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年产100万平方米高性能分离膜项目可行性研究报告.doc

上传人:可**** 文档编号:3146028 上传时间:2024-06-20 格式:DOC 页数:60 大小:1.80MB
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1、(一)总论1.1 申请项目概述本项目的核心技术中空纤维纳米级分离膜是我公司自主研制开发,具有自主知识产权,经权威部门鉴定,技术处于国际领先水平。此次转化是在原有技术的基础上,将高性能聚醚砜分离膜应用在工业、民用、食品、医药及农业植物等领域,解决了进口膜成本高、能耗高等缺点,而国产分离膜材料强度低、不能耐高温、高压、不耐强酸、强碱、不具有抗污染自解能力及不能分离百量级小分子的重大技术难题。将打破我国高性能分离材质依赖进口的现状。产业化达产时,年可实现销售收入10亿元。1.2 项目预期目标1.2.1 总体目标项目执行期间预计总投资29289万元,用于建成年产100万平方米高性能分离膜的生产能力。项

2、目完成时,年可实现销售收入10亿元。由于本产品新近开发完成,尚无国家标准,现执行企业标准,产品质量标准执行Q/JLJKK01-2010、Q/JLJKK02-2010。标准中分别规定分离膜及膜分离装置的制备及相关规定。预计项目完成时达到的主要技术及技术指标如下: 耐酸碱性pH=1-14 耐高温,可在70条件下,长期运行 耐压力80MPa 膜孔隙率75-89% 过滤对介质不发生任何物理、化学变化该项目的建设和发展符合国家发展膜产业高新技术的产业政策,符合节能减排综合利用的基本国策,符合吉林市政府发展规模经济、有效形成产业链,实现总量翻番的战略决策,在促进我国膜工业发展,推动地方经济建设上都具有重大

3、的战略意义和深远的社会影响。同时具有良好的社会效益,可安置人员就业300人,缓解当前就业压力,对稳定社会秩序起到重要作用。因此建设此项目不仅可以取得良好的经济效益也会收获巨大的社会效益。1.2.2 阶段目标表1-1 阶段目标进度表阶段指标2011年度2012年度2013年度进度指标30%50%100%技术工程化指标3050100产值(万元)3000050000100000实现销售收入(万元)100002000098000(二)项目技术成果的先进性分析2.1 简述2.1.1 国内纳滤膜技术的现状纳滤的研究始于上世纪70年代末J.E.Cadotte的NS-300膜的研究,纳滤的出现是为了弥补反渗透

4、与超滤之间的空白。我国是从20世纪80年代后期开始纳滤膜的研究,纳滤膜组件于80年代中期实现工业化,并在许多领域得到了应用。我国目前的水处理市场领域应用最广泛的反渗透膜,其原材料被国外化学巨头所垄断,目前全球被美、日、西欧等少数国家垄断,国内市场主要被美国陶氏化学、科氏、日东电工美国海德能、日本旭化成以及日本东丽等几家公司瓜分。从事反渗透膜生产的国内企业目前还没有一家其形成产业化规模,产品性能可以与上述外国厂商相抗衡。我国从事膜材料、膜组件、膜与水处理工程的企业大约有千家左右,其中膜生产型企业只有十几家,具有一定规模的工程公司不到50家;不管是生产型的还是工程型的,销售额过亿元的不到10家,且

5、大多以民营企业和股份制企业居多;与国外膜工业相比,我国膜工业呈现技术水平低、膜品种少、产业规模小、应用领域窄、行业管理薄弱等特点。而且制膜装备和条件也较差,多为半自动化生产,还没有形成规模化生产,大多数还处于实验室阶段。有关与纳滤膜的制备、性能表征、传质机理等研究还不够系统、全面、深入。2.1.2 国外纳滤膜技术的现状1985年Film Tec公司推出了NF-40,NF-50等型号的纳滤膜(时称疏松反渗透膜)。其后许多公司都相继推出了类似的卷式纳滤膜。在发达国家,高性能分离膜已经广泛用于污水处理、饮用水净化,饮料加工等行业。目前国际上只有美国、日本、德国等几家公司能够生产中空结构的分离膜,但只

6、能达到超滤级,分离膜孔径为100纳米,只能分离大分子物质。存在水通透量小,最高能达到60-70L/hm2、抗压力只能在0.2MPa以下,耐污染性差,能达到纳滤级别的也都是卷式结构,属死端过滤,能耐压力但不耐污染,因而使其在实际应用中遇到阻碍。而国内还没有能够实际应用于规模化生产线上的中空纤维纳滤膜装置。在国内分离膜也已获得迅速发展。不过目前能够独立掌握高性能分离膜生产技术的也仅有美国、德国的少数发达国家,且以美国的膜分离技术最为完善。以下是金赛产品与美国惠泽公司产品主要技术参数对比,详见下表2。表2-1 同国外同类产品水平的比较产品名称美国A美国B美国C美国D德国F日本G吉林金赛材质聚酰亚胺(

