双极膜电渗析提取乳酸的影响因素
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海南双极膜电渗析海南双极膜电渗析是一种利用膜分离技术进行物质分离的方法。
它是在电场作用下,通过膜的选择性渗透作用,将溶液中的离子或分子分离出来的一种方法。
双极膜电渗析技术在海南地区得到了广泛应用,并在水处理、海水淡化、废水处理、生物医药等领域取得了显著的效果。
双极膜电渗析技术的原理是基于膜的渗透性和电场的作用。
膜是由一层或多层选择性渗透性材料组成的,可以选择性地让溶质通过,而阻止其他组分通过。
在电场作用下,正负极电解液分别注入到两侧的电解槽中,形成电场。
当电解液中的离子或分子进入膜孔时,根据其电荷性质和大小,会受到电场力的作用,使其向相应的极板迁移。
通过调整电场强度和膜孔大小,可以实现对不同离子或分子的分离。
海南双极膜电渗析技术具有许多优点。
首先,它可以高效地分离多种离子或分子,具有很好的选择性。
其次,该技术操作简便,设备成本低,能耗小。
另外,该技术对处理水质的适应性强,可以处理高浓度的溶液,适用于不同的应用场景。
此外,双极膜电渗析还可以实现连续操作,提高了处理效率。
在海南地区,双极膜电渗析技术在水处理领域得到了广泛应用。
海南是一个海岛省份,水资源相对紧缺。
海水淡化成为解决供水问题的重要途径之一。
双极膜电渗析技术可以有效地去除海水中的盐分,使其变为可以使用的淡水。
此外,海南还有许多海水养殖场和海洋化工厂,产生大量的含盐废水。
通过双极膜电渗析技术处理这些废水,可以回收水资源和有价值的溶质,同时减少对环境的污染。
除了水处理领域,双极膜电渗析技术在生物医药领域也有应用。
例如,在药物制剂过程中,通过双极膜电渗析技术可以实现对药物溶液的浓缩和纯化,提高药物的纯度和产量。
此外,在生物分离和纯化过程中,双极膜电渗析技术也可以起到重要的作用。
海南双极膜电渗析技术是一种高效、经济、环保的物质分离方法。
在水处理、海水淡化、废水处理和生物医药等领域具有广泛的应用前景。
随着科技的不断进步和创新,相信双极膜电渗析技术在海南地区将会发挥更大的作用,为当地的可持续发展做出更大的贡献。
电渗析双极膜
双极膜是一种电渗析设备,它具有高效率、低成本、良好的环境
友好性和安全性等优点。
由两端的聚合物或涂层的膜片构成的双极渗
析设备可以将非极性物质从溶液中分离出来,而不会增加溶液的温度。
双极膜的原理是在放电过程中利用电流的拉力效应。
在电解质膜
的电渗析过程中,外来的电子会影响双极膜的电位差,并引发分子离
子交换反应,最终使得一种物质逐渐从一端浓度减弱,从而封闭其另
一端,使另一种物质在另一端附近形成高浓度,使其另一端阻止物质
的穿越,从而实现高效分离。
双极膜可应用于水处理、医药、食品加工等行业,能有效地剥离
微量有机物、有机磷、营养素、氯代物等有害物质。
此外,它还可以
用于水质处理、污染物去除、医疗废水回用、废泥分离等应用领域。
双极膜有着极高的吸附和分离效率,具有体积小、反应速度快、
温度可调、操作简单等优点。
其有效使用电能,无需使用其他能源,
安装和运行费用较低,有利于节约能源,环境友好。
双极膜是解决水处理、作物补钾、废水回用等技术难题的首选设备,是一项创新性的应用技术。
它在保证水体卫生的同时,提高水的
利用率,改善水质,是人类社会的发展和经济的必要组成部分。
双极膜电渗析技术总结我跟你说啊,这双极膜电渗析技术啊,可太有意思了。
我就像发现了一个大宝藏一样,满心欢喜又有点小得意。
我第一次接触这技术的时候,就像进了一个满是神秘机关的屋子。
那一堆设备摆在那儿,各个零件就像是有着自己小心思的小玩意儿。
我瞅着那些双极膜,它们就静静地在那儿,看起来普普通通的,就像大街上那些貌不惊人的路人。
可是啊,你可别小瞧了它们。
我在研究的时候,就跟周围的同行们唠。
有个老哥,长得那叫一个瘦啊,眼睛还特别大,像个好奇的猫头鹰似的。
他瞅着那些设备,挠挠头说:“这玩意儿能有啥大本事?”我就白了他一眼,心里想这人真是不懂行。
我就跟他说:“你可别这么看,这双极膜电渗析技术啊,就像一个超级魔法师。
