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无机陶瓷超滤膜在食品和饮料行业中的应用
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
南京工业大学 2021-01-12
无机陶瓷超滤膜在化工行业中的应用
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
南京工业大学 2021-01-12
中央台、边台专用碟形陶瓷台面(一体成型)
陶克板类型:中央台、边台专用碟形台面(一体成型)   产品名称: 中央台、边台专用碟形台面 产品型号: TOOK D06 适用范围:中央台、边台、仪器台等 釉面色泽:多色可选   主要成分及优势: 1.8m长碟形陶瓷台面,极大提高了台面用材率,从源头节约资源成本。 一体成型阻水边(非加工粘贴而成),有效避免了试剂不慎外溢到实验员身上或地面造成伤害的问题。   由高岭土、蓝瓷土、长石等硅酸盐材料,表面釉料采用了进口原料,经1280℃长时间高温煅烧,陶克板由于材料属性不耐氢氟酸,可抵御(除氢氟酸等同类型化学试剂)任何强酸强碱及有机溶剂腐蚀,其耐高温、耐污染、抗辐射、抗细菌、抗釉裂等性能良好,是目前国内乃至全球实验室台面的最佳材质选择。   如何判断优质陶瓷台面 釉面:表面平整度、抗釉裂性、耐腐蚀性能、表面耐划痕等级、有无瑕疵、色饱满度如何。 烧制温度:是否达到1250℃的磁化烧制温度(低于此温度的板材无法瓷化,未瓷化的陶瓷板容易断裂 ,陶克板是1280℃烧制而成。) 耐污染指标:是否符合国家检测标准。 辐射限量指数:是否低于国家限量标准。    
陶克基业(北京)科技有限公司 2022-04-18
一种用于内燃发电增程式电动车的整车能量管理控制器
本发明公开了一种用于内燃发电增程式电动车的整车能量管理控制器。本发明中的微控制器MCU利用自身功能端口,通过ICE负荷调整电路检测和控制内燃机ICE,通过ISG整流与逆变电路检测和控制起动发电一体机ISG工作;通过蓄电池SOC、驱动需求功率检测电路读取当前蓄电池充放电状态、驱动电机及其控制器放电状态;通过双向DC/DC电路调整增程器和蓄电池两端电压比,优化增程器内燃机运行工况;控制器电源调整电路为控制器中各模块提供所需工作电源。本发明可根据当前蓄电池的剩余电量水平和整车驱动需求功率起停增程器、调整增程器输出功率和运行工况、协调蓄电池充放电管理,在整车能量管理上实施最优控制。
浙江大学 2021-04-11
一种高强度抗静电增塑聚氯乙烯透明薄膜及其制备方法
本发明公开了一种高强度抗静电增塑聚氯乙烯透明薄膜及其制备方法,该透明薄膜综合性能优异,具有高力学强度、高弹性、高可见光透过率、低雾度、耐寒性好、耐水抽出、抗静电效果长期稳定等综合性能优异等特点,由于配方不使用PNBR等高成本的原料,配方相对简单、制备工艺简化,有效降低了该功能薄膜的制造成本。本发明的高强度抗静电增塑聚氯乙烯透明薄膜,其由以下质量配比的原料制成:聚氯乙烯树脂100份、抗静电剂增塑剂30~45份、非抗静非耐寒型增塑剂10~25份、耐寒增塑剂10~15份、离子液体聚合物2.0~3.5份、液体复合热稳定剂1.0~1.5份、加工助剂0.5~1.5份、润滑剂0.3~0.5份。
南京工业大学 2021-01-12
基于几何误差补偿和测距调整提高车床加工精度的方法
本发明公开了基于几何误差补偿和测距调整提高车床加工精度 的方法。通过激光干涉仪对导轨运动过程进行测量,得出导轨在 Z 轴 的直线度和 X 轴的定位误差;由激光位移传感器测量刀具和被加工轴 的距离,再通过误差辨识算法来计算真实的平行度误差;通过误差补 偿和调整的方法减小各误差项。本方法由误差辨识算法来计算刀具相 对工件轴的平行度误差,通过激光位移传感器和激光干涉仪测得的各 项误差,并进行误差补偿和调整的方法来提高精度,具有精度高,加工效率高等优点。
华中科技大学 2021-04-14
高效换热装备及其耐腐蚀石墨烯复合涂层
市场背景1:根据中国机械工业联合会统计,基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长,我国换热器产业在未来一段时期内将保持稳定增长。预计 2010 年至 2020 年期间,我国换热器产业将保持年均 10-15%左右的增长速度,2015 年,我国换热器产业规模已突破 880 亿元,到 2020 年我国换热器产业规模有望达到1500亿元。 市场背景2:2016年国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,“突破石墨烯产业化应用技术”被写入规划。2017年1月《新材料产业发展指南》正式公布,石墨烯成为新材料产业发展的先导性产业。据前瞻研究院数据显示,2017年我国防腐涂料(常规防腐涂料和重防腐涂料)全年产量达到561万吨,占涂料总产量的27%左右。2013年以来,涂料产量年均增长率在5.5%左右,而我国防腐涂料达到12%左右,是增长最快的涂料品种之一;2018年防腐涂料总产量或达到600万吨以上,2020年总产量可突破700万吨。
