基于流變學(xué)的中藥復(fù)方膜集成過(guò)程研究

基于流變學(xué)的中藥復(fù)方膜集成過(guò)程研究

近年來(lái)，中國(guó)醫(yī)藥工業(yè)經(jīng)濟(jì)保持了相對(duì)穩(wěn)定的發(fā)展趨勢(shì)。2015年,中藥制藥工業(yè)總產(chǎn)值接近8000億元,約占全國(guó)醫(yī)藥產(chǎn)業(yè)總產(chǎn)值的28.55%濃縮工段對(duì)大多數(shù)中藥制藥廠(chǎng)家來(lái)說(shuō)是能耗(蒸汽)的重頭。目前中藥廠(chǎng)家普遍采用的“三效”或“雙效”真空濃縮工藝,因加熱溫度高達(dá)75～95℃,具有明顯的缺陷:(1)易使有效成分分解;(2)因固形物易黏附于加熱管壁,使垢層炭化造成濾液污染;(3)傳熱速度慢、浪費(fèi)能源;(4)須耗費(fèi)巨大數(shù)量的蒸汽、水去冷凝、冷卻第3效或第2效后蒸出的水蒸汽。按照能耗統(tǒng)計(jì),水蒸出的能耗為1.2噸蒸汽/噸,冷凝冷卻水蒸汽及其熱水的水耗為3～4噸水/噸膜濃縮的基本技術(shù)原理是膜材料對(duì)溶劑的選擇透過(guò)性,即在一定的壓力、溫度等操作條件下,膜表面只允許某種溶劑(如水)及小分子物質(zhì)通過(guò),而成為膜“滲透液”;而待分離料液中與膜材料不具親和性的溶劑(物質(zhì))、體積大于膜孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進(jìn)液側(cè),成為“截留液”(即濃縮液),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)原料液的分離、濃縮目的。與傳統(tǒng)的蒸發(fā)濃縮相比,在中藥制藥濃縮工藝中得到應(yīng)用的超濾(ultrafultration)膜蒸餾是將膜與蒸餾過(guò)程相結(jié)合的一種新型膜分離技術(shù)。該技術(shù)利用疏水性微孔膜將兩種不同溫度的溶液分開(kāi),較高溫度側(cè)溶液中易揮發(fā)的物質(zhì)呈氣態(tài)透過(guò)膜進(jìn)入另一側(cè)并冷凝的分離過(guò)程。膜蒸餾與傳統(tǒng)蒸餾相比,其不需要復(fù)雜的蒸餾系統(tǒng),且能得到更純凈的餾出液;與一般的蒸發(fā)過(guò)程相比,其單位體積的蒸發(fā)面積大;與反滲透比較,其對(duì)設(shè)備的要求低且過(guò)程中溶液濃度變化的影響小。另外,膜蒸餾過(guò)程能在常壓和較低溫度下操作,被認(rèn)為是一種節(jié)能高效的分離技術(shù),迄今膜蒸餾技術(shù)在中藥領(lǐng)域研究也非常廣泛。近20年來(lái),膜技術(shù)在我國(guó)得到快速的發(fā)展,其原因主要得益于高分子材料科學(xué)的進(jìn)展及環(huán)境友好戰(zhàn)略的實(shí)施,一批大中型醫(yī)藥企業(yè),如吉林敖東、湖北勁酒、江蘇康緣、江蘇揚(yáng)子江等將膜分離技術(shù)用于中藥提取、分離、純化等流程,已取得一批重要的成果。與此同時(shí),也應(yīng)看到膜分離科技在中藥濃縮領(lǐng)域的潛力還遠(yuǎn)未發(fā)揮。雖然醫(yī)藥中間體、食品等工業(yè)生產(chǎn)采用超濾、納濾、反滲透、膜蒸餾等膜分離過(guò)程作為濃縮技術(shù)日益趨多1中醫(yī)藥膜濃縮技術(shù)的主要問(wèn)題和解決方案—制約中藥膜濃縮技術(shù)優(yōu)化的主要問(wèn)題及解決方案——集成膜過(guò)程1.1集成膜過(guò)程的原理膜污染導(dǎo)致膜過(guò)程效率的下降是制約中藥膜濃縮技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的主要因素,除了這一膜技術(shù)領(lǐng)域的共性問(wèn)題外,各種膜濃縮過(guò)程因其技術(shù)原理而造成的缺陷,也影響到其優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。如反滲透過(guò)程透水速率比較高,但濃縮倍數(shù)較小。