”他眼睛一瞪,满脸的不相信,说:“魔法师?你可别瞎扯了。
”我也不生气,就开始给他讲。
你看啊,这双极膜电渗析技术在水处理方面,那就是一把好手。
就好比在一池子脏水里面,有好多调皮捣蛋的杂质离子,它们就像一群不听话的小孩子在那瞎闹。
这双极膜呢,就像是一个严格又有办法的老师,把那些离子一个个分开,让水变得干干净净的。
我还看到在化工生产里,这技术也是神通广大。
就像在一个乱糟糟的大工厂里,各种化学物质混在一起,乱得像一锅粥。
这双极膜电渗析技术进去了,就像是一个整理大师,把有用的东西挑出来,没用的东西放一边。
那工厂里的人啊,一开始也是半信半疑的,就像我那瘦老哥一样。
他们看着那些设备,在那嘀嘀咕咕的。
有个小年轻,脸上还带着青春痘呢,怯生生地问我:“叔,这真能行?”我就拍拍他的肩膀,信心满满地说:“小伙子,你就瞧好吧。
”这技术在运行的时候啊,会发出一些嗡嗡的声音,就像一群小蜜蜂在那小声嘀咕。
我就站在旁边,看着那些仪表的数据跳动,感觉就像是在看一场精彩的表演。
有时候数据有点波动,我就像个着急的家长,心里七上八下的,担心是不是出了啥问题。
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而且啊,这双极膜电渗析技术还在不断发展呢。
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膜分离技术应用于乳酸的分离精制
发酵液中乳酸的分离精制应用膜分离技术,膜分离是利用膜的选择透过性,在膜两侧一定推动力的作用下,实现发酵液中不同组分的分离,达到提纯、浓缩乳酸的目的。
常用的膜分离方法有微滤、超滤、纳滤及电渗析等。
超滤主要用于脱除发酵液中相对分子质量大于1000或粒径大于
10nm的颗粒,如菌体、蛋白等。
采用超滤膜脱除发酵液中的蛋白,比较了两种膜的膜通量衰减系数和蛋白脱除效率,发现503脱蛋白的效果更好,并考察了膜压差、温度、pH和物料浓度对超滤效果的影响。
在适宜条件下,通过503膜蛋白质的去除率为92.85%。
考察了6种超滤膜的分离性能,发现5U3和6U2两种膜对菌体、蛋白等杂质的截留率分别为96.7%和97.8%,并对各操作参数对膜性能的影响及膜的持续运行情况进行了考察。
超滤是一种有效的从发酵液中脱除菌体及大分子蛋白的方法,在工业化生产中得到了较好的应用。
纳滤主要是用于脱除乳酸发酵液中相对分子质量大于200的物质,如大部分的糖类、部分色素和二价离子等。
将纳滤作为双极电渗析精制乳酸的第一个步骤,用DK纳滤膜可以脱除乳酸发酵液中的64%±7%和72%±7%的镁离子和钙离子,并能脱除近40%的硫酸盐和磷酸盐,几乎全部的色素脱除,回收率也较高,故纳滤亦可作为精制过程的最后一步。
也可将其与膜集成混合生物反应器系统相结合。
纳滤可有效脱除小分子有机物及部分盐类,但是膜成本较高,易污染,随着膜使用时间的增加,膜通量衰减。
以上就是为大家介绍的全部内容,希望对大家有帮助。
双极膜填充床电渗析技术应用试验双极膜由阴离子交换树脂层(AL)、阳离子交换树脂层(CL)及中间界面亲水层组成,在直流电场作用下,它能将水直接离解成H+和OH-[1]。
利用双极膜与其他阴、阳离子交换膜组合成的双极膜电渗析系统,能够在不引入组分的情况下将水溶液中的盐转化和分离成相应的酸和碱,用此原理对混床离子交换树脂电再生的试验研究显示了良好的技术可行性[2],现将双极膜和填充床电渗析技术相结合,组装成三隔室BPM—EDI装置,应用于复床离子交换树脂的电再生。
1原理将阳离子交换膜、双极膜、阴离子交换膜按一定的顺序排列,并在双极膜两侧分别填充阴、阳两种离子交换树脂,就组成了双极膜三隔室填充床电渗析装置,其原理如图1所示。
在一定电压下,双极膜能把水直接离解成OH-和H+。
阴树脂室内,在电场作用下阴树脂对水中阴离子起到吸附传导作用,使阴离子最终通过阴膜而进入浓水室,而双极膜对水离解产生的OH-在其他阴离子解吸时被阴树脂吸附,从而使树脂又具有了吸附和传导阴离子的活性,即得到再生;同理在阳树脂室内,阳离子在电场作用下,通过阳树脂的吸附传递最终通过阳膜进入浓水室,而双极膜对水离解产生的H+在其他阳离子解吸时被阳树脂吸附,使树脂得到再生。
