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关于现代智慧生活中膜在家用净水及啤酒过滤中的应用


 关于现代智慧生活中膜在家用净水及啤酒过滤中的应用


中国膜工业协会 王继文

一、膜技术在家用净水中的应用

净水器的快速发展源于环境恶化的外部推动力和人民经济水平提升对品质生活追求的内外双重需求。一方面,随着生活水平的提高,人们对健康饮水的追求也在不断提升,饮水的品质与安全直接关系到身体健康,也关系到社会的发展。另一方面,随着经济的高速发展和城市化进程的加速,我国日趋严重的水环境污染问题对经济发展和人们的生产生活产生了严重的制约。正因如此,与其他家电品类的表现低迷有所不同,以净水器为代表的健康类电器在近几年一直保持着迅猛增长的态势。2017年净水行业也受益于经济环境、家电环境的稳定向好,市场表现不俗,根据奥维云网(AVC)推算市场规模296亿元。但基于净水产品市场基数的扩充,其市场增速较前两年有所放缓。

膜在净水行业的应用尤为广泛,膜技术在家用净水器领域得到普遍认可与高度重视,其应用前景与发展势头较为乐观。

家用净水器中最常见的膜过滤滤芯是超滤、纳滤、反渗透膜。

目前,应用于水处理领域的超/微滤膜是中国最大的膜产品。浙江大学与海南立升合作研制出编织管增强型复合聚氯乙烯(PVC)中空纤维超滤膜制备技术,解决了超滤涂层与编织管界面结合强度差的难题并实现了规模化生产,成功用于自来水、海水淡化预处理等大型工程,并实现了产品的出口。

“十二五”期间,反渗透膜(RO)技术水平也得到大幅提高,时代沃顿生产的RO膜脱盐率达99.85%,与国际主流产品相比,在通量和脱盐率相当的前提下,膜产品价格低50 %以上,已在日产万吨级的项目中进行了示范和应用。

目前,国产微滤膜、超滤膜及反渗透膜质量实现新突破,超微滤膜的国内市场占有率达 60-80%。RO/NF膜技术完全达到国际先进水平。预计到2020年,家用净水RO膜可达到国际一流膜水平,实现家用净水用膜国产化80%以上。

回顾我国净水行业发展历程,正是由于消费者生活水平急速提高,健康意识觉醒,对水安全和健康重视程度的增加,推动了净水行业的快速发展。行业的快速发展不仅体现在整机产品终端市场销售的提升,也深入到整个净水产业上游的每一个配件行业(如反渗透膜、纳滤膜、超滤膜、精滤膜、膜壳、各种膜组件、增压泵、各种类型的活性炭及其组件、水路板、水管、管接件、各种阀门以及控制系统、机器外壳等等)。净水配件市场与整机市场相互影响、互为依托,好的配件产品有助于整机产品品质的提升,好的净水器也会要求配件产品的高品质化并推动配件产品的创新与应用。

二、膜技术在啤酒过滤中的应用

目前啤酒行业竞争相当激烈,且人们对高品质、低能耗、低污染生活环境需求不断提高,促使啤酒生产厂家不断改进传统工艺,采用新技术新工艺降低能耗成本,提高啤酒质量,降低污染。

膜技术是利用分离膜对混合物中各组分的选择渗透性能的差异等来实现分离、提纯和浓缩的一种分离技术。与其它传统的分离方法相比,膜分离过程不需要加热,可防止热敏物质失活、杂菌污染、无相变,能集分离、浓缩、提纯、杀菌等工序为一体,分离效果好。因此将膜分离技术应用于啤酒生产中,能避免了加工中的热过程,较完整地保留了啤酒中的各种营养成分,降低和解决了污染物的排放,并使有效成分得以综合利用和回收; 同时它又可脱除酵母和杂菌,防止沉淀物的产生。因此膜分离技术已开始广泛应用于啤酒生产中水及无菌空气处理、啤酒澄清除菌、无醇或低醇啤酒生产、啤酒废水处理等方面,应用前景非常广阔。

啤酒膜过滤主要使用微滤和超滤技术,尤其是微滤技术。在啤酒厂运用的膜主要是PTFE、PP、DPS、纤维膜等。

1963年,美国四家公司首先用微孔膜进行啤酒低温过滤。PALL和Sartorius膜较早进入我国,目前国内许多啤酒公司的纯生膜过滤系统用膜较多采用这两家公司的产品。我国的过滤膜生产起步较晚,但发展很快,有些公司已经拥有亚洲最先进的实验室和售后技术支持分析系统,国产膜的技术是压力和产品质量已经完全可以替代甚至超越国外品牌,特别是纯生啤酒用膜,高质量、高寿命的产品和有着较大价格优势以及完善的售后技术服务支持,已经被越来越多的啤酒集团公司所采用的。

三、展望

尽管我国膜市场越来越大,但是若无法快速提高我国膜产业的绝对竞争力,将面临进口产品快速占领我国市场的窘境,可通过以下四个方面开展工作:

  1. 提升产品性能

    由于我国膜产品质量和性能上距离国外进口产品有不小差距,因此应认清在客户应用体验优先市场中,低价竞争是不可持续的。生产企业应重点针对提高膜通量、延长膜寿命、降低膜污染等方面开展技术攻关。同时,售后维护问题也是生产企业应重点关注的问题。将价格优势转变为质量优势,才是我国膜产品在膜市场竞争中立于不败之地的根本。

  2. 推动行业自净

    吸取个别行业无序竞争的教训,通过政府或行业协会牵头,建立起行业标准的条件及行业自净的规则,坚决打压恶意低价竞标等行为,排除个别低技术含量单纯进行产品模仿的山寨微小生产企业,聚拢人才优势和资源优势,扶持具有质量优势和技术优势的大企业,促进行业良性循环。各企业在发展的过程中,应以“掌握核心科技”为目标,依托技术优势打造产品品牌。

  3. 完善行业标准

    进一步完善我国膜行业相关标准体系,应包括各类膜的产品标准体系、各项考核指标的检验方法标准、在各行业的应用规范等。

  4. 建立产业平台

    打破我国膜行业科研、生产和应用企业间的界限,以产学研互动项目为载体,形成从研发、生产、宣传到应用的联盟式战略合作,再通过应用来指导科研,形成螺旋形良性发展。

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