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硅橡胶膜在乙醇发酵-渗透蒸发耦合过程中的分离性能

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四川大学学报（工程科学版） 2004年第2期36卷 41-45页

作者：石尔黄卫星肖泽仪伍勇许荣强四川大学化学工程学院四川成都610065

为掌握乙醇发酵 -渗透蒸发耦合过程中的膜分离行为 ,在发酵液温度 30～ 4 0℃、糖浓度 0～ 10 0g/L以及有无细胞存在的实验条件下 ,测试了乙醇通过硅橡胶膜的传质分离速率。结果表明 ,发酵温度升高促进渗透蒸发 ,但乙醇产率同时降低 ,... 详细信息

为掌握乙醇发酵 -渗透蒸发耦合过程中的膜分离行为 ,在发酵液温度 30～ 4 0℃、糖浓度 0～ 10 0g/L以及有无细胞存在的实验条件下 ,测试了乙醇通过硅橡胶膜的传质分离速率。结果表明 ,发酵温度升高促进渗透蒸发 ,但乙醇产率同时降低 ,导致过膜总通量增加而乙醇通量无明显变化 ,说明耦合过程操作温度应以实现高浓度连续发酵为控制因素 ;糖浓度增加对水分子在膜面的吸附有抑制作用 ,导致水的渗透通量减少 ,从而相对提高了膜对乙醇的选择性 ,分离因子提高 ;发酵液中细胞的存在促进了膜面的传质 ,有利于乙醇的渗透蒸发 ,过膜通量增加。

关键词：乙醇发酵反应器硅橡胶膜渗透汽化

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硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵性能研究

上海理工大学学报 2005年第6期27卷 507-511页

作者：叶立童正明苏文献黄卫星肖泽仪上海理工大学动力工程学院上海200093 四川大学化学工程学院成都610065

进行了3种测定硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵性能的对比实验．实验结果表明：硅橡胶膜的渗透蒸发作用可有效消除乙醇发酵过程中的产品抑制效应,将乙醇产率提高至传统发酵过程的3～4倍；从发酵液中连续分离出来的乙醇,经过冷凝后成为... 详细信息

进行了3种测定硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵性能的对比实验．实验结果表明：硅橡胶膜的渗透蒸发作用可有效消除乙醇发酵过程中的产品抑制效应,将乙醇产率提高至传统发酵过程的3～4倍；从发酵液中连续分离出来的乙醇,经过冷凝后成为高浓度产品,冷阱收集液乙醇浓度可达原料液乙醇浓度的4倍左右．膜的固定作用使反应器中保持了较高的酵母细胞浓度,但是无机盐、不挥发性副产物及老化细胞的堆积会影响细胞活性,为了获取高乙醇产率,必须将部分发酵液从膜生物反应器中取出．

关键词：硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵渗透蒸发

一元羧酸结构参数对两种硅橡胶膜渗透萃取的影响

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精细化工 2016年第8期33卷 915-920页

作者：郭培花莉马宏瑞石岩陕西科技大学环境科学与工程学院陕西西安710021

该文考察了甲基硅橡胶膜(PDMS)和乙烯基硅橡胶膜(PVMS)对一元羧酸的渗透萃取效果,建立了有机物结构参数与膜渗透萃取效果的关系。研究发现,PVMS比PDMS对一元羧酸有较好的萃取效果。结合一元羧酸结构参数与硅橡胶膜结构,对渗透萃取效果... 详细信息

该文考察了甲基硅橡胶膜(PDMS)和乙烯基硅橡胶膜(PVMS)对一元羧酸的渗透萃取效果,建立了有机物结构参数与膜渗透萃取效果的关系。研究发现,PVMS比PDMS对一元羧酸有较好的萃取效果。结合一元羧酸结构参数与硅橡胶膜结构,对渗透萃取效果进行分析。结果表明:对于硅橡胶膜,随着有机物辛醇-水分配系数(Kow或P)、分子摩尔体积(V_m)、分子极化率(a)的增大,固有溶解度(S)的减小,一元羧酸的萃取率依次升高;经拟合分析,辛醇-水分配系数(Kow或P)与硅橡胶膜萃取率有良好的相关性(R^2均在0.960以上);分子摩尔体积(V_m)对硅橡胶膜萃取率表现出一定的相关性(R^2均在0.810以上);偶极矩(μ)并未表现出明显的规律性。