当所用原水含盐量较低时,在一定的电压下(大于装置极限电流的操作电压),双极膜以及阴、阳膜和树脂颗粒界面层都发生不同程度的极化,而双极膜将更高效地将水离解为H+和OH-,使树脂室内的树脂得到更好的再生。
2试验装置与方法2.1装置双极膜三隔室EDI装置如图2所示,为三级三段组装。
双极膜为上海化工厂特制;阴、阳离子交换膜采用上海化工厂生产的3361—BW和3362—BW;离子交换树脂采用南开大学化工厂生产的001×7阳树脂和201×7阴树脂;树脂室隔板为硬聚氯乙烯板,规格为400 mm×150 mm×5 mm,加工成无回路暗道式进出水隔板,以便填充树脂;电极分别采用钛涂钌(阳极)和不锈钢板(阴极);0~100 V可控硅整流器;DDS—11A型电导仪;PHS—2C型酸度计。
信阳双极膜电渗析1. 介绍信阳双极膜电渗析是一种高效分离技术,广泛应用于分离、浓缩和纯化溶液中的离子、小分子有机物以及蛋白质等生物大分子。
它利用双极膜技术,通过电场作用,将溶液分子分离出纯净的产物。
2. 原理信阳双极膜电渗析的原理基于溶液中的离子在电场力作用下发生迁移的特性。
该技术通过双极膜将溶液分成两个室,其中一个为营养剂室,另一个为浓缩室。
电渗析系统通过施加电场,在双极膜上产生电荷,从而引发离子在电场中的迁移。
在电渗析过程中,溶液通过薄膜孔洞进入浓缩室,在电场力和电荷交换的作用下,离子在膜上的迁移速度不同,由此实现分离。
离子的选择性迁移是双极膜电渗析的关键特点,这是由于不同离子的电荷大小、形状和尺寸不同所引起的。
3. 设备和操作步骤信阳双极膜电渗析主要依赖以下设备和步骤,包括:3.1 设备•双极膜: 由具有不同孔径的膜状材料组成,可实现选择性分离和浓缩。
•电场源: 用于施加电场。
•浓缩室和营养剂室: 用于收集分离产物和提供营养溶液。
3.2 操作步骤1.准备双极膜设备和必要的实验室用品。
2.准备待处理的溶液,并将其注入到浓缩室中。
3.准备营养剂溶液,并将其注入到营养剂室中。
4.将双极膜设备中的电场源打开,并施加合适的电场强度。
5.开始电渗析过程,将待处理溶液中的离子和小分子有机物迁移到浓缩室中。
在此过程中,离子的迁移速度受到电场强度、膜孔径和离子电荷大小的影响。
6.根据需要调整电场强度,以优化分离和浓缩效果。
7.当达到所需的分离和浓缩程度时,停止电渗析过程。
8.将分离产物从浓缩室中收集,获取纯净的溶液。
4. 应用领域信阳双极膜电渗析技术在以下领域具有广泛的应用:•生物制药:用于蛋白质的纯化和浓缩,以及药物中杂质的去除。
•食品加工:用于果汁和乳制品中的浓缩和纯化。
•环境保护:用于处理废水、海水淡化和资源回收等领域。
5. 优势和局限性5.1 优势•高效分离:能够实现高效的离子和分子的分离和浓缩。
•选择性分离:根据离子电荷和膜孔径的差异,实现对特定分子的选择性分离。
二室双极膜电渗析
二室双极膜电渗析是一种特殊的电化学分离技术,主要用于在水溶液中产生酸和碱。
该过程利用了双极膜的独特性质,双极膜是由阳离子交换层和阴离子交换层紧密结合在一起形成的复合膜,中间夹有一层可以离解的水化物离子层。
在二室双极膜电渗析过程中,将待处理溶液分别置于两个隔室中,通过施加电压后,双极膜两侧的阴离子和阳离子会被驱动向各自相反的方向移动。
当水分子穿过双极膜时,在电场作用下会在膜内部发生电解反应生成氢离子(H+)和氢氧根离子(OH-)。
这样,一个隔室会积累酸性物质(H+),另一个隔室则会积累碱性物质(OH-),从而实现水的酸碱分解以及溶液中盐类的脱盐或回收。
这项技术广泛应用于食品工业、化工生产、环保领域等,例如用于有机酸的制备、无机盐的回收、废水处理中的酸碱中和等。
浅探电渗析技术的影响因素及相关应用研究作者:罗斐李立郭海新程松民来源:《科学与财富》2020年第23期摘要:随着科技发展,电渗析设备的制造水平提高,设备成本大大降低,电渗析技术固有的抗污染性,高化学性等优点,再加上双极膜电渗析技术、反渗透与电渗析相结合技术的发展,电渗析技术将会焕发新的活力及竞争力。
电渗析技术作为一种膜法水处理技术,由于其对分离组分的选择性高,原水回收率高,不污染环境等优点,正受到越来越多的关注,成为目前水处理的热点之一。
