在抗生素（头孢类、硫酸连杆菌类、青霉素类、红霉素类等）、有机酸（赖氨酸、谷氨酸、L-乳酸柠檬酸、核苷酸等）、酶制剂（植酸梅等）以及其它医药和食用产品的生产中，采用陶瓷膜超滤技术替代板框、转鼓、离心、硅藻土等传统过滤工艺进行发酵液的菌体和大分子脱除，有以下突出优点：

1.发酵液的澄清过滤技术 在抗生素（头孢类、硫酸连杆菌类、青霉素类、红霉素类等）、有机酸（赖氨酸、谷氨酸、L-乳酸柠檬酸、核苷酸等）、酶制剂（植酸梅等）以及其它医药和食用产品的生产中，采用陶瓷膜超滤技术替代板框、转鼓、离心、硅藻土等传统过滤工艺进行发酵液的菌体和大分子脱除，有以下突出优点： »高效成分收率高，比采用传统过滤方式提高5-12％； »分离精度高，透过液杂质含量少、澄清透明，减轻后续处理难度； »浓缩倍数高，大大降低水使用量，废水排放量少； »连续工作时间长，再生简单高效，费用是有机膜的1/5-1/10； »膜元件使用寿命长，是有机膜的3-10倍； »配套的纳滤浓缩，形成膜集成系统。 陶瓷膜在发酵工业中已成功应用，并取得了开创性的成果： »建立了膜污染形成的动力学方程，解决了膜污染问题，开发出专用的膜清洗再生方法； »有效解决了目标产物的降解和失活问题； »通过改变常规物料洗水方式，有效提高了膜的渗透通量和抗污染性，减少了洗水用量，提高了目标产物的收率；正是这些问题的解决，实现了陶瓷膜在生物发酵行业的规模应用。 2.氨基酸生产中的应用技术 在谷氨酸发酵液除菌中的应用： 采用陶瓷膜进行谷氨酸发酵液的除菌，不仅可以回收蛋白，而且可以显著降低离交过程的洗水量，同时降低污水处理负荷。将陶瓷膜应用于谷氨酸发酵液除菌过程，可实现除菌、洗菌、浓缩过程连续化操作。 乳酸生产中的应用： 目前，已经开展了将陶瓷膜应用于乳酸工业生产的技术研究和市场推广工作。陶瓷膜技术与活性炭吸附技术集成应用于乳酸工业生产中，能起到克服传统乳酸生产工艺中的流程长、处理难度大、能耗高、成本高、产品纯度低等缺陷，对提高产品竞争力将有重要的意义。 甘氨酸净化中的应用： 甘氨酸又名氨基乙酸，溶于水，微溶于乙醇，是食品、医药、化工等重要原料之一。采用陶瓷膜分离技术去除工业级甘氨酸中的微量悬浮杂质，以得到食品级、医药级甘氨酸产品。 该技术已实现了工业化应用，工业化装置为两套各8 m2的陶瓷微滤膜设备，用于甘氨酸净化过程中粉末活性炭的去除，年处理3000吨甘氨酸，目前该装置已稳定运行一年，平均通量800 l•m-2•h-1；膜再生方便，清洗周期约1个月，采用纯水冲洗即可，同时清洗后水还可用于生产过程中。采用陶瓷膜微滤净化后，甘氨酸产品经高倍显微镜检测未发现残余活性炭粒子，完全满足了出口的质量要求。 3.中药生产及植物提取技术 传统中制药剂采用水提醇沉加蒸发工艺，周期长、建设成本高、能耗大、收率低、操作环境差、环境污染严重、三废治理成本高。 用无机陶瓷膜对中药水提液进行澄清处理有显著优点：水提液无须冷却可直接过滤，减少生产环节，膜的再生方便；除菌彻底，膜本身可直接高温灭菌；无论中药水提液性质如何，对膜本身没有影响；对中药有效成份基本无截留等。 陶瓷膜用于中药生产和植物提取的显著特点： ▲降低防爆等级，基础建设和生产线投资费用少，利于安全生产； ▲减少工序，缩短生产周期； ▲节省溶媒，降低原料成本和治污成本； ▲有效成分降解和流失少，色素等不增加； ▲能同时去除悬浮颗粒，菌体、鞣质、淀粉、胶体、蛋白、部分色素等大分子，澄明度高； ▲膜元件寿命长、再生简便费用低，操作过程稳定，产品质量能得到充分保证； ▲配套纳滤浓缩，形成膜集成系统。