7、PI)聚酰胺复合膜磺化聚醚砜(SPES)磺化聚醚砜(SPES)改性聚醚砜(PESM)醋酸纤维和聚酰胺复合膜聚醚砜纤维素结构类型卷式反渗透卷式反渗透卷式反渗透卷式反渗透中空超滤中空超滤中空纳滤操作压力MPa0.50.50.5-0.550.55-0.860.50.450.1-0.8工作温度15-304525-4025-402525-4570耐酸(Ph值)2-63-63-64-64-62-61-6耐碱(Ph值)8-118-108-108-118-118-118-14耐微生物腐蚀不耐不耐不耐不耐不耐不耐耐注:本计划书中隐去与本公司相同或近似公司企业及品牌名称,相关公司技术指标仅为相互对比,不存在对相关

8、公司及其技术、生产能力的评价和贬损。从膜制品国内外指标对比表可以看出,本公司生产的中空纤维纳米级分离膜的性能和质量优于国外同类产品的水平。解决了工业污水处理不能耐高温、耐生物腐蚀、耐强酸强碱和民用水净化频换滤芯的重大技术难题。2.1.3 国内外技术发展趋势虽然,纳滤技术的工程应用在美国、日本等国家的给水行业中已经得到大规模的推广,但在我国,将纳滤技术广泛地应用工程实践条件还不成熟,尚处于尝试阶段、本要问题是国产纳滤膜的性能指标不够过关。据中国膜技术协会分析,膜工业发展的主要趋势如下: 以水处理为主的反渗透、超滤、微滤、离子交换膜、电渗析等过程仍将占据膜技术与产业的中心位置,纳滤膜将获得迅速发展

9、,反渗透膜的复合化仍然是发展主流。操作压力稍大于渗透压的低压反渗透膜将成为反渗透膜的主要产品,超滤、微滤膜期望获得更大的通量和更高的选择性,膜的制作方面要逐步实现孔径大小、孔分布、孔隙率的可控化。对超滤、微滤这类微孔膜来讲,亟待解决的根本性问题是表面浓差极化和膜污染的防治与清洗。估计在下一个五年计划中各类高质量的膜产品将逐步取代进口产品,改变国外产品雄霸天下的局面。 膜反应分离技术将成为膜技术的一个新领域,膜催化、膜反应技术和传统的反应技术相比,反应转化率不受化学平衡转化率的限制,能提高复杂反应的选择性,分离设施一体化,减少了设备投资和能耗。 膜分离和其他的传统分离过程相结合,出现了许多杂化膜

10、过程,如膜蒸馏、膜萃取、膜吸附等,将在理论上日趋完善,在技术上更加成熟。膜蒸馏是用疏水性的微孔,通过温差提取挥发性物质的一种膜过程。由于可在常压下进行,无须将溶液加热到沸点,又可设计成潜热回收的形式,因而可望成为大规模、低成本制备纯水的有效方法。 由两种或两种以上膜构成的集成膜在解决某些具体分离问题时,将日益受到重视,并可获得最佳分离和反应效果。膜分离技术将成为膜技术的一个新领域,膜催化、膜反应技术和传统的反应技术相比,反应转化率不受化学平衡转化率的限制,能提高复杂反应的选择性,分离设施一体化,减少了设备投资和能耗。2.2 项目创新点2.2.1技术创新(1)采用共混聚醚砜材料纺制成具有纳米级孔

11、径的双皮层支撑通孔结构,是全国唯一,也是世界唯一。(2)可在干态下测定压力,除我公司,只有意大利还有一家能做到。普通分离膜需要在湿态下才能保持膜孔径不变,离开水后膜壁上的孔径即会逐渐闭合。我公司生产的纳滤膜可在空气中保存,并能保持膜孔径不发生变化,延长了分离膜的使用寿命。(3)玻璃化温度高,强度高,耐强酸、强碱。由于产品在生产过程中改变了过去配方,采用了进口主要原材料共混聚醚砜,使得本产品的使用范围十分广泛,pH在114之间,适合在强酸、强碱溶液中使用,耐强酸、强碱,耐生物腐蚀、抗污染解析能力强。(4)可在高温下运行本项目主要原料采用共混聚醚砜工程塑料,玻璃化温度235,可高温消毒,因此,本产

12、品可在70的状态下长期运行。(5)切割分子量范围广通过致孔剂浓度及配比的不同,制备出不同孔径的分离膜。可以根据用户要求,生产出不同切割分子量的产品,实现以一种主要原料为主,根据添加剂配方不同,生产出多种孔径的超滤膜,切割分子量准确,分子量大小为:200、500、1000、2000、10000、20000、50000、60000、80000、100000,突破中空膜分离效果达到百量级的技术难关,达到了国内领先水平。2.2.2 生产工艺创新采用双向拉伸:本项目采用双向拉伸是在膜的制备过程中通过对中空细流内壁施予经向张力的同时,对膜进行横向拉伸,通过采取这一独特工艺降低了拉伸前大分子在膜中杂乱无章的

