【原创】一块膜片的"三级跳":从实验室技术到"国际先进"鉴定,兀盾碟式陶瓷膜做对了什么?


来源:中国粉体网   留白

[导读]  兀盾膜科技:我国碟式陶瓷膜的探路先锋。

中国粉体网讯  9月13日,景德镇。中国膜工业协会主持召开了一场科技成果评价会,被鉴定的项目名为《碟式陶瓷膜产业化关键技术及工程应用》。这个由景德镇陶瓷大学与江西兀盾膜科技有限公司、重庆兀盾纳米科技有限公司共同完成的项目,专家组给出的结论是:整体技术达到国际先进水平,其中碟式陶瓷膜一体化制备工艺居国际领先。



这份结论的分量,藏在它的完成单位里——景德镇陶瓷大学、江西兀盾膜科技有限公司与重庆兀盾纳米科技有限公司。一方是深耕无机膜研究数十年的高校团队,一方是2018年才成立的产业化企业。从实验室里的一块膜片,到通过国家级行业协会的权威鉴定,兀盾用了八年。这八年,恰好也是中国碟式陶瓷膜从"被国外垄断"走向自主量产的八年。

 

一块难造的膜片:全球为何不到10家企业能做

 

要理解这场鉴定的含金量,先要理解碟式陶瓷膜本身的制备难度。

 

与常见的管式、板式陶瓷膜不同,碟式陶瓷膜呈飞碟状,分离层位于膜片外表面,渗透液透过膜层后,要经过内部的螺旋形渗透通道汇集,再由中空的旋转主轴导出。它既要满足陶瓷材料烧结后的机械强度与化学稳定性,又要在高速旋转工况下保持极低的振动和足够的平面精度。异形结构叠加旋转需求,让它的成型、烧结、涂膜每一道工序都比规则形状的膜件更苛刻。


 

兀盾碟式陶瓷膜

 

制备难,市场格局自然稀缺。根据兀盾膜科技披露的信息,目前全球掌握动态错流技术的企业不到10家:欧洲6家(意大利3家、德国2家、丹麦1家),其中仅德国诺华福、意大利帕多万具备工程经验;美国1家,业务局限于葡萄酒行业;中国约2.5家,而截至目前的公开信息中,具备大型工程项目经验的企业只有兀盾。碟式陶瓷膜技术一度被国外企业垄断,国内用户要处理高粘度、高固含量物料,要么依赖进口设备,要么退回传统过滤工艺,忍受频繁堵塞和清洗停机。

 

从技术入股到双基地布局:产学研的"三级跳"

 

兀盾的起点,是一次典型的产学研握手。据景德镇陶瓷大学公开资料,该校材料科学与工程学院汪永清教授的"陶瓷膜产业化制备技术升级的研究"成果,以技术作价880万元入股,先后成立了重庆兀盾纳米科技有限公司、江西兀盾膜科技有限公司,实现了膜材料、膜装备及膜应用的全链条产业化。

 

这是第一级跳:技术出实验室。2018年6月,重庆兀盾在重庆市荣昌高新区成立,注册资金4091万元,主攻碟式、管式、平板陶瓷膜的量产。兀盾由此成为国内首家、全球第二家实现碟式陶瓷膜量产的企业。2020年,公司获"高新技术企业"认证,被认定为"重庆市知识产权优势企业",其"碟式陶瓷膜分离装备"技术被纳入国家《鼓励发展的重大环保技术装备目录》,高通量碟式陶瓷膜制备技术经鉴定达到国际水平。

 

第二级跳发生在2022年:产能与团队上台阶。江西兀盾膜科技有限公司成立,注册资金1.7亿元,研发团队配置了教授5名、博士10名以上。重庆与江西双基地分工协同,兀盾集团(VAUXTON)由此形成研发、生产、销售一体化布局,业务聚焦浓粘物料过滤、物料高倍数高精度浓缩与废水减量市场。

 

第三级跳,就是今年9月的这场鉴定。它标志着产学研合作从"产品卖得动"进入到"技术被权威认可"的阶段,也把兀盾此前积累的多项成果——包括曾获江西省专利奖的专利技术——汇聚成了一份可对外背书的技术档案。

 

鉴定说了什么:技术含金量拆解

 

据景德镇陶瓷大学国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心发布的公告,这次鉴定的核心内容可以归纳为三点。

 