其原因在于:物料自身的滲透壓隨濃縮倍數(shù)的增加而提高,由此造成的物料高密度、高滲透壓使反滲透過(guò)程無(wú)法進(jìn)行。再如,膜蒸餾充分結(jié)合了“膜分離”與“蒸餾”2個(gè)過(guò)程的優(yōu)勢(shì),可將物料濃縮至較高的濃度,但膜蒸餾過(guò)程也存在嚴(yán)重的缺陷:(1)運(yùn)行過(guò)程中膜通量波動(dòng)較大;(2)料液達(dá)到較高濃縮倍數(shù)時(shí),可因膜面蒸氣壓下降而出現(xiàn)通量衰減狀態(tài)由于膜過(guò)程各有利弊,同時(shí)在實(shí)際的工業(yè)應(yīng)用中又易受多種復(fù)雜因素的影響,一般而言,任一膜過(guò)程都無(wú)法適應(yīng)復(fù)雜的工業(yè)生產(chǎn)局面。為適應(yīng)不同應(yīng)用體系,優(yōu)化生產(chǎn)過(guò)程,需采用膜過(guò)程集成的策略,即科學(xué)組合多種膜過(guò)程,通過(guò)取長(zhǎng)補(bǔ)短,以“技術(shù)集成”的形式,即以“膜分離系統(tǒng)”,而并非某種單一的膜分離過(guò)程,用于工業(yè)生產(chǎn)。該系統(tǒng)的組成單元可是多種不同的膜過(guò)程,也可是膜過(guò)程與非膜過(guò)程,稱(chēng)其為“集成膜過(guò)程”。21世紀(jì)以來(lái),膜集成工藝在中藥濃縮技術(shù)領(lǐng)域的受接納程度日益增加,如大蒜素超濾/納濾集成純化工藝由于反滲透與膜蒸餾分別在高透水速率與高濃度物料濃縮方面具有獨(dú)到優(yōu)勢(shì),反滲透與膜蒸餾這2種技術(shù)的組合,如反滲透/膜蒸餾(OD)集成、超濾/反滲透/OD已成為膜集成濃縮工藝的成功典范國(guó)際上成功地將膜集成濃縮技術(shù)用于實(shí)際生產(chǎn),并產(chǎn)生了明顯效益,主要得益于采取了科學(xué)的基本策略:實(shí)驗(yàn)研究與計(jì)算機(jī)流體力學(xué)(CFD)模擬相結(jié)合,準(zhǔn)確、系統(tǒng)掌握待濃縮物料的流變學(xué)特征,深入開(kāi)展膜傳質(zhì)機(jī)制研究、通過(guò)數(shù)學(xué)模型的構(gòu)建,開(kāi)展工藝優(yōu)化設(shè)計(jì)。近年來(lái),筆者課題組在國(guó)家自然科學(xué)基金資助下,比較深入、系統(tǒng)地開(kāi)展了相關(guān)研究,目前已取得一批成果1.2關(guān)于中藥水提液的膜傳質(zhì)研究現(xiàn)狀膜材料是發(fā)展膜技術(shù)的核心課題。以膜蒸餾技術(shù)為例,加以闡述。用于膜蒸餾的膜材料應(yīng)該滿(mǎn)足疏水性和多孔性2個(gè)要求,以保證水不會(huì)滲入到微孔內(nèi)和具有較大的通量。另外,足夠的機(jī)械強(qiáng)度、好的熱穩(wěn)定性、對(duì)酸堿及有機(jī)溶劑的高耐受性,以及低的導(dǎo)熱系數(shù)也是必需的。近年來(lái),用于膜蒸餾過(guò)程的膜材料研究開(kāi)發(fā)主要集中在聚四氟乙烯(PTFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)、聚丙烯(PP),它們的疏水性能都比較好,PTFE、PVDF、PP的表面張力依次為25～33、23～34、0.04mN/m,說(shuō)明PTFE的疏水性最強(qiáng)。從耐氧化性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性來(lái)看,PTFE也優(yōu)于其他幾種膜材料。這使得PTFE膜應(yīng)用的物系非常廣泛,PVDF膜次之。雖然PP膜耐氧化性質(zhì)和化學(xué)穩(wěn)定性相對(duì)較差,但因?yàn)閮r(jià)格低廉,市場(chǎng)應(yīng)用廣闊膜過(guò)程與溶液環(huán)境密切相關(guān)。中藥水提液的溶液環(huán)境系指溶液體系所具有的電導(dǎo)率、pH、離子強(qiáng)度、黏度等物理化學(xué)特性。