13、排列程度提高了整个膜的强度,明显改善膜孔径的尺寸稳定性和均匀性,孔径由原来的50nm降低到5nm,从而提高了高性能聚醚砜分离膜切割小分子的使用性能,该工艺具有独创性。 采用新型材料和有机添加剂:本工艺采用了新型材料PES和有机添加剂,PES和这些添加剂均为无毒、无污染,符合医用卫生材料及环保排放标准,取代了常规使用的CTA、CA和无机添加剂,克服了常规膜不能耐高温和蒸汽杀菌的缺点,突破了国产高效膜耐高温、高压、抗污染能力差,膜孔径不能达到纳滤孔径的难关。实行微调控制:本工艺在配料过程中增加了微调控制,通过气相色谱、液相色谱等检测仪器对原料配方比例进行分析、控制、微调,可使配方的比例在0.1%之

14、间调整。通过该项技术可有效控制膜孔径的分布,达到孔径分布均匀一致。2.2.3 产品性能创新工业用纳滤膜特点:工业用高强度纳滤膜具有生物输送、错流分离、自解析的特种功能,达到了耐强酸强碱、耐高温高压、耐生物腐蚀、疏油亲水等特点,可分离百量级的低分子有机物,克服了国内外中空膜不能耐高压、不耐污染等难题。废水回收率90%,COD去除率95%;色度去除率95%;浓缩倍数10,其运行成本比传统方法可节约30%40%。生产费用低,抗污染性强、易清洗、适合工业化大规模生产使用。可广泛应用于化工、汽车、油田等特种行业的污水处理、中水回用等领域,并实现了污水零排放。医药专用纳滤膜特点:医药专用纳滤膜耐压力最高可

15、达0.8MPa,耐高温可达65、具有抗污染、自解析等特种功能。在传统制药工艺中普遍采用的是醇提、水提或多效蒸发等方法进行分离,这些方法普遍存在分离工艺繁杂、纯度低,达不到一类药的质量标准,造成制药成本高,能耗高,环境污染严重等缺点。医药专用纳滤膜集成式多级纳滤膜分离装置,可同时逐级完成不同组分的分离,将药物中的百量级小分子有效成份分离出来,达到一类药的质量标准。收率由原来的78.3%提高到85.8%,每吨药的生产周期由原来的25天缩短到5天。并可在常温下运行,无相变,能耗低,特别适用于制药行业有效成份和热敏性物质的分离和浓缩,是制药行业提高质量、降低能耗急需的新技术及装备。食品专用纳滤膜特点:

16、食品专用纳滤膜可广泛应用于酒类、果汁类、乳制品等行业生产过程中的分离、浓缩。纳滤膜技术在果汁类、乳制品及茶叶等产品的应用是利用纳滤膜的物理分离方法对其进行浓缩,无需高温加热杀菌,即可保留了果汁在浓缩过程中的色、香、味、营养不变,又可节省大量的能源和人力资源,是降低生产成本提高经济效益的首选产品。经纳滤膜处理过的酒类既体现了酒的主体复合香气,又将酵母菌、糖化酶菌、异味胶体杂质,从酒中分离除去,降低了甲醛、杂醇油、铅、锰、固型物、氰化物等有害物质的含量,使酒中微量成份间比例关系发生变化,起到催陈老熟的作用。 过滤后的酒口感柔和,绵甜爽净,具有饮后口不干,不上头,从而提高了酒的口味和澄清度,品味超群

17、。解决了失光,除浊,催熟几大技术难题,是替代传统生产工艺的最佳选择,也是目前国内最先进的绿色环保装置。民用金赛艇纳滤净水器特点:1、用医用用中空纳滤膜制成的民用净水器可以说是我们中华民族饮水技术的一次革命。几十年来,我们的饮水经历了自来水、桶装水、组合式饮水机和纯净水等四次革命,这四次革命对饮水技术均有重大贡献,但也存在各种缺点。而第五次革命则采用中空纤维纳滤膜分离技术,它实现了既可以将人类需要的几十种天然矿物质保留在水中,又可以将有害的物质、细菌、有机物、三氯甲烷等分离出。2、分离出的水同时具有天然矿物质、弱碱性、小分子团等多种水的功效。符合世界卫生组织健康水的标准。3、结构上采用错流技术组

18、合,增加一个水龙头,让自来水和纳滤水分开使用,用户使用非常方便。4、使用自来水的同时,可自动冲洗掉膜内截留的有害物质,达到不用换芯,降低使用成本,适合老百姓家家普及。5、产品便于自动控制,多种形式的系列产品可适用于个人、家庭、食堂、学校、机关、医院等各个行业。我公司自主研发的纳滤膜净水器解决了几十年来净水器滤芯频繁更换、纯净水没有矿物质、超滤和磁化杯不能实现无菌等单一功能的重大技术难题。因此,它是第五次饮水技术的革命,是世界性的突破。2.3 知识产权状况专利权:中空纤维纳米级分离膜及其制备工艺,属企业自主开发创新项目,2000年12月20日申请专利,2004年1月获得国家专利局批准取得国家级发