关键词:电渗析;离子;膜技术1电渗析的原理电渗析技术是在离子交换法的基础上发展起来的除盐方法,是膜分离技术的一种,它的工作原理相对于反渗透、纳滤、超滤、微滤来讲,推动力不是压力差,而是电位差。
它将阴、阳离子交换膜交替排列于正负电极之间。
并用特制的隔板将其隔开,组成除盐(淡化)和浓缩两个系统,在直流电场作用下,利用离子交换膜的选择透过性(其实质是反扩散),一部分水淡化,一部分水浓缩,把电解质从溶液中分离出来,从而实现溶液的浓缩、淡化、精制和提纯。
与其它膜分离技术相比,电渗析只需要稍微做预处理,并且不受压力的影响,即可以得到高质量的水,另外的一个优势是不需要能量的转换,电能可以直接利用,即使在能量的输入发生直接变化时,也可以直接利用。
2;;;; 电渗析的影响因素从电渗析的原理可以看出,电渗析需要在直流电场的作用下,以此作为动力,使溶液通过离子交换膜,进行淡化处理,以达到脱盐的目的。
以此看出,电压、电流是影响电渗析的重要因素,同时,流量与溶液的初始浓度也是影响淡化效率的重要因素。
2.1; 电流电能是电渗析过程中最主要的传质推动力。
因此,电流的大小直接决定着脱盐过程的速率。
浓差极化是电渗析过程中一个极为重要的概念。
极化是在电渗析过程中,物料在脱盐室、浓缩室流动时,离子交换膜与水之间存在一个滞留层,在直流电场作用下,溶质发生定向迁移,在工作电流增加到一定程度时,主体溶液中的离子不能迅速补充到膜的表面,此时膜表面的离子浓度趋于零,引起滞留层中大量水分子电离,并生成H+和OH—离子来负载电荷,此现象称为极化。
双极膜电渗析提取乳酸的影响因素张才华;王昆;李卫星;范益群;邢卫红【摘要】A clean technology of bipolar membrane electrodialysis with two compartment configuration was used to produce lactic acid and the suitable operating conditions were investigated. Results showed that current density had the greatest influence on the electrodialysis. The energy consumption decreased with the increasing of initial concentration of sodium lactate and Na2SO4 in electrode compartment. When the sodium lactate solution with the initial concentration of 1. 24 mol/L was treated with bipolar membrane e-lectrodialysis under the conditions of current density of 500 A/m2 , flow rate of 80 L/h and Na2 SO4 concentration of 50 g/L,lactic acid yield was 93% concentration of lactic acid 1. 42 mol/L,current efficiency 72. 5% and energy consumption 1. 05 kW·h/kg.%针对乳酸传统生产工艺废水排放多、产品质量较差的问题,提出两室型双极膜电渗析生产工艺,探索适合工业生产的操作条件.研究结果表明:电流密度对电渗析过程影响最大,提高初始浓度和增加极室盐溶液浓度均能使能耗降低.对1.24 mol/L的乳酸钠溶液,控制电流密度为500 A/m2,流量为80 L/h,极室盐质量浓度为50 g/L时,乳酸收率93%,浓度1.42 mol/L,电流效率72.5%,能耗1.05 kW.h/kg.