首页 > 最新动态 > 【会员动态】富淼TM正渗透膜浓缩 助力高品质可持续发展
最新动态
【会员动态】富淼TM正渗透膜浓缩 助力高品质可持续发展
2024-11-298


共商膜事 共谋发展


正渗透是一种渗透压差驱动的膜过程,通过半渗透膜两侧溶液的盐度不同产生的渗透压差,驱动原料液中的水分子通过半渗透膜去稀释渗透压高的汲取液溶液。正渗透过程不需要任何外界的能量输入即可发生,直到半渗透膜两侧溶液的盐度相同时才会停止。这种现象在日常生活中非常常见:譬如在腌制蔬菜或肉类时,盐或糖导致蔬菜和肉类的脱水(细胞膜是天然半渗透膜,水分从细胞膜内向膜外移动)。反渗透技术则是在较高的操作压力下(一般>7个大气压)来抵抗半渗透膜两侧的渗透压差,让水分子从高渗透压一侧透过膜进入到低渗透压的一侧。


正渗透(FO)技术与反渗透(RO)技术对比


正渗透技术最初被认为是传统海水淡化技术更有效的替代方案,过去十年里在中水回收和污水处理行业中引起了极大的兴趣。然而,这种应用方案太过复杂并且不具备成本效益,因为还需要从被稀释的汲取溶液中再次提取出纯净水。(核心原因:此方向运行过程中的产品是净水,反渗透技术可以一步法获得净水,而正渗透技术则需两步。)


但如果将原料侧脱水浓缩后的液体视为产品,而不是汲取溶液所提取出来的水,即用于高附加值原料的浓缩,正渗透则展现出巨大的商业应用价值。与液体浓缩常用的减压蒸发技术相比,正渗透对于原料液的浓缩可在低温和常压下进行,不会导致热敏性物质的降解,非常适合处理生物活性物质和食品等。另外与反渗透浓缩工艺相比,正渗透过程在常压下即可运行,正渗透膜极少出现污染和堵塞,也容易清洗恢复性能。


FO技术VS减压蒸发技术


正渗透技术可以应用在天然香料、果汁、咖啡、茶、蛋白质、酵素以及中药浓缩等多个市场。全球总市场需求空间达千亿美金,且均保持较高增长预期(香料6.6%,果汁4.8%,咖啡24%)。同时,受消费者追求健康/天然/风味物质的需求推动,以及政府层面对有机/无添加产品立法变化,FO技术越来越受到相关行业及企业的关注。


目前正渗透的主要应用重点方向在于高附加值液体物料的浓缩,常见于食品和香精香料工业中,目前这些物料的脱水浓缩是通过减压蒸发来完成的。采用温和的正渗透技术会使营养、颜色、香气和其他有效成分的比例升高获得高质量浓缩物,同时显著降低能耗和碳排放以及运输和仓储成本。


正渗透在锂电池回收和盐湖提锂行业中也有着极具潜力的应用前景,通过与高选择性的纳滤膜过滤过程耦合,可达到最大化的锂离子分离与富集效果,大幅降低絮凝剂消耗和环境破坏压力。


正渗透膜具备极强的抗污染能力,因此可用于难处理工业污水和高危废水的减量化处理,通过在蒸发系统前加正渗透浓缩系统,工业污水先被浓缩使其体积减少80% - 95%。这样就大大减少了进入蒸发系统的工业污水。该方案可以大幅节省整个系统的运行成本。蒸发系统的蒸馏液和正渗透浓缩系统的淡水都可以回收利用,实现了水的全回收利用和零排放。



苏州富淼膜科技有限公司(富淼膜)是一家集膜材料、膜元件及膜设备研发、生产制造于一体的高新技术企业,公司在2023年底与新加坡工程院王蓉院士团队签订了中空纤维正渗透膜技术合作协议,获得该项技术协议在国内的独家授权。并聘请新加坡国家膜技术中心高级研究员石磊博士作为公司首席科学家,负责正渗透技术的导入和公司其他膜产品的研发。



王蓉院士和石磊博士团队在2010年世界首先成功发明了选择渗透性能可以媲美生物膜的聚合物薄膜,兼备高效分离性能和低传质阻力,实现正渗透膜研发上的重大突破。因在正渗透膜技术方面的卓越研究和创新应用,王蓉教授在2016获得了沙特苏丹?本?阿卜杜勒?阿齐兹国际水奖(PSIPW)下的替代水资源奖,并在2022年获得新加坡总统科技奖;石磊博士在2013年获得“Prosper.Net-Scopus 青年科学家奖”,在2019年获得新加坡年度国庆奖章之效率奖。



历经一系列精心筹备与不懈努力,2024年6月富淼膜成功实现了正渗透技术的全面引入与整合,构建起先进的生产设备体系,并攻克了一系列技术难关。目前,富淼膜已经具备生产八英寸工业级正渗透膜组件的能力,该组件具备32平方米的有效膜面积,在标准测试环境下,每小时可从原料液中高效分离出200升清水。





2024年7月,富淼膜成功为国内一家蛋白质产品生产企业部署并成功试运行了首套正渗透膜设备系统,整个项目已于2024年9月底全面竣工,该系统展现出了卓越的性能,顺利达成了每日浓缩160吨原料液的产能目标。



此项目正渗透膜设备一经启动,便迅速替代了客户原先采用的多效+单效蒸发工艺,不仅显著提升了生产效率,更实现了每日约1万元人民币的运行成本节约。更为重要的是,这一转变还大幅节约了运营能耗,彰显了富淼对于绿色、可持续发展承诺的实践。

-END-


《2023-2024中国膜产业发展报告》



点我访问原文链接