有機溶劑納濾膜的應用

有機溶劑納濾

用于 OSN 應用的 PURAMEM ®膜

海普所提供的 PURAMEM ®代表有機溶劑納米過濾的創新膜。這些 OSN 膜在接 近常溫下提供高效分離，無需液體進料的相變。 

分子分離的新前沿 

  自 20 世紀后期起，隨著逆滲透和納米過濾技術的出現，利用膜在水溶液中進行分子級分離成為可能。直到最近，這兩種分離 技術的工業應用幾乎主要集中在廢水處理、海水淡化以及食品飲料行業。有機液體溶解分子的膜分離（有機溶劑納米過濾，OSN） 在過去十年中作為膜科學的新領域出現，具有在化學相關行業的巨大應用潛力。 這體現在極大的興趣上。主要原因是什么？常見的純化工藝——如蒸餾、萃取、色譜、吸附和結晶——可能具有高耗能或高材料 消耗特性，或存在耐用性問題。普遍認為，“......分離工藝占工業資本和運營成本的 40%-70%......"一個簡單的計算，基于將稀溶 質于典型溶劑中濃縮 10 倍，可以發現 OSN 所需的能量不到熱分離技術（如蒸餾）的 10%。顯然，OSN 能夠帶來顯著的成本節約 和顯著的可持續性影響。

 

PURAMEM®膜的主要應用

 OSN 的發展創造了分子分離領域的多個關鍵應用，包括：

? 產品純化

? 催化劑回收與回收

? 溶劑回收

? 色彩去除

? 聚合物雜質的去除

? 單體/二聚體分離

? 分子分餾 

? 室溫溶劑交換

海普的 OSN 膜在有機溶劑納濾方面的優勢

? 減少能源消耗——降低碳排放

? 更可持續的工藝

? 運營成本降低

 ? 產品價值提升

? 縮短處理時間

? 環保 

易于擴展的技術

我們將全程陪伴您完成流程開發，從初步概念驗證到流程驗證。

有機溶劑納濾 

易于擴展的技術

我們為您的工藝開發全程提供產品和應用支持，從初步實驗室規模的概念驗證 到試點規模的過程驗證，再到工業實施。我們的分銷商和 OEM 網絡能夠為您提供這 些開發活動和工業化所需的設備和膜材料。

從試驗到工業規模

  我們的工藝工程師和膜專家團隊，可以支持并為你使用海普的 OSN 膜進行復雜分離的應用開發提供建 議。典型的流程開發和實施主要包含三個步驟：

1. 概念驗證

  可行性測試在實驗室規模使用平板膜進行，確定特定應用中性能良好的膜。一旦確定了合適的膜，通 常會在小尺度（mL 到 L）進行分離可行性的概念驗證，從而評估基礎技術和經濟可行性。 如果您對現有膜測試設備是否適合用于 OSN 膜有任何疑問，或希望購買合適的設備，請聯系我們。

2. 程序證明 

  工藝驗證通過小型卷式膜組件進行中試試驗，理想情況下采用生產過程的副產品做為原料。這一試驗階段用于確定過濾的工作參數范圍，驗證膜組件的耐用性和使用壽命，生成工業級單元設計所需的可擴 展數據，評估是否需要進行膜的清洗（CIP），實現準確的經濟評估，并確保使用 OSN 膜時不會遇到“阻礙"。 如果您對現有膜中試設備是否適合 OSN 膜存在疑問，或希望通過我們的 OEM 網絡租賃/購買合適設備， 請聯系我們。

3. 工業實施

  工業實施是最后階段，通過過程驗證試點試驗確定工藝的全面規模化。我們提供工業裝置所需的膜組 件，同時也能為設計、成本核算和構建全尺寸工業 OSN 系統的工程流程提供建議和協助。我們擁有遍布全 球的經驗豐富的 OEM 合作伙伴，能夠提供高效的工業裝置。

有機溶劑納濾 

用于天然和精油及生物燃料的 OSN 膜

吉海普的 PuraMem®代表有機溶劑納米過濾的創新膜。這些 OSN 膜在接近常溫下提供高效分離，無需 液體進料的相變。 

初級提取物的分餾

  天然提取物（水果、蔬菜、堅果、種子、草藥）衍生的成分因其固有特性和化學多樣性，被廣泛應用 于制藥、營養保健品、香料和香料等多個行業。然而，作為粗提取物的使用往往不切實際，且目標分子僅 占提取物的一小部分。海普采用不同截留分子量的 OSN 膜，可以根據分子在（不同）溶劑和混合物中的溶 解度（MW）對初級提取物進行分餾。

