无机陶瓷膜行业技术门槛较高,国内能够生产无机陶瓷膜及成套装备的企业数量很少,具备规模化生产能力且产品品质稳定的企业更是十分稀少,导致行业内产能和市场份额都集中在少数公司中。由于陶瓷膜作为一个新兴产品在我国的发展时间还比较短,所以下游应用的普及率还有待进一步提升。而且根据陶瓷膜的技术性能,还有很多领域等待开发,未来市场的潜在空间还很大。
未来陶瓷膜领域的发展趋势将集中在以下5个方面:
1.进一步提高陶瓷膜材料的分离精度及其分离稳定性,使其在液体分离领域实现纳滤级别的连续高效运行,在气体分离领域实现多组分气体的高效分离;
2.研制具有大孔径及高孔隙率的耐高温陶瓷分离膜材料,使其在资源的高效利用及环境保护等领域实现高温气固分离过程的长期稳定运行;
3.实现陶瓷膜表面性质的调控,通过改变其表面亲疏水性及荷电性、生物兼容性等以拓展陶瓷膜的应用领域;
4.实现陶瓷膜的低成本化生产,结合构建面向应用过程的膜材料设计与制备方法,解决陶瓷膜推广应用的瓶颈问题;
5.研制耐强酸强碱等苛刻体系的膜材料,提高膜材料分离性能的稳定性,拓展其在过程工业的应用范围。
无机陶瓷膜市场规模
经过十多年的发展,我国无机陶瓷膜及成套装备在生物与发酵、化工和水处理行业的应用已经具备了一定的规模。大致情况如下。
1、生物与发酵工业 陶瓷分离膜具有的化学稳定性好(耐酸碱)、机械强度好、耐高温、耐有机溶剂和微生物的锓蚀、分离效率高等特点,在发酵液中的除菌体、澄清过程,与发酵罐相结合提高反应活力等展示出良好的性能,大幅提升了产品品质。而且在使用过程中,膜采用纯水冲洗即可,同时清洗水还可用于生产过程中,增加了回收率。无机陶瓷膜已经在氨基酸、有机酸、功能糖、生物制药、天然产物提取的生产过程中得到了一定程度的普及推广。2010-2012年无机陶瓷膜在生物与发酵制品领域的安装面积大约为8.6万平方米,随着该领域新品种产品的研制开发,预计2013-2017年该领域的陶瓷膜安装使用面积还将稳中有升,约有15万平方米的市场空间。
2、化工 化工行业中存在大量的液体分离处理工艺需求,例如盐水精制、连续陶瓷膜反应器和纳米新材料生产等。然而这些过程中液体普遍存在料液体系性质苛刻、高温或高酸碱性、强腐蚀性等情况,使得有机膜难以在该领域推广使用。相比较之下,由于陶瓷膜具有很强的化学稳定性、热稳定性和机械强度,能够很好的适应恶劣的使用环境,发挥过滤的功能。2010-2012年无机陶瓷膜在国内化工领域的应用呈现快速发展的势头,累计约有2.5万平方米的陶瓷膜面积被安装使用。而由于明显的性能优势,无机陶瓷膜在化工领域还将有很大的展示舞台,预计2013-2017年该领域的市场空间大约为11万平方米陶瓷膜面积。
3、水处理 常说的水处理包括:污水处理和饮用水处理两种。其中污水处理包括对工业污水、市政废水的处理;饮用水处理包括自来水的净化和海水淡化。以工业废水为例,废水处理相当复杂,处理方法的选择,必须根据废水的水质和数量,排放到的接纳水体或水的用途来考虑。同时还要考虑废水处理过程中产生可能产生的二次污染问题等。无机陶瓷膜分离技术具有耐高温、耐高压、耐腐蚀、抗微生物侵蚀等优点,广泛应用于工业废水处理领域。近年来国内社会公众的环保意识越来越强,各级政府在环保领域特别是水处理领域的治理投入不断加大,并且出台了很多支持政策。2010-2012年国内用于水处理的陶瓷膜安装面积大约为1.3万平方米,并呈现加速增长的趋势,预计2013-2017年用于水处理的无机陶瓷膜面积大约为40万平方米,有望成为无机陶瓷膜应用最广泛的重点领域,取代生物与发酵制品的地位。
4、食品饮料 无机膜在食品领域中的规模化应用始于1980年,应用主要为奶制品、酒类、果汁饮料、调味品等料液的澄清、浓缩、除菌,其中80%在乳制品中,其余用于饮料的过滤(果汁、啤酒、葡萄酒等),且应用多集中于微滤、超滤领域。由于膜技术在食品工业中需要涉及清洗和消毒操作,同时在处理高黏度物料时还需要较高的剪切速度,所以无机膜是合适的选择,无机膜不仅具有使用寿命长,运行稳定,分离效率高等优点,对食品领域而言,可以进行原味蒸汽消毒,这对于保证食品质量是十分重要的。2010-2012年无机陶瓷膜在国内食品饮料领域的应用规模还比较小,大约为1000平方米。随着人们对食品饮料的品质要求不断提高,先进的膜过滤会面临良好的发展机遇,预计2013-2017年无机陶瓷膜在国内食品饮料领域应用的市场空间将超过3万平方米。
总之。无机陶瓷膜陶瓷膜具有耐酸、耐碱、耐高温和机械强度高等对工作环境承受能力高的优秀特质,应用领域十分广泛,属于“十二五”规划中膜材料的特种分离膜产品,也是一种功能型陶瓷新材料。该行业行业是一个技术门槛高、发展时间短、下游空间很大的行业。1996年徐南平院士团队完成国家“九五”科技攻关项目,打破了国外企业在中国市场的技术和价格垄断地位,并且有力的推动了在国内市场的规模化应用。
虽然我国无机陶瓷膜产业已经初具规模,在生物发酵、化工和水处理领域已经规模化应用,但是下游潜在的市场空间仍然很大,可以拓展的领域还有很多。在未来较长的一段时间里,我国的无机陶瓷膜产业还将保持快速增长的势头。