19、明专利权证书,专利号为:ZL00134333.5。2008年3月和12月,净水器滤芯、生活饮用水直饮式纳滤膜装置分别获得外观设计和实用新型发明专利各一项,专利号为ZL200730103015.1和ZL ZL200820071454.8。2010年4月污水回收利用高性能聚醚砜分离膜及装置申请国家级发明专利,目前正在受理中,受理号为201010152733.9。商标权:目前公司所有产品统一使用“金赛艇”商标,“金赛艇”商标已在国家商标局注册取得国家注册商标,目前正在申请吉林省著名商标。(三)项目实施方案分析3.1 项目的转化内容与技术路线论述3.1.1 项目转化内容该项目是在已有规模生产的基础上进

20、行成果转化。1、进一步研究纺膜机内温度、湿度波动对膜孔径均一性和稳定性的影响,由局部排风改为自动控制连续排风,机内温度波动由5减小到1,将膜孔径从1-30nm提高到1-10nm,水通量和抗污染性能更加稳定。2、进一步研究提高制膜环形通孔的间隙,提高分离膜壁厚的精度和连续化生产时壁厚的均一性,使产品耐高温由70提高到80,保证耐高压和使用寿命长。3、开发真空微波自动转鼓式烘干装置,解决物料表面水分的均一性,克服筛子式鼓风干燥物料表面均一性差的问题,使投料量增加后,物料表面水分波动由0.2%提高到0.1%。保证提高生产过程致膜液内在质量,使致膜液的粒子数由5以上降到1-0,大大减少换头率。4、采用

21、PID和CAD自动控制技术,控制致膜液、纺膜工艺等生产过程的时间、温度、速度、浓度、配比等工艺参数,实现自动化连续生产,克服间歇式换批生产对质量的影响,确保产品质量的均一性和稳定性。3.1.2 技术路线论述3.1.2.1 生产原理高性能聚醚砜分离膜采用新型材料共混聚醚砜PES-A和有机添加剂,PES-A和这些添加剂均无毒、无污染,符合医用卫生材料及环保排放标准,取代了常规使用的CTA、CA和无机添加剂,适合于pH在1-14之间的液体,克服了常规膜不能耐高温和蒸汽杀菌的缺点;封头胶采用进口和国产耐高温的配料,可在70的状态下长期运行,突破了国产高效膜耐高温、高压性能差的难题。高性能聚醚砜分离膜以

22、一种原料为主,根据添加剂配方不同,以六种混合溶剂溶解支撑纺膜原液,经过滤、快速脱泡等工序,将纺膜原液净化,再经过化学位梯度,即纺膜原液液经过三元相液体后进行热处理后,用先进的干喷湿纺膜法制成初生膜;初生膜再经双向拉伸、三原相热处理、致孔等特殊工艺,使分离膜孔径产生较致密和指状的结构(见图3-1分离膜电镜照片),从而形成选择性透过的特殊功能,即生物膜输送功能。再经过各种后处理除去膜中的溶剂和凝固剂;最后经过保孔剂处理,使膜结构定型化,从而形成高性能分离膜。 中空膜横截面图 致密层结构图 指状支撑层结构图图3-1 分离膜电镜照片3.1.2.2 纳滤膜工作原理纳滤过程通常可以理解为与膜孔径大小相关的

23、筛分过程,以膜两侧的压力差为驱动力,以纳滤膜为过滤介质。如图1所示,在一定压力作用下,当原液流过膜表面时,纳滤膜表面密布的许多细小的微孔只允许水及小分子物质透过膜而成为透过液,原液中体积大于膜表面微孔的大分子物质则被截留,成为浓缩液,从而实现对原液的净化、分离与浓缩的目的。图3-2 纳滤膜工作原理图3.1.2.2 技术方案采用进口改性聚醚砜树脂(固态),称量后烘干,加入二甲基亚砜和甘油进行溶解后脱泡、过滤、纺膜成型。经一水洗、二水洗、三水洗、四水洗逐级洗脱二甲基亚砜及甘油,四道水洗后膜上二甲基亚砜及甘油浓度为零。水洗后制孔、保孔为成品。洗脱水逐级返回,膜过滤后二甲基亚砜及甘油回用于溶解、水回用

24、做洗脱水。整个过程采用电加热。其工艺流程见3-3图。3.2 项目组织实施方案产品的生产成本主要构成因素是原材料、燃料动力消耗、管理费用及及销售费用。上述任何一项的提高,都将造成生产成本的提高,因此成本的控制对公司盈利能力至关重要。原材料价格一般不会产生大的波动,本项目将主要的采购环节进行把关,货比三家,选购物美价廉的原材料;燃料动力消耗的提高,将主要采用按生产规范操作、采用节能的生产设备来避免;管理费用将采用企业内部成本核算制来保证;销售费用是最不稳定的成本因素,特别是推销和技术服务费用的波动幅度较大,项目将制定严密的销售战略,选择和采用恰当的销售模式和宣传手段,即达到销售目的,又不过分增加企