天然油脂加工——脫蠟與濃縮 

  天然油被廣泛用作食品、飲料和化妝品行業的添加劑。它們豐富了產品的口感、風味或香氣。然而， 它們的成分不應影響最終產品的外觀和質量。不需要的化合物（如柑橘油中的蠟）可以通過吉海普的 OSN 膜替代傳統的高能耗技術（如結晶）去除。 

生物燃料的精制 

  生物燃料是滿足可持續交通需求的重要領域。由于其原料來源廣泛且生產工藝多樣，生產過程中常會 混入微量雜質或副產品，例如有色化合物等。海普 OSN 膜技術為生物燃料提供了可持續且節能的“精煉" 方案，通過去除常規產品中的微量雜質，既提升了生物燃料的整體穩定性和品質，又無需采用傳統高能耗 的蒸餾或蒸發工藝。 溫和分離 PuraMem®膜的分離在溫和條件下（接近常溫）進行，以維持天然組分的生物活性。

有機溶劑納濾

為精細化學和制藥應用設計的 OSN 膜 

吉海普的 PuraMem®代表有機溶劑納米過濾的創新膜。這些 OSN 膜在近環境溫度下高效分離，無需液 體進料相變。

溫和的 API 處理

  在較低（近環境）溫度下 處理原料藥及其中間體，可以最 大限度地減少對這些復雜分子 的損傷。API 和中間體可以通過 OSN 膜進行濃縮或純化，而無需 暴露于有害熱量。 活性藥物成分（API）及其 中間體通常是復雜分子，通過多 級合成產生。為了以高純度和高 產率生產這些分子，必須盡量減少每個反應和分離步驟的損失。這些物質的復雜性使其對溫度敏感——合 成和分離過程中的熱損傷可能降低產率、降低純度或兩者兼有。如濃縮或純化作等分離可以在相對較低溫 度（環境溫度或以下）下有效完成 OSN 膜。分子量為 200+ Da 的分子可以被 OSN 膜保留，從而使較小分子 能夠從較大分子中分離，即純化，或者將目標分子被膜保留并濃縮。吉海普的 PuraMem® OSN 膜系列可用 于這些應用。 非熱溶劑回收 我們的 PuraMem®系列 OSN 膜具備分離能力，無需加熱和冷卻即可回收工藝溶劑。通過節能的 OSN 工 藝，溶劑可以高純度回收，同時具有減碳和改進工藝穩定性的優勢。 吉海普開發了 PuraMem®系列 OSN 膜，應用于非常廣泛的有機溶劑。通過選擇合適的膜，OSN 膜可以 高度保留無機化學物質和有機化合物（分子量 200+ Da）。高純度溶劑通過膜，使純度>99%的溶劑能夠以 高產率回收，無需蒸發和冷凝溶劑。這相比傳統蒸發或蒸餾裝置作，顯著節省了能耗。 高效溶劑交換 許多精細化學合成途徑的合成途徑需要將工藝溶劑替換為不同類型的反應。OSN 膜允許在室溫下切換 溶劑，而無需使用傳統熱技術。 OSN 膜能夠保留多種中間體或產物分子（分子量為 200+ Da），同時允許溶劑通過膜。通過允許初始 溶劑在室溫下滲透膜，并將第二種（切換）溶劑加入過濾系統，可以影響溶劑交換。隨著過濾進程，第二 種溶劑取代前一種溶劑，從而有效產生所需的溶劑交換。當第二種溶劑沸騰溫度低于原有溶劑時，這種方 法尤為有效，而傳統熱技術難以實現這一點。吉海普開發了 PuraMem®系列 OSN 膜，可用于廣泛的溶劑交 換。