　无机陶瓷超滤膜是固态膜的一种，主要是Al2O3，ZrO2，TiO2和SiO2等无机材料制备的多孔膜，孔径2~50nm。具有化学稳定性好，能耐酸、耐碱、耐有机溶剂；机械强度大，可反向冲洗；抗微生物能力强；耐高温；孔径分布窄，分离效率高等特点，在食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金行业等重要行业有着极其广泛的应用前景。无机陶瓷超滤膜的

超滤技术主要用于含分子量100～1000,000的物质的分离，是目前应用最广的膜分离过程之一。超滤是通过膜的筛分作用，将溶液中粒径大于膜孔径的大分子溶质截留，使小分子组分透过超滤膜，达到分离目的的膜过程。超滤作为一种新型高效的膜分离技术，具有无相变、操作条件温和、无第三组分引入、工艺流程简单等优点，可代替传统的分离技术，如精馏、蒸发、萃取、结晶等过程，但是超滤过程中的膜污染严重限制了超滤在分离领域的更广泛应用。国际纯粹和应用化学协会 IUPAC 将膜污染定义为由于悬浮物或可溶性物质通过物理化学作用或者机械作用，在膜的表面及膜孔内部吸附或沉积，导致膜孔堵塞或变小、膜通量降低的过程。目前，解决高分子超滤膜污染的根本途径是开发低污染超滤膜，包括开发新型高分子材料及对现有超滤膜进行表面改性。前者制膜成本较高，并在大规模应用上存在困难。而对现有膜进行表面改性则成为解决高分子超滤膜膜污染的有效途径。

果汁生产中，在处理压榨过的或预过滤过的果汁澄清方面，微滤和超滤都已达到规模化应用水平。传统的果汁处理工艺包括浆果的粉碎、压榨、粗滤液的过滤和精加工，这些过程需要添加处理剂，如压榨助剂、过滤助剂等。

在石化和化工生产中，催化剂的应用非常广泛，反应后一般需要对产物和催化剂进行分离。由于无机陶瓷膜具有良好的耐热、耐化学溶剂和较好的机械强度，在石化和化工生产的催化剂回收方面显现了突出的优势，已经在多个厂家得到应用。

1.果汁浓缩和澄清技术 果汁生产中，在处理压榨过的或预过滤过的果汁澄清方面，微滤和超滤都已达到规模化应用水平。传统的果汁处理工艺包括浆果的粉碎、压榨、粗滤液的过滤和精加工，这些过程需要添加处理剂，如压榨助剂、过滤助剂等。 无机膜技术的应用对于提高果汁质量、降低操作成本是很有意义的。其一，超滤能将过滤和压榨结合在一个单元里操作，降低了生产成本。其二，无机膜处理有利于保持了果汁的原汁原味。其三，无机膜在果汁过滤中，具有渗透通量较高、蛋白质吸附少，机械强度好、耐高压反冲洗和过程中不变型以及热稳定性好可进行高温原位消毒等优点。 苹果汁的澄清 利用陶瓷膜澄清苹果汁是工业上广泛应用并获得成功的实例之一，陶瓷膜较长的使用寿命以及过滤后产品的风味和芳香不变等性能，使该技术优于其它分离技术如硅藻土过滤、高分子膜过滤等。 其它果汁的澄清 （1）红莓子果汁的澄清：应用陶瓷膜进行红莓子果汁的澄清已商业化。 （2）番茄汁生产中的应用：集成膜工艺在新型番茄汁的生产和浓缩领域有很好的应用前景，在微滤浓缩时，渗透通量变化不大，浓缩因子可达到2.5，进一步采用反渗透膜可将果汁浓缩到14-15Brix（白利糖度），渗透通量在20 l•m-2•h-1。 2.牛奶工业中的应用技术 无机陶瓷膜在食品领域的第一次工业规模化应用是乳清蛋白的浓缩，接着是牛奶蛋白的标准化，目前无机陶瓷膜在牛奶工业中的应用主要有除菌、乳清蛋白浓缩物的回收、牛乳的浓缩等，目前国外已经实现了工业化。 无机陶瓷膜在牛奶工业中的应用主要是超滤和微滤膜。微滤膜截留脂肪、细菌及大分子酪蛋白，透过乳蛋白、乳糖、盐类等相对分子量较小的物质，超滤膜截留液中则含有大部分乳蛋白，只有小分子物质如乳糖、可溶盐及非蛋白氮可透过膜。分离过程中影响膜通量的主要因素是浓差极化和膜污染，膜污染不仅降低膜通量，而且对截留液或渗透液的质量产生影响。污染物的主要成分是蛋白质、脂类和钙盐，膜污染在很大程度上取决于料液组分与膜面的相互作用，蛋白吸附是膜污染的主要因素之一，膜污染可通过化学清洗消除，酸性清洗剂通常采用硝酸（0.5％）或磷酸，碱洗则用氢氧化钠（0.1％），根据体系的特点也有采用其它化学清洗剂如过氧化氢、次氯酸钠等进行清洗。 陶瓷膜在牛奶行业的应用主要在以下几个方面： 1、牛奶的微滤除菌 2、全奶或巴氏杀菌奶的浓缩 3、蛋白质标准化 4、乳清蛋白的浓缩 5、酸奶的浓缩 6、牛初乳除菌中的应用 3.啤酒酿造过程中的澄清和分离技术 无机陶瓷膜应用于啤酒生产中主要是菌体去除以澄清啤酒和从罐底沉积物中回收啤酒。 细菌或微生物的存在会影响啤酒的风味并缩短其保质期，传统的过滤方法是采用硅藻土等进行过滤，该法可以去除酵母和一些细菌，但对细菌的截留去除并不理想，因此，在罐装前还需要巴氏杀菌以杀死细菌或微生物，由于涉及高温热处理，往往导致一些芳香化合物的氧化，影响啤酒的风味，同时杀菌后菌体并未彻底去除。 多孔无机陶瓷膜的错流微滤技术在替代巴氏杀菌、直接进行啤酒的澄清过滤方面是一种有广阔前景的新技术，采用该技术可避免啤酒的热处理，既达到除菌澄清的目的，又保证了啤酒的风味和口感。 技术特点： ▲可以从废弃的酵母中回收啤酒 ▲可完全去除酒中的各类微生物、酵母、果胶、悬浮颗粒及其他影响酒质的微生物 ▲产品中极易受损的醇香物质又不会受到任何破坏，可实现酒类的直接罐装 ▲获得色泽透亮且具有较长货架期和高品质的酒产品 ▲使得制酒过程变得卫生、简单、经济 ▲分离效率高，过滤效果稳定 ▲陶瓷膜耐酸、碱、有机溶剂及氧化剂，再生性能好，膜使用寿命长 4.葡萄酒工业中的应用技术 葡萄酒制作过程极为复杂，其中需要几个澄清过程来稳定酒质。传统的分离方法包括倾析、澄清精制、冷处理和过滤。经过倾析过程，可除去酒中如葡萄、酵母、蛋白、多肽、果胶、胶、不稳定的葡萄颜料、单宁及其它都能导致酒质混浊的悬浮胶体粒子，从而增加口感和澄清度。 精制澄清用于酒生产过程中的多个阶段，包括压榨果汁中酚类的去除、发酵后酒中蛋白质的降低以及装瓶之前新酒的苦涩味的降低。过去比较好的分离方法是用少量的精制澄清清洗剂吸附粒子或中和带点粒子使其絮凝和沉降，得到清澈的酒汁，冷处理能使酒食酸氢钾和酒食酸钙的晶体沉积，传统的过滤步骤包括硅藻土的初过滤、精过滤和有机膜分离菌体。 