关键词：一元羧酸结构参数硅橡胶膜渗透萃取水处理技术与环境保护

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硅橡胶膜中的溶胀行为及分配系数

膜科学与技术 2004年第2期24卷 30-35页

作者：王洪军刘家祺马敬环韩煦天津大学化工学院绿色合成与转化教育部重点实验室

采用自制的硅橡胶(PDMS)膜,研究了两组分混合溶剂在硅橡胶膜中的溶胀行为及分配系数.比较了溶胀率的实验值和理论值,考查了溶胀液平衡浓度与硅橡胶膜的溶胀率和分配系数的关系,以及溶胀液平衡温度与分配系数的关系.

关键词：硅橡胶膜溶胀行为分配系数平衡温度膜材料

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纳米白炭黑-硅橡胶膜强化传热管制备及性能

化学工程 2013年第12期41卷 35-38页

作者：孙娅楠孙德李冰冰长春工业大学化学工程学院吉林长春130012 中国石油吉林石化公司化肥厂吉林吉林132021

实验采用涂覆-热处理法制备了纳米白炭黑-硅橡胶膜(SiO2-PDMS)滴状冷凝强化传热管,研究了纳米SiO2在铸膜液中质量分数及热处理温度对热通量和冷凝传热系数的影响;同时对纳米白炭黑-硅橡胶膜(SiO2-PDMS)滴状冷凝强化传热管表面进行了SEM,... 详细信息

实验采用涂覆-热处理法制备了纳米白炭黑-硅橡胶膜(SiO2-PDMS)滴状冷凝强化传热管,研究了纳米SiO2在铸膜液中质量分数及热处理温度对热通量和冷凝传热系数的影响;同时对纳米白炭黑-硅橡胶膜(SiO2-PDMS)滴状冷凝强化传热管表面进行了SEM,FT-IR及接触角分析。实验结果表明:实验所制传热管均实现滴状冷凝现象;纳米SiO2在铸膜液中质量分数影响传热管传热性能,随纳米SiO2质量分数增加,表面水接触角增加,其中纳米SiO2质量分数为0.1%时,传热管表面水接触角可达125.85°,其冷凝传热系数比相应的膜状冷凝提高了3.1—3.3倍,热通量是相应膜状冷凝的1.42—1.44倍;热处理温度为265℃时,传热效果最好。

关键词：滴状冷凝纳米白炭黑硅橡胶膜制备传热

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均质硅橡胶膜用于含酚水溶液膜萃取传质过程

膜科学与技术 2008年第5期28卷 71-76页

作者：肖敏周集体张爱丽殷国监大连理工大学环境与生命学院大连116024

研究了一种将均质硅橡胶膜与碱性萃取液相结合的新型膜萃取技术,用以处理含酚水溶液的传质机理与过程,并考察了该体系中两相流动状态、萃取液pH、料液浓度、两相压力和温度等因素对苯酚膜萃取传质速率的影响.基于液-膜-液串联传质阻力模... 详细信息

研究了一种将均质硅橡胶膜与碱性萃取液相结合的新型膜萃取技术,用以处理含酚水溶液的传质机理与过程,并考察了该体系中两相流动状态、萃取液pH、料液浓度、两相压力和温度等因素对苯酚膜萃取传质速率的影响.基于液-膜-液串联传质阻力模型,通过实验测定苯酚的总传质系数Kov.研究表明:对于氢氧化钠-苯酚-水实验体系,传质由膜阻控制,Kov为3.72×10-7m/s;化学反应对苯酚传质速率的增强作用不显著;苯酚溶液浓度>8 000mg/L,Kov与其初始浓度无关;致密膜体系中两相压差的存在不利于传质的进行;Kov与运行温度呈直线关系.