 有機溶劑納濾 

海普的天然油和精油 OSN 膜

吉海普的 PuraMem ®代表有機溶劑納濾的創新膜。這些 OSN 膜在近環境溫度下高效分離， 無需液體進料相變。

粗提物的分級分離

  天然提取物（水果、蔬菜、堅 果、種子、草藥）衍生的成分因其固 有特性和化學多樣性，被廣泛應用于 多種行業，如制藥、營養保健品、香 精與香料等。然而，這些成分作為粗 提取物的使用往往不切實際，且目標 物質僅占提取物的一小部分。吉海普 的 OSN 膜憑借其不同截留分子量特 性，可實現粗提物的分級分離，依據 分子量或其在不同溶劑及混合溶劑中的溶解度進行分選。 天然油脂加工——脫蠟與濃縮 天然油被廣泛用作食品、飲料和化妝品行業的添加劑。它們豐富了產品的口感、風味或香氣。然而， 它們的成分不應影響最終產品的外觀和質量。不需要的化合物（如柑橘油中的蠟）可以通過吉海普的 OSN 膜替代傳統的高能耗技術（如結晶）去除。 溫和分離 PuraMem®膜的分離在溫和條件下進行（接近環境溫度），以維持天然成分的生物活性。

有機溶劑納米過濾 

用于大宗商品、石油和石油化學應用的 OSN 膜 

吉海普的 PuraMem®代表有機溶劑納米過濾的創新膜。這些 OSN 膜在近環境溫度下高效分 離，無需液體進料相變。

催化劑的回收與再利用

 均相催化劑是非常高效但昂貴的材料，用傳統分離技術難以以活性形式分離。它們通常是較大的分子， 被 OSN 膜很好地截留，這使得它們能夠回收并在生產過程中重復使用。 均相催化劑在眾多化工工藝中具有廣泛應用潛力。然而，這類催化劑結構復雜，含有鉑族金屬等成分， 導致生產成本居高不下。通常情況下，若催化劑無法回收再利用，其工藝經濟性就難以維持，因此工業界 并未像預期那樣廣泛采用均相催化劑。由于均相催化劑的尺寸通常遠大于所催化反應的反應物或產物，因 此非常適合通過 OSN 膜進行分離。事實上，采用 OSN 膜技術可實現均相催化劑近乎99%以上的回收。完整 催化劑的回收對工藝經濟性具有顯著提升作用。吉海普的 PuraMem®系列膜材料，正是專門用于均相催化 劑回收的解決方案。

產品的脫色與精制

  在多數情況下，化學反應的產物并非純物質形態。反應過程中會產生多種副產物或后處理步驟中生成 的雜質化合物。這些雜質會降低最終產品的質量（如顏色、成分、密度、熔點和沸點等指標異常），必須 進行去除。當目標產物與雜質的分子量存在差異時，可采用 OSN 膜實現有效產品純化。

石蠟蠟與潤滑油的分離 

  潤滑油脫蠟是煉油廠中一項高能耗的工序，涉及大量溶劑的蒸發和冷凝。應用 OSN 膜可以有效降低該 過程的能耗。 煉油廠蒸餾裝置中采用溶劑脫蠟工藝生產潤滑油基礎油是一項成熟的單元操作。該工藝屬于高能耗 操作，需要蒸發和冷凝大量溶劑（通常為甲基叔丁基醚與甲苯的混合物）。選擇甲基叔丁基醚/甲苯溶劑混 合物是為了促進石蠟結晶，從而實現與溶解在混合物中的潤滑油的物理分離。脫蠟完成后，可利用 OSN 膜 截留并濃縮溶解在甲基叔丁基醚/甲苯混合物中的高價值潤滑油，而透過膜的近乎純凈的甲基叔丁基醚/甲 苯混合物則可回流至脫蠟工序前端重復利用。過濾過程在結晶所需的低溫（-10 至-20℃）下進行。采用 OSN 膜技術可大幅降低脫蠟工藝能耗，因無需發生相變（蒸發與冷凝）。此外，這種基于 OSN 膜的工藝還能優 化脫蠟單元的溶劑流量，從而提升石蠟結晶效率，進而提升潤滑油品質。我們推薦使用吉海普的 PuraMem® 膜處理非極性溶劑（如甲基叔丁基醚/甲苯）的脫蠟作業。

輕質烴類的添加劑去除

  在輕質烴類加工過程中，常使用大分子物質（如添加劑） 由于添加劑與烴類分子量差異較大，采用 PuraMem®系列膜 可實現添加劑的去除。這是一種可持續、低能耗的添加劑去 除方法。