其一,元件构型创新。针对高粘度、高固含量复杂物料体系膜分离的普遍难题,研究团队提出了多种碟式陶瓷膜元件构型,有效降低了膜元件的制备难度,显著提升了大尺寸碟式陶瓷膜产品的生产效率与成品率。大尺寸是碟式膜产业化的关键门槛——兀盾目前量产的膜片直径已达374毫米,单张膜面积0.2平方米,纯水通量根据不同孔径可达900~2000升/(时・平方米),没有构型层面的突破,尺寸和良率很难兼得。



其二,一体化制备工艺。团队系统开发了碟式陶瓷膜产业化关键制备技术,正是这一项被鉴定为"居国际领先"。结合产品本身,其膜片外侧为膜层、中间为龙骨层,龙骨层设有基于阿基米德等速螺旋线原理的液流通道;盘片成膜采用第三代涂膜法,膜层均匀细致,极低的表面粗糙度可最大限度避免污染物堆积,使膜片能承受更高负荷。工艺的领先性最终落在产品可靠性上:碟式膜可在低跨膜压差(约0.5bar)下运行,系统能耗约0.5kW/平方米,错流流速由传统工艺的2~4米/秒提升至7~14米/秒,清洗水和药剂用量可降低至少50%。



其三,工程应用验证。鉴定公告明确列出了四类典型场景:陶瓷粉体清洗、发酵液纯化、茶饮料浓缩、污水处理。这些不是实验室里的演示数据,而是已经投入运行的项目——正是"突破高固含量和高粘度体系膜分离技术应用瓶颈"的实证。


 

过滤对比图

 

一块膜片如何撬动六大市场

 

鉴定公告提到的四个场景,只是兀盾碟式陶瓷膜应用版图的一角,目前兀盾围绕"动态错流过滤+连续稀释"耦合工艺,其技术已在六大领域落地。

 

高纯粉体清洗是当前最成熟的方向。锂电池材料(磷酸铁锂、三元材料、钴酸锂、石墨)、高端陶瓷粉体(氧化锆、氧化铝、氮化硅、钛酸钡)、颜料染料、医药农药中间体等粉体浆料,通过"原始物料浓缩—渗滤洗涤—终端浓缩"三步法,配合在线电导率监测判定洗涤终点,可将物料最终固含量提升至60%以上,同时洗掉氯离子、硝酸根、金属阳离子等杂质——对磷酸铁锂而言,杂质含量直接关系到电池的循环寿命与安全性能。

 

合成生物学领域,陶瓷膜孔径可做到0.01微米甚至更小,能100%截留细菌与噬菌体,为发酵罐提供长期稳定的无菌空气;发酵—膜分离耦合技术则让菌体与产物在线分离成为可能,替代离心机和板框过滤,且不损伤对剪切力敏感的目标产物。

 

植物萃取的价值在于工艺精简与成分保护。提取液可直接用陶瓷膜完成澄清与精制,替代板框过滤、离心和部分醇沉工序,全程常温操作,最大限度保留热敏性活性成分。

 

食品及大健康方向,乳制品浓缩与冷除菌、果汁澄清浓缩、调味品除菌、高端饮用水、益生元纯化与益生菌发酵液浓缩等场景均已落地,纯物理分离、无化学添加的特点契合清洁标签趋势。

 

此外,在化工领域,碟式陶瓷膜承担着强腐蚀介质分离、有机溶剂精密过滤、苛刻废水处理的任务;在环保领域,它覆盖含油废水、垃圾渗滤液、工业废水零排放及贵金属、催化剂回收等场景,成为过程强化与资源回收的关键环节。

 

从微型试验机(0.1平方米膜面积)到小试(0.5平方米)、中试(2平方米)、生产型设备(单组件30平方米),兀盾提供了完整的放大路径,并支持防腐、防爆、全自动定制。



结语:鉴定不是终点

 

"国际先进"的鉴定结论,对兀盾而言更像一张阶段性成绩单。它验证的不仅是某一项工艺,而是一整套产学研协同模式的可行性:高校出基础研究,企业出工程化能力,用市场订单反哺技术迭代。在碟式陶瓷膜这个全球参与者不足十家的细分赛道上,中国企业的位置已经从"追赶者"变成了"少数派玩家"。

 

对于粉体、化工、食品、环保行业的从业者来说,更值得关注的或许是另一层信号:当一项分离技术通过权威鉴定并跑通工程应用,意味着"高粘度、高固含量物料处理难"这个老问题,正在从"有没有方案"变成"如何选对方案"。

 

参考来源:

景德镇陶瓷大学国家日用及建筑陶瓷工程技术研究中心:《我中心"碟式陶瓷膜产业化关键技术"通过科技成果鉴定,整体技术达国际先进水平》

兀盾膜科技、中国粉体网

 

(中国粉体网编辑整理/留白)

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