随着陶瓷膜技术的发展，可以采用陶瓷膜错流微滤和超滤技术代替澄清、除菌和原料酒的稳定处理，使制酒过程变的既简单经济又能保持酒的醇香风味。和国内葡萄酒生产企业合作，开发出用于葡萄酒除菌澄清陶瓷膜新技术。 技术特点： ▲可完全去除酒中的各类微生物、酵母、果胶、悬浮颗粒及其他影响酒质的微生物 ▲产品中极易受损的醇香物质又不会受到任何破坏，可实现酒类的直接罐装 ▲获得色泽透亮且具有较长货架期和高品质的酒产品 ▲使得制酒过程变得卫生、简单、经济 ▲分离效率高，过滤效果稳定 ▲陶瓷膜耐酸、碱、有机溶剂及氧化剂，再生性能好，膜使用寿命长 5.大豆深加工技术 大豆深加工主要是指从大豆中提取油脂、大豆异黄酮、大豆分离蛋白、大豆乳清蛋白、大豆低聚糖、大豆磷脂、大豆蛋白肽、脱脂豆粉、食用纤维素等，目前的传统工艺多采用硅藻土过滤、板框过滤或离心分离，这种方法劳动强度大，分离精度低，产品收率低，后续操作水洗量大，废水排放量大。 采用无机陶瓷膜过滤加有机纳滤膜集成技术用于大豆深加工，克服了以上难题，使产品分离精度大为提高，可充分利用大豆加工副产物（如豆渣、豆皮、大豆乳清水），大大提高大豆产业链的产品附加值，为大豆深加工企业带来新的获利方式。 技术特点： ▲可从大豆加工副产品中提取大豆异黄酮、大豆分离蛋白、大豆乳清蛋白、大豆低聚糖、大豆磷脂、大豆蛋白肽等 ▲分离精度高，透过液杂质含量少、澄清透明，减轻后续处理难度 ▲配套纳滤浓缩，形成膜集成系统 ▲连续工作时间长，再生简单高效 ▲膜元件使用寿命长，运行成本低 ▲全自动控制，半自动和手动系统兼备，劳动强度低

1.催化剂回收技术 在石化和化工生产中，催化剂的应用非常广泛，反应后一般需要对产物和催化剂进行分离。由于无机陶瓷膜具有良好的耐热、耐化学溶剂和较好的机械强度，在石化和化工生产的催化剂回收方面显现了突出的优势，已经在多个厂家得到应用。 与传统的沉降、板框过滤、离心分离所不同的是，陶瓷膜的催化剂与反应产物的固液分离中主要采用错流过滤方式。需分离料液在循环侧不断循环，膜表面能够截留住分子筛催化剂，同时让反应产物透过膜孔渗出。由于流体流动平行于过滤介质表面，使过滤阻力大大降低，从而可在较低的压力下保持较高的渗透通量，使过滤操作可以在较长时间内连续进行，使浓缩液催化剂固含量达到一个较高的水平。 传统催化剂分离方式的缺点： ▲催化剂流失量大，利用率低； ▲产品中催化剂含量易超标，影响品质； ▲催化剂再生不易彻底，使用寿命短； ▲自动化程度低、劳动强度大，多为间歇反应。 陶瓷膜分离技术应用于催化剂回收和再生的优点： ▲可回收超细粉体、纳米催化剂； ▲陶瓷膜可耐高温、耐有机溶剂、耐强酸强碱，可在绝大多数反应中应用； ▲产品中催化剂含量极少，提高产品品质； ▲催化剂损失率低，降低生产成本； ▲催化剂再生效果好，重复使用次数提高，延长催化剂寿命； ▲可实现全密闭自动化连续生产。 该技术已经在巴陵石化、蚌埠八一、金坛华阳化工厂、连云港三吉利化工有限公司等企业成功应用。 2.超细粉体陶瓷膜处理技术 在化工等领域，经常面临粉体颗粒悬浮液的固液分离过程。