25、业的销售负担。生产需要的大部分原材料用量不大,在国内化工原料市场均可购到,没有紧缺原材料。为保证产品的质量,部分添加剂需从国外进口。从德国尤森费斯公司订购原料,质量稳定,已连续几年,原料供应有保证。 公司在原自制中试制膜设备的基础上,经过几年的生产应用及市场实践,针对产品特性,到美国、德国等地进行考察,吸取国外制膜先进经验,并在膜生产线自行设计自动控制系统,生产设备及产品质量均达到国内领先水平,并拥有了自主知识产权。几年来,公司不断与国外膜生产先进企业接触,生产的小试设备满足了污水在回用过程中的各项指标要求。目前国内膜设备的生产厂家的加工精度不能满足本项目的需要。因此本项目的中试设备计划委托德

26、国欧斯毛塔公司加工。公司将根据小试中取得的成功经验,要求对方在原来制膜设备的基础上,根据我公司加工技术指标的要求加以改进,使该设备技术指标满足大规模生产国际一流水平高性能分离膜及组件产品的要求。3.3 项目产品市场调查与竞争能力预测3.3.1成果转化后技术或产品在实际生产中的用途国内企业在解决中空纤维纳米级分离膜的生产能力和提高产品质量的关键工艺技术上未能取得突破,无法进行规模化生产。而吉林纳滤膜工业园区的就是宗旨就是把国际领先的纳滤膜技术及装置以工业园区的布局,进行产业化、规模化、集团化的规模经营,形成产业链条,形成竞争优势。中空纤维纳米级分离膜的产业化运营,将带动我国污水处理、回用行业的发

27、展及新品种的开发。同时,利用新型高效中空纤维纳米级分离膜及装置进行城市污水处理、工业污水处理即可达到国家排放标准,又能回收再利用,为我国开展节水减排工作做出企业应有的贡献。3.3.1.1 工业领域的应用 在石化污水回用、油田回注水等领域的应用由于PES膜具有耐强酸、强碱、耐生物腐蚀、耐油脂、耐高温(70下长期工作,可蒸汽杀菌)、耐高压(0.8MPa)、污染解析能力强、超高通量等特点。所以PES膜表面有足够小的孔径去除水中的乳化油、胶体、金属汽化物、悬浮物及部分COD和BOD,过滤后的废水可达标排放。PES生物膜与活性污泥法等生化处理相结合(二沉池后)可使市政污水作为中水回用或用于反渗透处理的给

28、水,水回收率可达96.5%。PES生物膜是水处理行业中经济、适用的新型材料及组件。可有效达到泥水分离的目的。主要污染物COD去除率达到94%以上,浊度近于零,水质稳定,可直接回用,也可用于养鱼、绿化等非饮用水。可以预见抗污染的PES膜将逐步成为国内污水处理市场的主流产品,将在国内水资源节约利用方面起到良好的示范与带动作用。 在造纸废水处理、印染废水处理及回用领域的应用造纸、印染等行业是一个用水量大、污染严重的特殊行业。美国将造纸废水列为六大公害之一,日本列为五大公害之一。造纸工业废水如果未预处理而直接排放,会对水域造成严重污染,给工农业生产和居民用水及当地水系造成极大危害。仅就吉林省来说,松花

29、江水系沿岸地段就有8家造纸厂,年生产能力6.5万吨,产生废水1600吨/天。这些废水直接排入松花江上游水系,使水质恶化,生态环境遭到严重破坏。采用纳滤技术浓缩染料是一种有效地途径。目前我国染料多为粗制品,有的含盐量高达40%左右,而且还含有相当量的异构体,严重影响了产品质量,也阻碍了染料新产品的开发,所以钝化粗制染料,对提高染料产品质量是重要的。纳滤技术不仅除去染料中的无机盐,还可以除去部份异构体,达到了钝化染料,提高产品质量的目的。在该行业中的废水处理过程中,应用纳滤膜做后置处理是比较成熟的技术。用纳滤技术做后置定向处理装置后,水质可达到纯净化标准,全国年节约水可达10亿吨左右。因此,利用新

30、型高效纳滤设备对该行业造成的废水进行处理是一种必然的选择。目前,该行业每年用纳滤膜约为30万平方米。 石油开采与提炼中的应用近海石油开采,需要把海水与原油分开,将原油输送到岸上,而废水直接排放,但是废水的排放收到环保部门的严格控制,目前降低有机物含量的方法主要是活性炭吸收。使用纳滤膜的使用优点是低脱盐率,高通水量,水回收率高 在制糖工业废水中的应用在制糖工业中,含有高浓度氯化钠和带色有机物的离子交换树脂再生废液的排放 是个难题,而将纳滤技术用于处理该树脂再生液,不仅可去除有色物质,而且可使80以上的盐和90的水重新循环使用,从而大大降低生产成本和减少排放量。3.3.1.2 食品领域的应用 在饮

