中空纖維氣調(diào)庫(kù)的設(shè)計(jì)及膜組件的制備.pdf

1、果蔬作為人們生活中的必需品之一，其多樣性以及品質(zhì)也日漸受到人們的重視。受自然條件的影響，果蔬的時(shí)令性和區(qū)域性非常顯著，常常不能滿(mǎn)足人們的需求。因此，為了保持果蔬的新鮮度以及優(yōu)良的食用品質(zhì)，國(guó)內(nèi)外逐漸開(kāi)展果蔬保鮮技術(shù)的研究。目前，市場(chǎng)上普遍使用的仍是較為傳統(tǒng)的物理保鮮技術(shù)，該方法并不能起到很好的保鮮效果。氣調(diào)貯存保鮮技術(shù)作為一種新興、高效的保鮮方式，具備較大的開(kāi)發(fā)和推廣價(jià)值。我國(guó)市場(chǎng)上已經(jīng)投入使用的氣調(diào)設(shè)備多是采用變壓吸附原理，設(shè)備中閥門(mén)

2、多，使用過(guò)程噪音大。如果使用膜設(shè)備進(jìn)行氣體分離，則可以有效的解決以上兩個(gè)問(wèn)題。并且其能耗少，占地少，投資少，容易安裝，因此開(kāi)發(fā)研究膜氣調(diào)裝置很有必要。
　　本課題旨在設(shè)計(jì)一套芒果保鮮氣調(diào)系統(tǒng)，并使用中空纖維膜作為氣體調(diào)節(jié)裝置。為了得到設(shè)備運(yùn)行的最佳參數(shù)，設(shè)計(jì)了平衡態(tài)以及非平衡態(tài)的膜氣調(diào)過(guò)程數(shù)學(xué)模型，并對(duì)膜裝置中的氣體壓力分布進(jìn)行了計(jì)算。結(jié)合三部分的計(jì)算結(jié)果，得到了設(shè)備運(yùn)行的最佳參數(shù)以及所需中空纖維膜的膜面積。
　　通過(guò)研究聚

3、醚砜(PES)中空纖維膜的涂敷工藝，以Sylgard184硅橡膠作為涂敷原料，確定了實(shí)現(xiàn)較大氣體通量以及較高氣體分離系數(shù)的涂敷條件為:涂敷液濃度為3％，涂敷時(shí)間為5s。同時(shí)分析了PES支撐膜、涂敷溶液濃度、涂敷時(shí)間對(duì)氣體分離效果的影響。將小規(guī)模涂敷實(shí)驗(yàn)結(jié)果放大，設(shè)計(jì)并加工了大規(guī)模涂敷使用的設(shè)備，同時(shí)探究了大批量硅橡膠(PDMS)涂敷液的制備條件，并對(duì)性能最佳的膜絲進(jìn)行大規(guī)模涂敷實(shí)驗(yàn)。最終得到O2/N2選擇性為2以上，CO2/N2選擇性為

4、10以上，CO2氣體通量為450-600GPU的PES/PDMS中空纖維復(fù)合膜。
　　最后，將得到的PES/PDMS復(fù)合膜進(jìn)行中空纖維膜組件的加工，分析了膜組件制備過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題并制定了解決方案。對(duì)膜組件進(jìn)行氣體分離性能測(cè)試，結(jié)果為:O2/N2選擇性為1.82，CO2/N2的選擇性為9.29，膜組件的氣體選擇性達(dá)到單絲測(cè)試選擇性的88％，膜組件的CO2氣體通量可達(dá)到單絲通量的64％。證明我們制備的中空纖維膜組件符合芒果氣調(diào)保鮮系