這些理化特征可直接影響膜的表面性質(zhì),還可改變物料中待分離微粒或大分子溶質(zhì)的理化性質(zhì),導(dǎo)致膜的分離性能發(fā)生改變。為有效的監(jiān)控膜過(guò)程,各膜應(yīng)用領(lǐng)域的科學(xué)家建立了面向相關(guān)物料體系的各種數(shù)學(xué)模型,以闡述膜傳質(zhì)過(guò)程及膜污染機(jī)制。但國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)有關(guān)中藥水提液的膜傳質(zhì)與污染模型的文獻(xiàn)報(bào)道。此外,由于長(zhǎng)期以來(lái)中藥基礎(chǔ)研究的缺乏,對(duì)組成極其復(fù)雜的水提液的“溶液環(huán)境”表征研究,如對(duì)密度、黏度、表面張力等基礎(chǔ)物性數(shù)據(jù)的檢測(cè)、分析,基本處于空白狀態(tài),其結(jié)果是中藥生產(chǎn)工藝選擇或設(shè)計(jì)實(shí)質(zhì)上仍處于“粗放、估算”的層面,遠(yuǎn)未達(dá)到“精準(zhǔn)”水平。目前教科書(shū)中僅有從宏觀(guān)的角度對(duì)中藥水提液的定義:一種由包含有真溶液、混懸液和乳濁液的復(fù)雜混合體系。該體系的主要化學(xué)組成是什么、有何特點(diǎn),其熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)性質(zhì)又有何特征等一系列理論與技術(shù)問(wèn)題未見(jiàn)有具體、深入的研究報(bào)道。自2001年以來(lái),在國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助下,筆者課題組以數(shù)百種單味中藥及復(fù)方為實(shí)驗(yàn)對(duì)象,結(jié)合膜通量測(cè)試,對(duì)相關(guān)中藥品種的水提液做了濁度、黏度、pH、導(dǎo)電率、粒徑分布等表征分析。與此同時(shí),對(duì)其中淀粉、蛋白質(zhì)、果膠等非藥效共性高分子物質(zhì)組成進(jìn)行了檢測(cè),繼而對(duì)通量、表征與物質(zhì)組成做了初步的相關(guān)性研究。結(jié)果發(fā)現(xiàn)各水提液樣品固含物中,這幾類(lèi)高分子組成均占很大比例,且是影響水提液的物理化學(xué)表征參數(shù)及膜通量變化的主要因素2應(yīng)解決的科學(xué)問(wèn)題、對(duì)策和影響2.1膜濃縮過(guò)程的描述在大量文獻(xiàn)研究及上述有關(guān)前期工作的基礎(chǔ)上,提出下述解決中藥制藥膜濃縮技術(shù)瓶頸的基本思路。因處方與提取工藝不同,各中藥物料體系具有不同的化學(xué)組成,也具有不同的流變學(xué)參數(shù)。根據(jù)流變學(xué)與膜科學(xué)原理,對(duì)膜過(guò)程產(chǎn)生影響的參數(shù)有密度、黏度、滲透壓等。這些參數(shù)共同構(gòu)成的集合可科學(xué)表征中藥物料對(duì)膜濃縮過(guò)程產(chǎn)生的影響;它們可通過(guò)理論計(jì)算獲得,或由儀器直接測(cè)定?？紤]到實(shí)際可行性,從中選取若干參數(shù)作為研究對(duì)象。反滲透、膜蒸餾等技術(shù)屬于不同的膜過(guò)程,因而具有不同的膜傳質(zhì)機(jī)制、各自的膜污染及能耗規(guī)律,亦各自兼容于物料的不同流變學(xué)性能。對(duì)于傳統(tǒng)認(rèn)識(shí)方式很難揭示內(nèi)部機(jī)制的中藥復(fù)雜體系膜過(guò)程,可借鑒CFD手段,計(jì)算預(yù)估其特性,數(shù)學(xué)建模,提煉膜過(guò)程原型的部分信息構(gòu)成原型替代物等方法,對(duì)技術(shù)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。在膜器固定的條件下,膜濃縮功能與物料流變學(xué)特征具有相關(guān)性。