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亲水性微滤膜对O/W型乳液破乳的研究

肖翔  
【摘要】:膜破乳技术相对于传统的破乳技术具有分离效率较高,能耗较低,不添加任何试剂污染原体系,装置相对简单,通用性较强等优点。本文研究了微滤膜对由十二烷基磺酸钠为表面活性剂、水和正丁醇组成的O/W型乳液的破乳,并进行膜的清洗研究与膜污染阻力分析。实验结果表明,亲水性微滤膜可以对O/W型乳液进行破乳。混合纤维素酯膜最佳破乳条件为:孔径0.45μm,操作压力0.3MPa,相比是4∶1,表面活性剂浓度0.1%,在该条件下,乳液通量可达到5.798m~3·m~(-2)·h~(-1),破乳率可达到67%。最佳清洗条件为:用0.5%(wt)NaOH溶液浸泡30min后,再空气反吹5min。在该条件下,膜通量恢复系数为33.0%,即膜通量可以恢复至原始的33.0%,破乳率可以达到28.7%;聚四氟乙烯膜最佳破乳条件为孔径0.45μm,操作压力0.25MPa,相比4∶1,此时的乳液通量可达到0.948m~3·m~(-2)·h~(-1),破乳率可达62.4%。最佳清洗条件为:用1%(wt)NaOH溶液溶液浸泡1h后,再空气反吹5min。在该条件下,膜通量恢复系数为33.0%,即膜通量可以恢复至原始的33.0%,破乳率可以达到39.0%。与聚四氟乙烯膜相比,混合纤维素酯膜具有通量大、破乳率高、成本低等优点。 膜污染的阻力分析表明:膜本身的阻力约占总阻力的10%,清洗可以去除的阻力约占总阻力的70%,但仍有约20%的阻力未能去除。 膜破乳机理为膜对外相的润湿聚结和外力的挤压剪切作用,使得外相变形聚并优先通过膜;外相的变形、破裂导致内相液滴彼此接触、碰撞、聚并的几率增加,形成更大的液滴,最终乳液失稳,油水分离。


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