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超滤
日期:2012/3/29 11:19:00    阅读:

超滤概述

  超滤是以压力为推动力的之一。以大分子与小分子分离为目的,膜在20-1000A°之间。超滤器(膜)具有单位溶器内充填密度高,占地面积小等优点。
  在超滤过程中,水溶液在压力推动下,流经膜表面,小于膜孔的(水)及小分子透水膜,成为净化液(滤清液),比膜孔大的溶质及溶质集团被截留,随水流排出,成为浓缩液。超滤过程为动态过滤,分离是在流动状态下完成的。溶质仅在膜表面有限沉积,超滤速率衰减到一定程度而趋于平衡,且通过清洗可以恢复。
  超滤起源于是1748年,Schmidt用棉花胶膜或璐膜分滤,当施加一定压力时,溶液(水)透过膜,而等物质则被截留下来,其过滤精度远远超过滤纸,于是他提出超滤一语,1896年,Martin制出了第一张人工超滤膜,其20世纪60年代,级概念的提出,是现代超滤的开始,70年代和80年代是高速发展期,90年代以后开始趋于成熟。我国对该项技术研究较晚,70年代尚处于研究期限,80年代末,才进入工业化生产和应用阶段。
  如同装置,有板式、管式(内压列管式和外压管束式)、卷式、中空纤维式等形式。乃是膜分离过程的自然现象,如何将此现象减轻到最低程度,是的重要课题之一。目前采取的措施有:①提高膜面水流速度,以减小边界层厚度,并使被截留的溶质及时由水带走;②采取物理或化学的洗涤措施。

超滤定义

  超滤是采用中空纤维过滤新技术,配合三级预处理过滤清除自来水中杂质;超滤微孔小于0.01微米,能彻底滤除水中的细菌、铁锈、胶体等有害物质,保留水中原有的微量元素和矿物质。

也是一种膜分离过程原理,超滤利用一种压力活性膜,在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。通过膜表面的微孔筛选可为3x10000—1x10000的物质。当被处理水借助于外界压力的作用以一定的流速通过膜表面时,水分子和分子量小于300—500的溶质透过膜,而大于膜孔的微粒、大分子等由于筛分作用被截留,从而使水得到净化。也就是说,当水通过超滤膜后,可将水中含有的大部分胶体硅除去,同时可去除大量的等。
  超滤原理并不复杂。在超滤过程中,由于被截留的杂质在膜表面上不断积累,会产生浓差极化现象,当膜面溶质浓度达到某一极限时即生成凝胶层,使膜的透水量急剧下降,这使得超滤的应用受到一定程度的限制。为此,需通过试验进行研究,以确定最佳的工艺和运行条件,最大限度地减轻浓差极化的影响,使超滤成为一种可靠的反渗透预处理方法。

超滤分类

  根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同,可分为微孔过滤、超滤和反渗透三种。微孔过滤所用的操作压通常小于4×10^4 Pa,膜的平均孔径为500埃~14微米,用于分离较大的微粒、和污染物等。超滤所用操作压为4×10^4 Pa~7×10^5 Pa,膜的平均孔径为10-100埃,用于分离大分子溶质。反渗透所用的操作压比超滤更大,常达到35×10^5 Pa~140×10^5 Pa,膜的平均孔径最小,一般为10埃以下,用于分离小分子溶质,如海水,制高纯水等。

,尤其是超滤技术的实验条件温和,与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化,而且不引起温度、pH的变化,因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中,超滤主要用于生物大分子的脱盐、和浓缩等。超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。

。由于皮肤层非常薄,因此高效、通透性好、大,且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由或硝酸纤维或此二者的制成。近年来为适应制药和上灭菌的需要,发展了非纤维型的各向异性膜,例如膜、聚砜膜和膜等。这种膜在pH 1~14都是稳定的,且能在90℃下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的,若使用恰当,能连续用1~2年。暂时不用,可浸在1%溶液或0.2%NaN3中保存。超滤膜的基本性能指标主要有:水通量[cm3/(cm2?h)];截留率(以百分率%表示);化学物理稳定性(包括机械强度)等。

超滤装置

  超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。由于超滤法处理的液体多数是含有水溶性生物大分子、有机胶体、及微生物等。这些物质极易粘附和沉积于膜表面上,造成严重的浓差极化和堵塞,这是超滤法最关键的问题,要克服浓差极化,通常可加大液体流量,加强湍流和加强搅拌。

超滤应用

  在生物制品中应用超滤法有很高的经济效益,例如供静脉注射的25%(即胎白)通常是用盐析法、脱盐、真空浓缩等工艺制备的,该硫酸铵耗量大,能源消耗多,操作时间长,透析过程易产生污染。改用超滤工艺后,平均回收率可达97.18%;吸附损失为1.69%;透过损失为1.23%;截留率为98.77%。

超滤净水器

  一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的。采用超滤膜以为推动力的膜过滤方法为超滤。超滤膜大多由或与其性能类似的制得。最适于处理溶液中溶质的分离和增浓,也常用于其他分离技术难以完成的胶状的分离,其应用领域在不断扩大。以压力差为推动力的膜过滤可区分为超滤膜过滤、过滤和膜过滤三类。它们的区分是根据膜层所能截留的最小尺寸或分子量大小。以膜的额定孔径范围作为区分标准时,则微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02~10μm;超滤膜(UF)为0.001~0.02μm;(RO)为0.0001~0.001μm。由此可知,超滤膜最适于处理溶液中溶质的分离和增浓,或采用其他分离技术所难以完成的胶状悬浮液的分离。超滤膜的制,即获得预期尺寸和窄分布微孔的技术是极其重要的。孔的控制因素较多,如根据制膜时溶液的种类和浓度、蒸发及凝聚条件等不同可得到不同孔径及的超滤膜。超滤膜一般为,用作超滤膜的高分子材料主要有、聚砜、聚丙烯腈、及聚碳酸酯等。超滤膜可被做成平面膜、卷式膜、管式膜或等形式,广泛用于如医药工业、食品工业、等。我们都知道筛子是用来筛东西的,它能将细小物体放行,而将个头较大的截留下来。可是,您听说过能筛分子的筛子吗?超膜--这种超级筛子能将尺寸不等的分子筛分开来!那么,到底什么是超滤膜呢? 超滤膜是一种具有超级“筛分”分离功能的。它的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说只有一根头发丝的1‰!在膜的一侧施以适当压力,就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500、粒径大于2~20纳米的颗粒。超滤膜的结构有对称和非对称之分。前者是各向同性的,没有皮层,所有方向上的孔隙都是一样的,属于深层过滤;后者具有较致密的表层和以指状结构为主的底层,表层厚度为0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底层厚度为200~250微米,属于表层过滤。工业使用的超滤膜一般为。超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的、改性聚合物等等。
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