【期刊名称】《南京工业大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2012(034)005【总页数】5页(P65-69)【关键词】乳酸;电渗析;双极膜;电流效率【作者】张才华;王昆;李卫星;范益群;邢卫红【作者单位】南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京 210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京 210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京 210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京 210009;南京工业大学材料化学工程国家重点实验室,江苏南京210009【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8乳酸(HL)应用非常广泛,在食品、饮料工业被用作酸味剂、强化剂、防腐剂[1];在医药业中,可以作消毒剂、药物中间体;在纺织品中可以作为助染料剂;还可以用在皮革、卷烟工业中改善产品质量。
尤其是其聚合体——聚乳酸,因良好的生物降解性被认为是白色污染的终结者,在环境保护方面有重要作用。
乳酸的产量和需求逐年增加,传统的钙盐法提取工艺流程长、污染大,且产品质量差,难以满足聚乳酸生产的原料要求,因而新的乳酸提取方法成为研究热点,如萃取法、离子交换法、酯化水解法、吸附法、电渗析法等[2-7]。
双极膜在直流电场下,能水解产生H+和OH-,把盐转化为相应的酸和碱,且不需要引入新组分[8],已被研究用于柠檬酸、酒石酸、水杨酸、牛黄酸等物质的制备和回收[9]。
在提取乳酸方面,Věra等[10]研究用两步电渗析从发酵液中分离乳酸,第一步用普通电渗析浓缩乳酸钠,第二步用双极膜电渗析把乳酸钠转成乳酸。
罗铁红等[11]用两室型电渗析处理乳酸钠溶液,在转化率为95%的条件下,回收率达到90%以上,电流效率60%左右,电能消耗2.5~3.5 kW·h/kg。
李娟等[12]将L-乳酸钠发酵液经超滤除去游离菌丝后,采用三室型双极膜电渗析装置处理发酵液,转化率为81.22%,能耗为0.81 kW·h/kg,电流效率为91.8%,得到浓度为144.31 g/L的乳酸。
本文基于如图1所示的一种新工艺生产乳酸[13],该工艺可大大减轻常规工艺中废水的排放,并提高乳酸产品品质,主要在乳酸钠双极膜电渗析工艺中,考察电流密度、溶液初始浓度、极液浓度等工艺参数对生产乳酸的影响,探索适合工业化生产的条件。
1.1 主要原料乳酸钠溶液为发酵液经陶瓷膜过滤、纳滤过滤后的清液。
所用NaOH、Na2SO4、H2SO4均为分析纯。
1.2 主要设备双极膜电渗析设备流程如图2所示。
含泵、流量计、储罐各5个,膜堆含6张阳膜,5张双极膜,过程原理如图3所示。
乳酸钠溶液从双极膜阳膜侧进入盐室,Na+透过阳膜进入碱室,与OH-结合生成NaOH,H+与乳酸根结合生成乳酸。
整个电渗析器共有5个这样的重复单元,膜对外即为极室、极板。
膜的尺寸为30 cm×10 cm,有效面积21 cm×7 cm,双极膜为德国Fuma膜;生物传感分析仪,山东省科学院生物研究所。
1.3 检测与计算乳酸、NaOH的检测用酸碱滴定法,乳酸根检测用生物传感分析仪。
电渗析过程主要考察的指标有电流效率、能耗、收率、乳酸生产速率。
电流效率是转化一定量的乳酸钠,理论上需要的电量与实际消耗电量的比值,能耗是生产单位质量的乳酸所需要消耗的电能(只考虑在膜堆上的消耗),收率为生成的乳酸的物质的量与初始时刻乳酸钠物质的量的比值,乳酸生产速率为单位时间内单位膜面积生成的乳酸的物质的量。
计算公式见式(1)~式(4)[11]。
电流效率能耗收率乳酸生产速率式中:Z为离子电荷数,本文中Z=1;F为法拉第常数,96 485 C/mol;N为膜对数,本文中N=5;I为电流;t为时间;c为浓度;V为体积;M(HL)为乳酸相对分子质量,90.08;a为酸;s为盐;i为初态;f为末态;S为膜面积,m2。