31、料、啤酒、乳品等领域的应用金赛公司生产的纳滤膜采用绿色环保材料,可广泛应用于食品行业、果汁、乳制品、白酒、啤酒等行业的分离、浓缩。冷杀菌技术,不用蒸汽杀菌,可直接达到无菌,是国家循环经济发展的迫切需要。用PES膜生产的设备操作简单,维修方便,工作期间无需动力,可长期过滤,也可以定期过滤,从而使制冷设备长期处于安全无故障运行的工作状态,大大提高了制冷效率。果汁的浓缩可以减少体积,便于贮存和运输,又可以提高其贮存的稳定性。采用金赛公司生产的纳滤膜进行果汁浓缩,可获得更高浓度的果汁,即保证了果汁在浓缩过程中的色、香、味、营养成分不变,又可以节省大量的能源和人力资源。PES膜还可以使白酒净化催熟,经纳

32、滤膜处理过的白酒口感柔和,绵甜爽净,具有饮后口不干,不上头,品味超群等特点,体现了白酒的主体复合香气,且将酵母菌、细菌、糖化酶菌、异味胶体杂质,从白酒中分离除去,降低了甲醛、杂醇油、铅、锰、固型物、氰化物等有害物质的含量,使酒中微量成份间比例关系发生变化,起到催陈老熟的作用,从而提高了酒的口味和澄清度。解决了失光,除浊,催熟几大技术难题,是替代传统生产工艺的最佳选择。也是目前国内最先进的绿色环保装置。 食品加工中的应用由于纳滤膜具有较高的抗污染能力,细菌不易在纳滤膜表面生存繁衍,由于纳滤膜能脱除一部分盐,能减少盐对蒸发器的腐蚀。常用语酵母和奶酪的加工过程。它解决废水排放的问题,还可提高经济效益

33、。纳滤膜也有利于发酵溶液中有机酸的回收利用。在溶液处于低pH值时,这些酸并未离解,很容易透过纳滤膜;而在高pH值条件下,由于离解的酸与膜之间相互的排斥作用使得大部分酸被膜截留,同时膜也截留了糖类化合物,有利于回收再利用。因此,调节发酵溶液的pH值,使它处于适当的范围,并用纳滤膜脱除发酵溶液中的有机酸,截留酵母菌、未发酵的糖以及其他有用成分,将这些截留物质再返回到发酵容器中重新利用,这样不仅可以减弱产物对发酵过程的抑制作用,同时有利于回收利用酵母菌和糖类。不仅提高了产量,还减少了高成本原料的费用。 低聚糖的分离功能性低聚糖由于可以提高人体免疫功能、降低血脂、抗衰老、抗癌等多种生理功能而倍受人们关

34、注。在低聚糖生产工艺中,分离出单糖、二糖及高分子聚合糖非常重要。这种分离一直采用高效液相色谱法(HPLC)来完成。HPLC法处理量小,耗资大,并且需要大量水稀释,因而使后续浓缩消耗许多能量,增加了生产成本。低聚糖分子量在1000左右,单糖、二糖及三塘分子量分别为180、342、504,所以适合孔径的纳滤膜可以从低聚糖的反应液中除去单糖、二糖等,且将大大降低操作成本。3.3.1.3 医药领域的应用 在制药领域的应用目前国内这方面市场空间非常大,近几年,医药企业每年用膜量达到60万平方米以上,预计今后若干年还会以每年10%以上的速度增长。在医药产品的成本构成中,分离、纯化和浓缩部分占的比例相当高,

35、应用现代分离、纯化工艺是提高医药企业经济效益的重要途径。膜分离过程具有可实现分子级分离的特征,并可在常温下操作,无相变、能耗低,特别适用于处理制药业中的热敏性物质分离和稀料液的浓缩。选择耐污染、耐高温高压PES材质制备的纳滤膜进行分离、纯化,可避免分离过程中由于污染物过浓而导致的膜破裂,也可替代某些真空转鼓过滤、板框压滤、离心分离、絮凝、离子交换、溶媒抽提、蒸发等多种传统的分离浓缩方法。直接用膜分离,不用醇提和水提,及经济又合理,可提高药效,直接达到一类药标准,生产周期由5天缩短到6小试,降低了能耗和原材料。质量可与进口相媲美,完全可以替代进口产品。 在医药血液透析领域的应用膜在生物医药领域中

36、的应用,可以说是膜对人类的最大贡献。国家卫生部已将膜分离技术列为基因工程和中药分离精制方法之一。据统计,全国医药领域和医药中间体生产企业有3000多家。今后这些企业在基因工程、细胞工程、中药浓缩(如复方丹参注射液、茵栀黄注射液、五味消毒饮注射液等),提取有效成分(如从黄芩中提取黄芩甙)和制备药浸膏方面的主要手段将是使用超滤纳滤技术。近几年,我国血液透析器年需求量约达1000万支/年,这些都将由膜过滤器来完成。另外,带有膜过滤器的注射器也将取代目前的一次性注射器。膜技术还在环境检测和生化分析样品的预处理中同样有着可观的应用前景。用金赛公司生产的高效纳滤膜制取的生物反应器和人工肾血液透析装置可由双