為使膜過(guò)程與物料的流變學(xué)性能相互適應(yīng),可采用化學(xué)分析與膜工程手段對(duì)傳質(zhì)過(guò)程進(jìn)行精密分析,跟蹤物料體系流變學(xué)參數(shù)動(dòng)態(tài)變化,根據(jù)臨界通量、臨界滲透壓呈現(xiàn)點(diǎn),及時(shí)將膜過(guò)程切換為與其適應(yīng)的傳質(zhì)狀態(tài),以解決膜污染與能耗最小化問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)集成工藝優(yōu)化。2.2集成工藝設(shè)計(jì)對(duì)于中藥物料這一復(fù)雜體系而言,由于化學(xué)組成的多元性及物料種類(lèi)的多樣性,如何探討膜濃縮工藝優(yōu)化規(guī)律?顯然必須改變粗放的方式,以現(xiàn)代科學(xué)概念與相關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表述物料體系的流變學(xué)特征、與膜過(guò)程的相互作用,體系理化參數(shù)動(dòng)態(tài)演化過(guò)程及其作用機(jī)制,從而促使中藥膜濃縮研究由“描述科學(xué)”向“精密科學(xué)”的轉(zhuǎn)變。由上述分析可知,反滲透與膜蒸餾集成工藝是中藥膜濃縮技術(shù)切實(shí)可行的重要選項(xiàng)。就該集成過(guò)程而言,由此需面對(duì)的工藝設(shè)計(jì)問(wèn)題:(1)能否預(yù)測(cè)反滲透過(guò)程因物料密度升高所產(chǎn)生的最高滲透壓(臨界滲透壓),并將其控制在膜設(shè)備額定壓力可承受的范圍;(2)如何預(yù)測(cè)并控制膜蒸餾過(guò)程因物料密度升高、水蒸氣壓下降而導(dǎo)致的最低膜通量(臨界通量);(3)怎樣尋找臨界滲透壓(反滲透過(guò)程)及臨界通量(膜蒸餾過(guò)程)平衡點(diǎn),實(shí)現(xiàn)反滲透與膜蒸餾這2種膜過(guò)程的優(yōu)化組合。上述3個(gè)問(wèn)題的科學(xué)本質(zhì)是濃縮過(guò)程對(duì)中藥物料流變性的劣化及其對(duì)膜傳質(zhì)作用的拮抗。綜上所述,中藥物料的流變學(xué)規(guī)律及其與膜傳質(zhì)過(guò)程的相關(guān)性是優(yōu)化中藥膜濃縮工藝的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。為此,解決該關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題的對(duì)策:(1)探索中藥物料的流變學(xué)規(guī)律及其與膜濃縮過(guò)程的相互影響;(2)確認(rèn)反滲透與膜蒸餾等不同膜過(guò)程的臨界滲透壓、臨界通量;(3)闡述膜濃縮過(guò)程對(duì)中藥物料的傳質(zhì)作用及機(jī)制,尋找可與其匹配的膜技術(shù)組合方案。2.3單味藥材的選擇及相關(guān)的研究針對(duì)集成膜濃縮過(guò)程關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題,從本課題組已建立的“中藥水提液膜基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)”中選擇了清熱靈、四逆湯、玄麥甘桔顆粒等復(fù)方及黃芩、甘草、梔子等單味藥材為實(shí)驗(yàn)體系(兼顧物料初始黏度、入藥部位及所含主要指標(biāo)性成分具有代表性等),開(kāi)展相關(guān)對(duì)策的研究。2.3.1臨界滲透率與反滲透過(guò)程通量衰減率關(guān)系(1)建立、完善流變學(xué)特征參數(shù)表征體系:首次在中藥膜科技領(lǐng)域提出臨界滲透壓的概念,根據(jù)分離科學(xué)的原理,能影響膜過(guò)程的流變學(xué)參數(shù)主要有黏度、雷諾數(shù)(Re)等。