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《天津大学》 2005年
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糖醇物系的纳滤理论研究

葛目荣  
【摘要】:本文选择山梨糖醇、麦芽糖醇和三糖醇的混合水溶液为实验体系,在质量百分比浓度为0.05%~11.8%的范围内,对这些糖醇类物质在L、K和E三种纳滤膜分离过程中的传递特性进行了研究。并在前人溶解-扩散模型和细孔模型的基础上得出了新的糖醇类物质的纳滤理论模型,可用于对糖醇类糖浆进行纳滤浓缩时的分离性能预测。 首先在一定假设的前提下,在前人的理论基础上推导出了新的类不完全溶解-扩散模型。然后对其中的各个参数进行了确定,计算了膜面边界层传质系数k和膜面浓度C_m,拟和了膜非孔处的溶质渗透系数B和纳滤膜的特征参数L_p、P_s和σ,并与相关文献的内容进行了对比,分析和考察了本文新建模型中所确定的各参量值的合理性,最终形成了新的适用于糖醇类物质的纳滤传质模型。和现有的模型相比,新建模型具有两方面的特点:第一,增大了模型参数的浓度适用范围,从1%提高到了10%;第二,充分考虑了膜孔的孔流传递和非孔处的溶解-扩散传递,与溶解—扩散模型相比,新建模型对孔流项参数进行了细化,更具有合理性。 接着,以一定实验数据为基础,从渗透通量、溶质通量和截留率方面,对新建模型的合理性进行了验证。结果表明,新建模型可以用来描述低分子量糖醇在这三种纳滤膜内的传递行为。 最后利用新建模型对E膜和L膜提纯和浓缩糖醇浆的性能进行了预测,明确了操作压力、循环流量和进料浓度对其纳滤性能的影响,最终确定了适宜的操作条件,对实际生产具有一定指导意义。
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