雙極膜小試設備是一種具有特殊功能的離子交換膜,它在電場(chǎng)作用下其中間層發(fā)生水解離,產(chǎn)生H+和OH-離子。而雙極膜小試設備技術(shù)就是將這種特殊功能復合到普通電滲析中,從而實(shí)現酸/堿的生產(chǎn)和再生,或者酸化/堿化。
雙極膜小試設備是特種離子交換膜,它是由一張陽(yáng)膜和一張陰膜復合制成的陰、陽(yáng)復合膜。該膜的特點(diǎn)是在直流電場(chǎng)的作用下,陰、陽(yáng)膜復合層間的H2O解離成H+和OH-并分別通過(guò)陰膜和陽(yáng)膜,作為H+和OH-離子源。雙極膜小試設備按宏觀(guān)膜體結構分可分為均相雙極膜和異相雙極膜。
雙極膜小試設備在有機酸生產(chǎn)中的應用
傳統的有機酸發(fā)酵生產(chǎn)下游處理工藝大多采用離子交換法。離子交換法是使有機酸鹽溶液通過(guò)酸型陽(yáng)離子交換柱,其中金屬離子與陽(yáng)離子交換樹(shù)脂上的氫交換,從而轉化成有機酸。 這種方法所用的離子交換柱體積龐大,離子交換樹(shù)脂需反復再生,操作復雜,還要消耗大量的酸堿和洗滌用水,并產(chǎn)生大量廢液。
若用雙極膜小試設備直接從發(fā)酵液生產(chǎn)有機酸,借助于雙極膜離解的H+將發(fā)酵液中的有機酸根轉化為有機酸,離解的OH-和發(fā)酵液中的陽(yáng)離子結合形成堿,再回用于發(fā)酵。這樣極大程度地減少廢物排放、環(huán)境污染,降低化工原料和能源消耗,具有顯著(zhù)的工業(yè)應用價(jià)值和環(huán)境效益;且過(guò)程簡(jiǎn)單,產(chǎn)品回收率和純度高,而由此導致的產(chǎn)品質(zhì)量提高所帶來(lái)的經(jīng)濟效益更為顯著(zhù)。