2.1 电流密度对电渗析过程的影响乳酸钠初始浓度1.24 mol/L,流速80 L/h,极室Na2SO4质量浓度10 g/L时,选择电流密度为300、400、500和600 A/m2进行试验,对应的平均操作电压分别为12.84、15.14、16.66和18.05 V,即操作电压随电流密度增大而增大。
不同电流密度下乳酸和NaOH的浓度随时间变化如图4所示。
由图4可见:乳酸和NaOH的浓度随时间的变化趋势一致,但乳酸的浓度大于NaOH的浓度,因为在此电渗析过程中,除水解离外,最主要的是Na+从盐室迁移到碱室,离子迁移以水合离子的方式进行,随电渗析的进行水从盐室迁移到碱室,碱室体积增大,因而溶液浓度低于盐室。
电能是电渗析过程最主要的传质推动力,增大电流密度,酸碱浓度迅速增大,前期乳酸和NaOH浓度的增加基本呈线性,随后浓度因盐室Na+的减少增加逐渐变慢,直至趋于定值。
电流密度较大时,得到的乳酸和NaOH的最终浓度也略大,因为电流密度增大,所需要的处理时间缩短,同离子渗漏和浓差扩散的量较少,产物浓度略有增加。
电流密度对电渗析各指标的影响如图5所示。
由图5可见:收率Y随电流密度增大,而从95.0%降至93.2%,电流效率e随电流密度增大由82.5%下降至70.1%。
电流密度增大,电渗析过程后期极化现象更严重,电流效率下降。
随电流密度增大,水解离速率加快,产酸速率v增大,能耗P也迅速增大,实际应用中,多选择较高电流密度以达到较快的生产速率,但实验中600 A/m2时温度上升很快,后面的实验选择500 A/m2的电流密度。
2.2 极室盐溶液浓度对电渗析过程的影响在乳酸钠浓度1.24 mol/L,流量80 L/h,电流密度500 A/m2时,选择质量浓度分别为10、30、50和70 g/L的Na2SO4溶液进行试验,对应的平均操作电压分别为16.66、13.54、13.38和13.40 V,增大Na2SO4溶液浓度可降低操作电压。
极室的盐溶液浓度对乳酸和NaOH的浓度几乎没有影响,图6显示了极室溶液浓度对电渗析各指标的影响。
由图6可见:随极室溶液浓度的增大,乳酸收率都降低。
而能耗、电流效率、产酸速率增大。
从以上结果来看,极室盐浓度对电渗析过程有一定影响,但浓度提高到50 g/L以后变化不大。
因为如果浓度太高,需要的Na2SO4量较大,本实验中Na2SO4溶液浓度选用50 g/L,此时收率为93%。
2.3 乳酸钠溶液初始浓度对电渗析过程的影响当流量80 L/h,电流密度500 A/m2,极室溶液浓度50 g/L时,选择初始浓度分别为0.94、1.24和 1.57 mol/L的乳酸钠进行试验,3种浓度下的平均操作电压分别为13.57、13.38和13.42 V。
图7显示了不同乳酸钠初始浓度下乳酸和NaOH 的浓度随时间的变化。
由图7可见:乳酸和NaOH最终浓度随初始乳酸钠浓度的增大而增大,最终得到的乳酸浓度分别为1.12、1.42和1.76 mol/L。
初始浓度较大的由于前期浓差扩散对电渗析过程有利,且导电电解质较多,在近似线性阶段产物浓度略高于初始浓度低的。
不同乳酸钠初始浓度对电渗析各指标的影响如图8所示。
由图8可见:随电解质浓度的增大,收率由97.2%降低至89.6%,因为随浓度增大,膜的选择性下降,致使同离子渗漏增加,因而收率降低,电流效率也略有降低。
由于发酵罐中得到的乳酸钠折合乳酸为12%左右,1.24 mol/L乳酸钠浓度有较大参考价值,在此乳酸钠初始浓度下,流量80 L/h,Na2SO4浓度50 g/L时,乳酸收率93%,浓度1.42 mol/L,电流效率72.5%,能耗1.05 kWh/kg。
1)双极膜电渗析制备乳酸的影响因素中,电流密度对乳酸钠电解过程影响最大,提高初始浓度和增加极室盐溶液浓度均能降低操作电压,从而降低能耗。
2)对于实际生产过程的乳酸钠溶液,在电流密度500 A/m2,流量80 L/h,Na2SO4浓度50 g/L时,乳酸收率93%,浓度1.42 mol/L,电流效率72.5%,能耗1.05 kW·h/kg。
本研究结果将推进清洁乳酸生产工艺的工业化应用。
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