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一、膜分离简介
膜分离技术是20世纪60年代发展起来的一项高新技术。它是以选择透过膜为分离介质,在外界压力(如压力差、浓度差、电位差)的推动下,混合物中各组分选择性透过膜,从而达到分离、提纯、浓缩的目的。
膜分离技术的特点
优点:
1)能耗低。膜分离不涉及相变,对能量要求低,与蒸馏、结晶和蒸发相比有较大的差异;2)分离条件温和,对于热敏感物质的分离很重要;3)操作方便,结构紧凑、维修成本低、易于自动化。
缺点
1)膜面易发生污染,膜分离性能降低,故需采用与工艺相适应的膜面清洗方法;2)稳定性、耐药性、耐热性、耐溶剂能力有限,故使用范围有限;3)单独的膜分离技术功能有限,需与其他分离技术连用。
~10μm,~
微滤主要从气相和液相物质中截留微米及亚微米级的细小悬浮物、微粒、细菌、酵母、污染物等以达到净化、分离、浓缩的目的。
微滤分离原理
以压力为推动力,利用超滤膜不同孔径对液体中溶质进行分离的物理筛分过程。其截断分子量一般为6000到500000,孔径为几十nm,-。
超滤主要用于从液相物质中分离大分子化合物如蛋白质、核酸聚合物、酶等。
超滤过程示意图:
恒流泵
平板式超滤膜
△P出
背压阀
△P进
透出液
截留液
蛋白酶液
反渗透法
纳滤(NF)分离范围介于反渗透和超滤之间,截断分子量范围约为MWCO300~1000,能截留透过超滤膜的那部分有机小分子,透过无机盐和水。
纳滤在发酵领域运用主要是浓缩和脱盐,~。
~,故纳滤又称“低压反渗透”。
按截留分子量高低,膜分为微滤(MF)、超滤(UF)膜、纳滤(NF)膜和反渗透(RO)膜。
分离膜由高分子、金属、陶瓷等材料制造,以高分子材料居多。
膜的寿命与制造材料有很大关系。无机膜的寿命较长,通常可达5年以上,而有机膜的寿命较短,一般超滤寿命为18±6月、纳滤膜寿命为24±6月,反渗透膜为30±6月。