直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液的过程研究

摘要

膜蒸馏是新型膜分离技术，可用于海水和苦咸水淡化、热敏物质浓缩等领域，被认为在中药提取液浓缩方面也具有良好应用前景。 本文采用直接接触式膜蒸馏浓缩中药提取液。在前人工作的基础上，建立了用于计算本工作所用提取液物性的经验方程。这些方程连同膜蒸馏的基本方程构成了描述浓缩中药提取液过程的数学模型。用计算机程序迭代求解此模型，预测浓缩过程，并根据预测结果分析了浓缩过程传递阻力的变化规律。发现温度越高、流率越大，原料侧和总的相对阻力越小，并且温度比流速对进料侧的相对传递阻力影响更大。为描述浓缩过程中膜污染的影响，引入了污染层的“当量膜厚度”概念，从而能够根据实验结果定量计算污染物形成的阻力。根据实验结果计算得到了污染物阻力的增长规律，并分析了其影响因素。结果表明：温度越高、药液的颗粒浓度大，膜污染阻力增长的越快，而药液流率对膜污染阻力增长的速度没有影响。 为抑制浓缩过程的膜污染，在进料侧间歇鼓泡产生两相流强化膜蒸馏过程。重点考察了流量、通气持续时间、通气频率和药液物性对抑制膜污染效果的影响。结果表明：通气持续时间越长，通气流量越大，通气频率越高则抑制膜污染的效果越好。但是在较频繁的通气条件下，通气速度影响不显著，反之亦然。

目录

文摘

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第一章文献综述

1.1膜蒸馏概述

1.1.1膜蒸馏的概念

1.1.2膜蒸馏分类

1.2膜蒸馏的应用

1.2.1海水和苦咸水脱盐

1.2.2化学品溶液的浓缩

1.2.3水溶液中挥发性溶质的脱除

1.2.4废水处理

1.2.5物质的结晶

1.2.6液体食品及药物的浓缩

1.2.7中药提取液的浓缩

1.3膜污染

1.3.1膜污染的分类

1.3.2影响膜污染的因素

1.3.3膜污染的分析方法

1.4浓差极化和温差极化

1.4.1浓差极化

1.4.2温度极化

1.5膜蒸馏过程的强化措施

1.5.1改善流体流动状况

1.5.2原料液的预处理

1.5.3膜的改性

1.5.4其它方法

1.6本论文工作的提出

第二章 理论部分

2.1热量传递

2.2质量传递

2.3中药提取液的物性

2.4以无污染物的药液为进料时的传递阻力

2.5以含有污染物的中药提取液为原料时的传递阻力

第三章 实验部分

3.1实验内容

3.2实验装置

3.3实验设备简介

3.3实验材料

3.3.1实验用膜

3.3.2中药提取液

第四章 膜蒸馏浓缩中药提取液过程分析

4.1预测以过滤后药液为原料的膜蒸馏过程

4.2过滤后药液的浓缩

4.2.1浓缩过程中的通量衰减

4.2.2浓缩倍数对相对通量的影响

4.2.3浓缩过程中传递阻力的变化

4.3浓缩过程中污染阻力的增长

4.3.1温度对膜污染阻力增长的影响

4.3.2流率对膜污染阻力增长的影响

4.3.3膜蒸馏过程中膜污染的机理

4.3.4颗粒浓度对膜污染阻力增长的影响

4.3.5浓缩倍数对膜污染阻力增长的影响

4.4本章小结

第五章 膜蒸馏浓缩中药提取液过程的强化

5.1采用气-液两相流动抑制浓缩过程的膜污染

5.1.1气-液两相流动的作用

5.1.2通气流量对通气效果的影响

5.1.3通气持续时间对通气效果的影响

5.1.4通气频率对通气效果的影响

5.1.5颗粒浓度的物性对通气效果的影响

5.2膜清洗

5.3本章小结

第六章结论

参考文献

致谢

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