37、室系统组成,可随意组合进行操作。它的溶血率小于0.3%,血液相溶性好且无菌、热源去除率100%,其截留分子量达500以下小分子,工作压力可达0.8Mpa,可广泛应用于无菌水、生物细胞培养、基因工程等领域。它也特别适合用作各种一类药的新产品开发。 氨基酸多肽的分离离子与荷电膜之间存在道南(Donnan)效应,即相同电荷排斥而相反电荷吸引的作用。氨基酸和多肽带有离子官能团如羧基或氨基,在等电点时是中性的,当高于或低于等电点时带正电荷或负电荷。一些纳滤膜带有静电官能团,基于静电相互作用,对离子有一定的载留率,可用于分离氨基酸和多肽。纳滤膜对于处于等电点状态的氨基酸和多肽等溶质的载留率几乎为零,因为溶

38、质是电中性的,并且大小比所用的膜孔径要小。而对于偏于等电点状态的氨基酸和多肽的溶质的载留率表现出较高的载留率,因溶质离子与膜之间产生静电排斥,即道南效应而被载留。 抗生素的浓缩与纯化由于纳滤膜具有分离高、节能、不破坏产品结构、少污染等特点,在医药产品生产中也得到了日益广泛的应用。抗生素原料一般在原料液中含量较少,浓度较低,用传统的结晶方法回收率低,损失大,真空浓缩则又会破坏其抗菌活性,而纳滤则不破坏生物活性而损失较少。抗生素的相对分子量大多在3001200范围内,其生产多采用发酵的方法。发酵生产的溶液经过滤除去生物残渣后,得到的滤液抗生素浓度往往很低。故通常采用溶剂萃取,对萃取液进行减压蒸馏。

39、纳滤用于从发酵液中回收抗生素有两种方法:一是仔细调节发酵液的pH值和温度,用亲水性纳滤膜除去水和无机盐,将抗生素浓缩到溶解度极限附近,再用较小量的有机溶媒抽提;二是仍用有机溶媒萃取抗生素,然后用蔬水性纳滤膜浓缩,透过膜的有机溶媒可循环使用。 在医药提纯、浓缩领域中的应用利用纳滤技术可提纯与浓缩生化试剂,不仅可以降低有机溶剂与水的消耗量,而且可以去除微量有机污染物及低分子量盐,最终达到节能、提高产品质量的效果。抗生素的相对分子质量大都在3001200范围内,其生产过程为先将发酵液澄清,用选择性溶剂萃取,再通过减压蒸馏得到。纳滤膜技术可以从两个方面改进抗生素的浓缩和纯化工艺。 用纳滤膜浓缩未经萃取

40、的抗生素发酵滤液,除去可自由透过膜的水和无机盐,然后再用萃取剂萃取。这样可以大幅度地提高设备的生产能力,并大大减少萃取剂的用量。 取抗生素后,用耐溶剂纳滤膜浓缩萃取液。透过的萃取剂可循环使用。这样,可节省蒸发溶剂的设备投资费用以及所需的热能,同时也可改善操作环境。 纳滤膜已成功地应用于红霉素、金霉素、万古霉素和青霉素等多种抗生素的浓缩和纯化过程中。维生素B12由发酵得到,传统的生产工艺复杂,产率低。用微滤替代传统的过滤,经微滤的发酵清液用纳滤膜可浓缩10倍以上,从而大大减少了萃取剂用量,并提高了设备的生产能力。被萃取后的水相还有少量的维生素12及一定的溶剂,通过纳滤可进行截留,以减少产品的损失

41、。粗产品纯化过程中所使用的溶剂,也可以用纳滤膜处理回收使用。 在纯水制备、海水淡化、苦咸水脱盐等领域的应用根据这一行业的市场开发趋势,金赛公司已为开发该领域做了充分的准备,专门成立了技术攻关、新产品开发机构。公司的发展规划中已把开发这个巨大的市场作为公司今后新的经济增长点。海水淡化、苦咸水脱盐是国家的重点开发项目。根据全国海水利用专项规划,到2010年,我国海水淡化规模将达到日处理80万吨至100万吨,2020达到日处理250万吨至300万吨。随着社会经济的高速发展和人口的急剧增加,淡水资源危机已经成为仅次于全球气候变暖的世界第二大环境问题。我国人多水少,水资源短缺,海水淡化和苦咸水淡化是解决

42、我国水资源短缺的必然选择,而采用纳滤膜技术进行海水、苦咸水淡化是最经济有效的方法。目前,我国有十几家企业从事苦咸水淡化,这些厂家使用的膜产品主要依赖国外进口。统计数据表明,近年来我国每年进口的高效纳滤膜达50万平方米,因此用公司生产的高效纳滤膜替代进口市场潜力巨大。3.3.1.4 民用领域的应用用医用中空纳滤膜制成的民用净水器可以说是我们中华民族饮水技术的一次革命。几十年来,我们的饮水经历了自来水、桶装水、组合式饮水机和纯净水等四次革命,这四次革命对饮水技术均有重大贡献,但也存在各种缺点。而第五次革命则采用中空纤维纳滤膜分离技术,它实现了既可以将人类需要的几十种天然矿物质保留在水中,又可以将有

