正渗透技术浓缩苹果汁过程中反向溶质扩散的研究

反向渗透扩散(RSF)是正渗透技术中的一大挑战,本实验立足于研究正渗透技术浓缩苹果汁性能以及功能性汲取液(乙酸钠、碳酸氢钠、柠檬酸钠溶液)的溶质扩散规律。首先,利用NaCl溶液为汲取液研究正渗透膜的基础特性,通过改变NaCl溶液浓度、进水流速以及膜操作模式,探究正渗透体系的水通量、反向溶质扩散及截留率,分析对去离子水和苹果汁的浓缩能力及溶质扩散规律;其次,对比不同功能性汲取液对苹果汁浓缩的效果和对RSF的影响,以期达到将RSF化弊为利的目的。结果表明,汲取液浓度和膜操作模式影响浓缩效率和RSF;采用压力延迟渗透(PRO)模式,苹果汁浓缩倍数和RSF均比正渗透(FO)模式高,PRO模式下,5 mol·L^(−1) NaCl汲取液RSF达87.34±6.32 g·m^(−2)·h^(−1);不同种类功能性汲取液浓缩苹果汁的能力不同,汲水能力:碳酸氢钠>氯化钠>乙酸钠>柠檬酸钠。RSF:乙酸钠>碳酸氢钠>氯化钠>柠檬酸钠。2 mol·L^(−1)柠檬酸钠汲取液的RSF为29.61±2.19 g·m^(−2)·h^(−1),仅为同浓度NaCl汲取液的一半,与传统的NaCl汲取液相比,柠檬酸钠汲取液可有效控制RSF。