渗滤对谷氨酸盐溶液进行纳滤渗滤除盐过程研究。通过将氯离子的截留率与氯化钠浓度拟合,推导得到了变截留率渗滤方程,很好地预测了连续间歇恒容渗滤过程中氯离子的变化趋势。不同谷氨酸浓度下的渗滤实验还发现,在谷氨酸浓度较高时,氯离子出现负截留,能够在较短时间且耗费较少渗滤溶剂的条件下实现料液的脱盐过程。   在谷氨酸脱盐实验的基础上,进行了谷氨酸和赖氨酸混合液脱盐过程研究。实验结果表明,氨基酸混合液中各个氨基酸的截留率与单组分氨基酸的截留率相比略有升高。在pH10时,谷氨酸和赖氨酸的截留率分别达到92.8%和86.9%,而氯化钠的截留率为5.1%。   最后,将纳滤膜NF270用于酱油脱盐过程研究,将稀释一倍的酱油浓缩至原液体积,可以脱除酱油中53%的氯化钠,但同时要损失18%左右的氨基酸态氮。提高过膜通量可以在保持脱盐率的前提下降低氨基酸态氮和可溶性无盐固形物的损失率,但会引起跨膜压力的上升。升高温度可以降低酱油跨膜压力,但温度的升高同时又会增加氨基酸态氮以及可溶性无盐固形物的损失率,需综合考虑升高温度带来的利弊。
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