关键词：硅橡胶膜苯酚膜萃取传质

硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵实验及其冷凝系统的能耗分析

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硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵实验及其冷凝系统的能耗分析

作者：叶立四川大学

学位级别：硕士

硅橡胶膜生物反应器乙醇发酵技术的开发研究对于发展农产品节约化加工技术、替代石油的新型清洁能源生产和化学原料的低成本制造等具有重大意义。本文对硅橡胶膜生物反应器乙醇发酵系统运行性能进行实验研究，建立了一套有效容积4L，装... 详细信息

硅橡胶膜生物反应器乙醇发酵技术的开发研究对于发展农产品节约化加工技术、替代石油的新型清洁能源生产和化学原料的低成本制造等具有重大意义。本文对硅橡胶膜生物反应器乙醇发酵系统运行性能进行实验研究，建立了一套有效容积4L，装配膜面积0.024m，包括原料处理、产物回收及反应条件控制的新型硅橡胶膜生物反应器系统。直接采用工业酵母进行发酵，测定了各种条件下发酵液及冷凝液的变化，对冷凝系统进行传热、耗能计算，总结出了硅橡胶膜生物反应器乙醇连续发酵过程的基本控制条件，并对系统的操作性能及其应用于实际生产的可行性作出了一定分析。发酵温度、基质糖浓度对发酵过程均有影响。过高温度（40℃）下酵母细胞生长期短;过低温度（25℃）下细胞代谢缓慢;35℃时细胞生长良好，浓度最高可达16g／l，乙醇产量超过130g／l。过高或过低的基质糖浓度都会对酵母细胞生长产生抑制作用，但由于较高浓度下细胞活性期较长，因而有利于连续发酵过程的进行。长达350h的连续发酵实验表明，硅橡胶膜的渗透蒸发作用有效消除了产物抑制效应，发酵液中的酵母浓度稳定在14g／l左右，比传统乙醇发酵过程高3倍以上;发酵系统可从浓度8w％的发酵液中直接提取浓度45.2w％的乙醇溶液，有利于降低后继蒸馏操作所需要的能耗。实验所采用的新型硅橡胶复合膜具有优异的分离性能，在分离40℃、5％的乙醇-水溶液时，膜渗透通量＞1500g／m．h，分离因子稳定为9.5～10。具有较好的潜在经济效益。通过对冷凝系统的热力学分析，确定了冷凝控制温度和产品乙醇浓度之间的关系。分析和实验结果表明，控制冷凝温度可改变冷阱收集液中的乙醇浓度，从而得到指定浓度的产品。这不仅对简化食用白酒等生产过程的工艺步骤并提高产品品质有重要启示，同时也对设备设计和过程条件的选择具有参考价值。

关键词：乙醇生产连续发酵硅橡胶膜生物反应器传热及能耗分析

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硅橡胶膜膜萃取处理高浓度含酚废水

硅橡胶膜膜萃取处理高浓度含酚废水

作者：殷国监大连理工大学

学位级别：硕士

膜萃取是膜过程与液液萃取相结合的一种新型分离技术。适用于恒沸物或近沸物、挥发性有机物(VOCs)、热敏性物质、低沸点、难汽化的物系的分离。其中，利用酚类与胺类化合物水解平衡的特点，以无机酸／碱溶液作萃取液、硅橡胶膜作为分离... 详细信息