43、害的物质、细菌、有机物、三氯甲烷等分离出。分离出的水同时具有天然矿物质、弱碱性、小分子团等多种水的功效,符合世界卫生组织健康水的标准。结构上采用错流技术组合,增加一个水龙头,让自来水和纳滤水分开使用,用户使用非常方便。使用自来水的同时,可自动冲洗掉膜内截留的有害物质,达到不用换芯,降低使用成本,适合老百姓家家普及。产品便于自动控制,多种形式的系列产品可适用于个人、家庭、食堂、学校、机关、医院等各个行业。我公司自主研发的纳滤膜净水器解决了几十年来净水器滤芯频繁更换、纯净水没有矿物质、超滤和磁化杯不能实现无菌等单一功能的重大技术难题。因此,它是第五次饮水技术的革命。是中国的发明专利,是世界性的突破

44、。3.3.2 应用前景分析国务院在2007年6月下发的节能减排综合性工作方案中,水处理、水资源再生、水循环利用等节水措施是最主要治理手段之一。在督促狠抓落实的监管措施下,石油化工、电力、采矿、冶金、电子、电镀、纺织、造纸、制药、制酒、食品饮料、市政供水、环保、污水回用及海水淡化等领域,膜分离技术得到十分广泛的应用,对膜元件、组件及其制备的需求量更是急速增加。纳滤膜选择性敏锐,同时兼备超滤和反渗透的分离性能,特别是对于低分子量有机物的分离有独到之处。纳滤可替代传统的薄膜蒸发、真空浓缩和冷冻干燥等方法,增加产品浓度,浓缩倍数可达210倍,并可保证产品的回收率达9598。纳滤分离过程无任何化学反应,

45、无需加热,无相转变,不破坏生物活性,使用于分子量1000以下的物质,绝大部分药物的分子量都在这个范围内,且纳滤技术节能、环境友好,因而越来越多地被用到制药工业的各种分离、精制和浓缩过程中。将纳滤技术推向市场,可形成一个新的水处理技术分支。纳滤技术在全国数量巨大的低压锅炉水质软化、油水深度分离、中低分子量物质的钝化、浓缩及废水处理、环境保护等领域有极好的堆广应用前景。纳滤膜的发展完善了膜分离技术,大有代替某些传统分离方法的趋势,但也还有大量的技术问题需要解决。在膜的研制方面主要是提高其分离精制、耐溶剂、耐热、耐氧化和抗污染等性能;在工艺方面重在集成工艺的开发和过程优势化,但毫无疑问,在科学技术高

46、速发展的今天,纳滤技术的基础理论研究和实用化都取得十分惊人的进展。3.3.3 项目产品的主要竞争者目前我国生产膜产品的工厂不足10家(包括大专院校、科研院所),比较著名的有上海东华大学、天津工业大学、深圳市北庆薄膜技术有限公司(柔性透明导电薄膜)、天津膜天膜工程技术有限公司(纯水制备、水淡化、净水、污水处理用膜)、杭州西斗门膜工业有限公司(水处理用膜)、无锡赛普特分离机械有限公司(水处理设备)等,上述企业规模都较小,膜产品的材料单一,只有醋酸纤维素、聚砜材料,而且产品规格单一,只能生产截留分子量在530万的膜,不能耐高压、高温、抗污染等特殊用途的膜,尤其是小分子有机物分离,而且制膜装备和条件也

47、较差,多为半自动化生产,无法达到回用标准。目前在国内以PES共混材料为主的制膜技术与制膜设备,达到连续化生产高性能聚醚砜分离膜的企业只有我公司一家。3.3.3.1 项目产品技术性能比较优势我公司生产的分离膜产品是吸收国外先进的技术和设备、自主开发研制的,技术处于国内领先水平,技术力量雄厚,有持续开发的能力,中试阶段新增了先进的生产设备,使产品的市场竞争力增强,加之严格的质量保证体系,产品质量得到全面保证。公司拥有国内一流的膜生产车间、一支高水平的工程技术人员和具有分离膜生产实践经验的技术队伍,技术有了根本保证。3.3.3.2 项目产品其他市场竞争优势由于引进先进的制膜设备,形成规模化生产,生产效率高、产品成本低、产品的各项指标均达到国外进口产品标准,其产品的价格仅为进口产品的40%,产品可以替代进口,将节约大量外汇。综上所述,本项目产品无论从质量、技术、性能、价格、配件供应、售后服务上都优与国内其它厂家。同时凭借我公司产品的质量和价格,与国外同类产品相比具有很强的市场竞争能力,完全可以出口创汇,占领国外市场。因此本项目产品有广阔的市场,其竞争力和市场潜力都较强。3.3.4 项目产品市场概况及需求情况膜分离技术被称为“二十一世纪的水处理技术”,自上世纪70年代应用于水处

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