此外,物料的滲透壓與蒸氣壓在筆者課題組已建成的“中藥水提液膜基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)”(擁有200多種中藥體系的黏度、密度、pH等參數(shù))基礎(chǔ)上,進(jìn)一步建立、完善可科學(xué)、有效表征與反滲透及膜蒸餾工藝過(guò)程有關(guān)的中藥物料流變學(xué)特征參數(shù)體系,對(duì)該數(shù)據(jù)庫(kù)補(bǔ)充了與濃縮工藝相關(guān)的流變學(xué)數(shù)據(jù),如滲透壓、蒸氣壓等,并從中挖掘各流變學(xué)參數(shù)的相關(guān)性規(guī)律藥液的滲透壓限制著反滲透濃縮倍數(shù),因此在設(shè)計(jì)反滲透膜過(guò)程時(shí),必須掌控溶液的滲透壓數(shù)據(jù)。能否預(yù)測(cè)反滲透過(guò)程因物料密度升高所產(chǎn)生的臨界滲透壓,對(duì)于設(shè)計(jì)或選擇反滲透膜及其設(shè)備額定壓力可承受的范圍具有指導(dǎo)作用。為此,以白蒺藜、牛蒡子、山楂3種果實(shí)類(lèi)中藥水提液體系為研究對(duì)象,首次提出臨界滲透壓的概念,當(dāng)藥液滲透壓不隨反滲透膜濃縮時(shí)間的推移而改變時(shí)所對(duì)應(yīng)的滲透壓稱(chēng)之為臨界滲透壓。根據(jù)范特霍夫規(guī)則可知,當(dāng)溫度一定時(shí),滲透壓的大小與溶液的溶質(zhì)濃度和溶質(zhì)分子的相對(duì)分子質(zhì)量相關(guān)。因此,根據(jù)滲透壓在膜過(guò)程中的變化可以推測(cè)藥液濃度的變化。當(dāng)滲透壓趨于穩(wěn)定后,即可知道此時(shí)藥液濃度亦趨于穩(wěn)定,濃縮過(guò)程難以繼續(xù)進(jìn)行。將臨界滲透壓的概念引入中藥水提液反滲透過(guò)程研究,通過(guò)不同中藥水提液膜過(guò)程阻力分布和污染模型的擬合,分析滲透壓與膜通量衰減率的關(guān)系,揭示了測(cè)定臨界滲透壓值對(duì)于反滲透膜濃縮過(guò)程的作用。研究結(jié)果揭示,反滲透膜過(guò)程通量衰減率與滲透壓呈正相關(guān)。在藥液滲透壓小于臨界滲透壓時(shí),膜污染較輕,便于清洗。(2)尋找各流變學(xué)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性規(guī)律:發(fā)現(xiàn)中藥水提液的鹽度、電導(dǎo)、總?cè)芙夤腆w(totaldissolvedsolids,TDS)三者之間呈顯著線(xiàn)性相關(guān)。通過(guò)系統(tǒng)考察根類(lèi)、葉子類(lèi)、果實(shí)類(lèi)和全草類(lèi)及相關(guān)復(fù)方中藥水提液的反滲透膜過(guò)程理化參數(shù)的變化規(guī)律,發(fā)現(xiàn)電導(dǎo)率與滲透壓之間普遍存在相關(guān)性,相關(guān)系數(shù)達(dá)到0.9289(銀杏葉)、0.9962(梔子)。因此可推測(cè),電導(dǎo)率在某種程度上可以替代滲透壓,用以在線(xiàn)監(jiān)測(cè)反滲透膜過(guò)程。同時(shí),發(fā)現(xiàn)樣品藥液的鹽度-電導(dǎo)、TDS-電導(dǎo)、TDS-鹽度的線(xiàn)性方程及其相關(guān)系數(shù)分別為Y=18873X+33.871,r(3)發(fā)現(xiàn)“臨界通量”與中藥物料體系流變學(xué)特征的關(guān)系:“臨界通量”的概念由流體力學(xué)、表面化學(xué)、質(zhì)量傳輸和過(guò)濾理論有機(jī)結(jié)合而成(其值可由實(shí)驗(yàn)或計(jì)算得出)2.3.2膜過(guò)程物理模型的建立(1)通過(guò)計(jì)算流體力學(xué)方法和計(jì)算機(jī)化學(xué)研究模式研究中藥膜過(guò)程及其機(jī)制:計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)(computationalfluiddynamics,CFD)是一種新型的計(jì)算機(jī)化學(xué)手段,它可通過(guò)數(shù)值方法求解流體力學(xué)控制方程,并對(duì)流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律進(jìn)行預(yù)測(cè)。