膜萃取是膜过程与液液萃取相结合的一种新型分离技术。适用于恒沸物或近沸物、挥发性有机物(VOCs)、热敏性物质、低沸点、难汽化的物系的分离。其中，利用酚类与胺类化合物水解平衡的特点，以无机酸／碱溶液作萃取液、硅橡胶膜作为分离膜的新型膜萃取技术，具有能耗低、运行条件温和、过程简单、环境污染少等优点。目前，该技术正处于工业化应用的开始阶段，仍有许多问题值得深入研究。因此，本研究以酚类化合物的代表——苯酚为模型污染物、氢氧化钠溶液为萃取液，利用硅橡胶平板复合膜(PDMS／PVDF)和均质致密硅橡胶膜(聚二甲基硅氧烷—PDMS)构造了新型膜萃取系统。主要开展了以下工作： (1)利用新型PDMS／PVDF平板复合膜构造含酚废水膜萃取体系，研究了间歇循环非稳态过程的复合膜传质动力学问题。探讨了两相流量、萃取液pH值、料液初始浓度与萃取液酚钠初始浓度、运行温度、盐离子强度等操作条件对膜萃取性能的影响。研究表明：苯酚在复合膜中的传质属膜阻控制的传质;料液流动程度加剧，有利于苯酚溶液膜萃取过程的进行;但萃取液侧流量变化对传质几乎无影响;化学反应的增强作用对传质系数影响不大;当pH＞12.5时，K不随萃取液酚钠浓度变化而变化;当苯酚初始浓度大于5.0g／L时，K是一个定值;J与温度的关系符合Arrhenius方程;K随盐离子强度的增高而增大，表明本体系尤其适于处理高浓度、高盐度含酚废水。 (2)对构造的新型PDMS／PVDF平板复合膜体系进行改进同时研究了间歇循环非稳态过程的复合膜传质问题。探讨了料液雷诺数、萃取液pH值、料液与萃取液酚钠初始浓度、运行温度、盐离子强度、跨膜压差和膜厚度等操作条件对膜萃取性能的影响。研究表明：料液流动程度加剧，有利于苯酚溶液膜萃取过程的进行;但萃取液侧流量变化对传质几乎无影响;化学反应的增强作用对传质系数影响不大;当pH＞12.5时，K不随萃取液酚钠浓度变化而变化;当苯酚初始浓度大于8.0 g／L时，K是一个定值;K随温度的升高而呈直线性提高;K随盐离子含量的增高而增大，表明本体系尤其适于处理高浓度、高盐度含酚废水;当膜两侧压差ΔP＜0.1 MPa时，压差的存在对传质几乎无影响，当ΔP＞0.1 MPa时，有利于传质但同时存在膜的致密化问题，所以应当适当控制跨膜压差;总传质系数与膜厚度的倒数呈线性关系;使用3周后的复合膜材料明显被压密，膜的使用寿命较短;该过程水通量为0.22 L／ms，不利于实际运行中苯酚的回收。 (3)采用均质硅橡胶膜卷绕式膜件，对含酚实际废水进行膜萃取研究。PDMS膜萃取山东某氯酚厂含酚废水，在膜管长度为34.8 m，料液流量3.0 L／d、萃取液温度323.2 K及pH=12.5～13.0的条件下，对于含苯酚初始浓度22g／L的含酚废水，苯酚的去除率大于98％，出水含酚浓度低于500 mg／L，运行效果稳定。表明新型膜萃取技术分离回收含高浓度苯酚废水具有良好的技术可行性。 (4)采用均质硅橡胶膜卷绕式膜件膜萃取山东焦化含酚废水，在膜管长度为34.8 m，料液流量2.0 L／d、萃取液温度323.2 K及pH值12.5～13.0的条件下，对于初始浓度1.1 g／L的苯酚废水，稳定操作，苯酚的去除率达到45％，出水含酚浓度低于700 mg／L，效果明显低于氯酚厂废水的处理效果，说明该法比较适合于分离回收含高浓度含酚废水。 (5)与传统的分离技术比较，这项新型膜萃取技术具有简单高效、产品纯度高、运行条件温和、环境污染少等优点，是一项先进有效、具有较佳环境与经济效益的含芳香化合物废水分离与回收技术。

关键词：硅橡胶膜膜萃取传质含酚废水

高硅ZSM－5沸石填充硅橡胶膜的研究（Ⅲ）──对纯溶剂的吸附、脱附及渗透蒸发性质

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高等学校化学学报 1994年第9期14卷 1267-1271页

作者：陈新平郑骅丁雅娣龙英才复旦大学高分子科学系复旦大学化学系

研究Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－Ⅰ填充ＰＤＭＳ膜对乙醇和水的吸附、脱附和渗透蒸发性质以及吸附膜中丙酮在ＤＳＣ测试中的行为。结果表明，沸石填充膜对乙醇的吸附量和渗透蒸发通量均明显高于水，且乙醇在沸石填充膜中达到吸附、脱附平衡... 详细信息

研究Ｓｉｌｉｃａｌｉｔｅ－Ⅰ填充ＰＤＭＳ膜对乙醇和水的吸附、脱附和渗透蒸发性质以及吸附膜中丙酮在ＤＳＣ测试中的行为。结果表明，沸石填充膜对乙醇的吸附量和渗透蒸发通量均明显高于水，且乙醇在沸石填充膜中达到吸附、脱附平衡的速度均快于水；且吸附在填充和不填充沸石的硅橡胶膜中丙酮的熔融温度有明显的提高，说明硅橡胶膜与有机溶剂有较强的相互作用。此外，沸石填充膜的结构在３０ｗｔ％填充量附近有一改变，表明膜中硅橡胶的连续性遭到破坏。

关键词： ZSM-5沸石硅橡胶膜吸附脱附