超滤膜的制备及其在菜籽油脱胶中的应用

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传统的油脂脱胶方法很多,通常工业上采用得最多的是水化脱胶,但是这种方法存在众多缺点:工艺复杂,能耗大,操作温度高。如何采用新工艺、新技术来克服传统脱胶工艺的种种缺点是众多厂家和研究者关注的焦点,超滤膜分离技术有着诸多的优点,它的优点有:操作条件温和,不会产生有毒有害物质,能耗少;操作方便;无环保压力,不会造成油脂的浪费等。因此研究者们开始将这种新兴的分离技术应用于油脂加工中。在本研究中,制备了超滤膜并将其应用于菜籽油的脱胶处理。以醋酸纤维素(CA)为原料,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,采用相转化法制备醋酸纤维素超滤膜。本实验研究了醋酸纤维素质量分数、凝固浴温度、蒸发时间、消泡时间、消泡温度、搅拌温度和搅拌时间等这几个因素对膜性能的影响,并将醋酸纤维素超滤膜应用于菜籽油的脱胶,测定了膜的油通量和磷脂截留率。CA浓度13%,搅拌温度40℃,搅拌时间8h,消泡温度75℃,消泡时间12h,蒸发时间35s,凝固浴温度20℃。在此条件下,制得的醋酸纤维素超滤膜的膜通量为45.9kg·m-2·h-1,脱胶率为88.2%。以聚砜(PS)为膜材料,聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为致孔剂,N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)为溶剂,采用相转化法制备聚砜超滤膜。实验重点考察原料总质量分数、添加剂用量、消泡温度、搅拌温度、凝固浴温度、搅拌时间和蒸发时间等对膜的菜籽油/正己烷混合物通量以及截留率的影响。PS浓度16%,PVP含量为3%,搅拌温度65℃,搅拌时间10h,消泡时间12h,消泡温度45℃,蒸发时间50s,凝固浴温度30℃。在此条件下,制得的聚砜超滤膜的膜通量为45.40kg·m-2·h-1,脱胶率为89.9%。以聚砜(PS)、醋酸纤维素(CA)为膜材料采用相转化法制备PS/CA共混超滤膜。实验重点考察原料配比、聚合物浓度、高分子添加剂的浓度、蒸发时间、凝固浴温度、搅拌温度、消泡温度和搅拌时间等几个因素对膜性能的影响。确定制膜工艺为PS与CA的质量比1:5,原料浓度16%,搅拌温度70℃,搅拌时间6h,消泡温度30℃,消泡时间为12h,蒸发时间10s,凝固浴温度为20℃。在此条件下,制得的PS/CA共混超滤膜的膜通量为38.9kg·m-2·h-1,脱胶率为88.7%。利用超滤膜对菜籽毛油进行脱胶实验,测定醋酸纤维素超滤膜、聚砜超滤膜、聚砜/醋酸纤维素共混超滤膜三种超滤膜的孔径、孔隙率、抗污染和耐酸碱等膜性能指标,考察了操作时间、操作温度、操作压力和油脂/正己烷混合物初始浓度的变化对渗透通量和脱胶率的影响,比较不同的膜在相同的条件下的脱胶效果。
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