CFD技術(shù)具有成本低、速度快、資料完備、風(fēng)險(xiǎn)小等優(yōu)點(diǎn),已成為流體科技領(lǐng)域與實(shí)驗(yàn)研究、理論分析同等重要的手段。CFD方程的通用形式ρ為密度,U為速度,t為時(shí)間變量,φ為通用變量,Γ為廣義擴(kuò)散系數(shù),S為廣義源項(xiàng)其中處在τ與S位置的變量不必為原物理意義的量,而是數(shù)值計(jì)算模型方程中的一種定義。因此CFD用于具有暫無(wú)公認(rèn)定義表達(dá)的某些特征的復(fù)雜體系。影響膜過(guò)程的因素相當(dāng)復(fù)雜,其中膜組件中的流場(chǎng)分布是主要因素之一,因此將CFD技術(shù)引進(jìn)膜過(guò)程分析正成為膜科技領(lǐng)域研究的熱點(diǎn),且已在增加優(yōu)化可信度等方面取得顯著效果。本課題組正借鑒國(guó)內(nèi)外CFD先進(jìn)成果研究者對(duì)膜傳質(zhì)作用開(kāi)展了大量研究,從宏觀(guān)或微觀(guān)角度建立了各種模型(2)中藥水提液的反滲透膜污染過(guò)程基本符合完全堵塞模型:以完全堵塞模型、半堵塞模型、標(biāo)準(zhǔn)堵塞模型、濾餅過(guò)濾模型4種經(jīng)典的膜過(guò)濾堵塞模型擬合白蒺藜等藥液反滲透過(guò)程,結(jié)果發(fā)現(xiàn),各樣品的反滲透膜污染過(guò)程實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)基本符合完全堵塞模型,與各樣品的反滲透過(guò)程阻力分布數(shù)據(jù)不謀而合。完全堵塞模型的基本假設(shè)是物料體系中所有分子到達(dá)膜表面后完全堵住膜孔,但不能夠進(jìn)入膜孔,且分子之間不相互疊加,均勻平鋪在膜表面。中藥水提液中大分子雜質(zhì)占很大比例,反滲透膜的平均膜孔徑<1.0nm,導(dǎo)致大分子物質(zhì)被截留下來(lái),從而在膜表面堆積,一方面,堵住膜孔,減小滲透通量;另一方面,增強(qiáng)濃差極化阻力。上述兩因素是產(chǎn)生臨界滲透壓的主要原因。(3)反滲透、膜蒸餾過(guò)程的Fluent模擬:采用實(shí)驗(yàn)室自行組裝的計(jì)算處理服務(wù)站及ANSYS15、AUTOCAD2014軟件。為盡可能接近實(shí)際情況,本課題所使用中空纖維膜為外徑0.4mm,內(nèi)徑0.25mm的PVDF膜,建立相同尺度的模型。模擬結(jié)果顯示,不同的孔道、不同的流速有著不同的流體力學(xué),流體力學(xué)會(huì)對(duì)膜過(guò)程產(chǎn)生重要的影響,如膜蒸餾過(guò)程中介質(zhì)兩側(cè)存在明顯的壓差且隨著膜蒸餾過(guò)程的進(jìn)行壓差逐漸增加,污染物在進(jìn)料的沖刷作用下在膜中心結(jié)集;反滲透過(guò)程中壓力、污染狀況并非平均分布,而是隨著膜過(guò)程的進(jìn)行,出現(xiàn)明顯的“高壓區(qū)”和“高污染區(qū)”。通過(guò)對(duì)比數(shù)值模擬結(jié)果和實(shí)驗(yàn)觀(guān)察到的現(xiàn)象,實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與模擬數(shù)據(jù)趨于相近,表明建立的數(shù)值模擬方法切實(shí)、可行,為后續(xù)中藥水提液濃縮的反滲透-膜蒸餾耦合一體化裝置的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供了研究依據(jù)和方法。2.3.3中藥提取液膜蒸餾過(guò)程中及膜清洗方法的確定(1)藥液預(yù)處理方法對(duì)膜蒸餾過(guò)程的影響:藥液未經(jīng)預(yù)處理時(shí)含有的大量懸浮物等可導(dǎo)致膜孔堵塞,膜潤(rùn)濕現(xiàn)象發(fā)生于1h左右,通量急速衰減。預(yù)處理選擇離心或離心后采用不同截留相對(duì)分子質(zhì)量(6×10(2)確定適用于中藥物料反滲透