同济大学 2021-02-01
水稻机械化精量穴直播技术与装备
受农村劳动力的转移、劳动力成本的攀升、农业生产资料价格的上涨等因素的影响,农民对轻简化水稻种植方式的需求越来越强烈。水稻机械化精量穴直播是一种轻简化种植方式,越来越受到农民的欢迎。然而,江西水稻品种繁多,物理机械特性差异大,尤其是超长粒型的优质籼稻的推广,现有直播机具难以满足精量播种的农艺要求。 针对上述问题,江西农业大学工学院基于容积深度可调的技术思路,设计了一种播量无级可调型孔式排种器,实现了不同粒型稻种每穴3~8粒无级可调,并根据江西土地资源条件,研制了与高速乘坐式和手扶式插秧机动力底盘配套的水稻精量直播机。同时,在都昌、鄱阳、安远、信丰、新建、万安、高安、上高、修水等20余个县(市、区)开展了早、中、晚稻机械化穴直播技术与机具的试验示范与推广应用。 实践结果表明,相较于人工撒直播,亩均增产25-75公斤,抗倒伏能力显著提高;相较于机插秧,亩产无显著性差异,抗倒伏能力基本一致,亩均节本增效100多元。并初步形成了适宜江西区域早、中、晚稻机械化穴直播条件下的品种搭配、茬口安排、稻田耕整、种子处理、播种作业要求、鸟鼠害防治与杂草防除等生产技术措施,对提升我省水稻种植机械化水平及综合效益具有重要意义。
江西农业大学 2021-05-05
大型液压滚动式宽厚板剪切技术与装备
基于自主技术首创出大型液压滚动式宽厚板剪切技术与装备,发明了液压缸驱动复合连杆机构的钢板滚动式剪切新方法,实现了宽厚板全规格范围内的纯滚动剪切,解决了剪切轨迹不能随钢板规格调整这一问题。发明了新型11杆液压滚动剪切机构和整机结构,解决了设备重量随剪切钢板宽度和厚度增大而急剧增加的难题。发明了液压滚动式金属板剪切机的液压系统及其控制方法,实现了宽厚板纯滚动剪切。发明了液压滚动式金属板剪切机抗偏载液压缸及其卧式增力结构与位姿设计方法,提高了液压伺服系统的可控性和运动平稳性。 该设备具有结构简单、重量轻、安装调试周期短等优点;同机械滚切剪相比,传动机构省去了主电机、减速机、曲轴等驱动装置,设备重量和投资降低40%以上;采用卧式液压缸增力机构,装机功率降低35%,极大降低了设备的采购、使用和维护成本。
太原科技大学 2021-05-04
高效换热装备及其耐腐蚀石墨烯复合涂层
项目成果/简介:市场背景1:根据中国机械工业联合会统计,基于石油、化工、电力、冶金、船舶、机械、食品、制药等行业对换热器稳定的需求增长,我国换热器产业在未来一段时期内将保持稳定增长。预计 2010 年至 2020 年期间,我国换热器产业将保持年均 10-15%左右的增长速度,2015 年,我国换热器产业规模已突破 880 亿元,到 2020 年我国换热器产业规模有望达到1500亿元。 市场背景2:2016年国务院印发《“十三五”国家战略性新兴产业发展规划》,“突破石墨烯产业化应用技术”被写入规划。2017年1月《新材料产业发展指南》正式公布,石墨烯成为新材料产业发展的先导性产业。据前瞻研究院数据显示,2017年我国防腐涂料(常规防腐涂料和重防腐涂料)全年产量达到561万吨,占涂料总产量的27%左右。2013年以来,涂料产量年均增长率在5.5%左右,而我国防腐涂料达到12%左右,是增长最快的涂料品种之一;2018年防腐涂料总产量或达到600万吨以上,2020年总产量可突破700万吨。应用范围:目前国内外水蒸气空气预热器基本都是翅片管式,节能效果有待提高; 目前国内外成熟的蒸发式冷凝器基本都是管状或椭圆状,紧凑度不高,单位面积热负荷有待提高,特别针对化工产品如甲醇汽冷凝,要求系统压降低和尾气回收等指标,难以达到; 目前国内外烟气空气预热器基本采用管式,或回转式,管式占地面积达,换热系数不高,回转式漏风严重并且维修成本较高; 目前国内外解决金属表面腐蚀问题,基本采用搪瓷涂层,但搪瓷涂层导热系数低,不到1 W/(m·k)左右,而且搪瓷由于应力及金属与搪瓷线膨胀系数不一致,易导致崩瓷现象。项目阶段:批量生产效益分析:1)新型板式水蒸气空气预热器。与翅片管相比,节约水蒸汽15-30%,该项目目前属产业化阶段; 2)新型中间排液板式蒸发式冷凝器。与普通蒸发式冷凝器相比,节电节水30%,系统压降降低约0.1MPa,该项目目前属产业化阶段; 3)新型板式空气预热器。燃煤、燃气及燃油锅炉空预器,节能减排效果明显,该项目目前属产业化阶段; 4)耐腐蚀耐磨超导热疏水性石墨烯复合涂层。解决各领域换热设备表面的腐蚀问题,导热问题及结垢问题,节能减排效果明显。该项目目前属产业化阶段。
同济大学 2021-04-10
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