随着科技的进步，粒子的尺度逐渐趋于超细化，超细粒子的固液分离，特别是固液非均相高效分离极为困难。由于微粒的布朗运动，传统的重力沉降几乎无法使用。 以滤布为过滤介质的各类过滤技术，一方面由于过滤介质的制约，对超细颗粒过滤的截留性能差，产品流失严重，另一方面它是靠滤饼颗粒的架桥作用来实现颗粒的截留，如果颗粒越小，形成的滤饼层就越致密，随着滤饼层的不断增厚，过滤阻力大，过滤速度越来越小，滤饼的洗涤也十分困难，洗涤效果差，操作劳动强度大。离心分离难以实现大型化，一般的工业离心机只能分离微米级的颗粒，而且离心洗涤操作复杂，劳动强度大，效率低。水力旋留器也是依靠离心力的作用，使固体颗粒进行分离，但是主要用于液相湿法分级，而且其分离的临界粒径一般在10微米以上。 近年来发展的无机陶瓷膜在液体分离领域应用日益广泛，它独特的错流过滤方式，优异的物理、化学性能和机械强度，为超细粉体的生产提供了新型的分离和洗涤技术。 无机陶瓷膜具有耐腐蚀，机械强度高，孔径分布窄等突出优点，并且清洗方便，膜通量高，使用寿命长。处理粉体洗涤和浓缩时具有操作稳定，通量高，出水水质好，占地面积小。 陶瓷膜回收硫酸法生产钛白粉中废酸和废水中的钛白颗粒实例： 钛白粉是重要的化工产品，可广泛的用于涂料、塑料、造纸、化纤、橡胶、搪瓷等行业。硫酸法钛白粉生产工艺中最大的问题在于废酸、废水的排放量大，导致严重的环境污染。而随废酸、废水排放，则带去价格昂贵的偏钛酸粒子和TiO2粒子。由于这些粒子粒径小，常规的液固分离无法全部回收这部分粒子，排放后既污染环境又造成经济。使用陶瓷膜可以回收90％以上的钛白粒子，料液增浓后回上片槽处理，而渗透得到澄清的稀硫酸的溶液可回用，为陶瓷微滤膜在钛白粉水洗液的工业应用奠定了基础。 3.化工产品的净化与回收技术 无机膜除了在环保、食品、生物制药等行业得到了广泛的应用和开发外，在其它工业过程如化工、石油化工、新材料等方面日益受到重视，其应用涉及产品的净化与回收，对于提高产品质量和收率，降低生产成本具有重要的作用。公司已经为多家企业成功设计制造了相关陶瓷膜和有机膜工业装置，目前主要应用在以下领域： 1、钛白粉产品的回收 2、陶瓷工业的物料回收 3、纳米二氧化硅洗涤纯化 4、纳米氧化钛、氧化锌、氧化铝等氧化物的洗涤纯化 5、纳米碳酸钡等纳米无机盐的洗涤纯化 6、纳米高岭土、蒙脱石等矿物的洗涤纯化 7、纳米药物的洗涤纯化 8、纳米钛硅分子筛的洗涤 9、纳米催化剂的洗涤、截留 10、环保纺织助剂的洗涤纯化 11、荧光增白剂洗涤脱盐

项目基于国家“十一五”重大水专项“引黄水库水超滤膜处理集成技术研究与示范” 课题，突破了多项超滤膜应用的关键技术，建设了我国首座 10 万吨 / 日的大型城镇超滤组合工艺饮用水处理厂示范工程，以超滤为核心的组合工艺具有良好协调除污染效能，显著提高了饮用水水质，大幅度降低了 生物污染风险，有机污染也得到有效控制，为超滤技术在我国饮用水处理领域的大规模应用提供了技 术支撑和工程示范 。课题成果作为 “十一五” 水专项的标志性成果，在 CCTV《新闻联播》报道。成果在国家会议中心举行“十一五”国家重大科技成就展中参展，并入选《  “十一五”国家重大科技成就展成果汇编》。