第五章-微滤_精品文档.pptVIP

第五章微滤第一节国内外发展历史第二节微滤膜第三节微滤膜装置与操作模式第四节微滤的应用第五节压力推动膜过程比较微滤微滤膜是开发最早（19世纪中叶）、使用最广泛的膜品种占整个膜分离技术的40%1907年，出现第一篇系统研究微滤膜性质的报告；1921年出现微滤膜专利；1925年成立第一个微滤膜公司。我国研究晚，70年代末、80年代初开始系统研究；现已出现商品化微滤膜。褶筒式滤芯已经替代了进口产品。用于食品、医药、饮用水、城市污水处理等方面微滤膜的特点分离效率高（图5-1）空隙率高滤材薄（轻）高分子聚合物制成的微滤膜为一均匀的连续体，过滤时无介质脱落，不会产生二次污染适合应用于精密的终端过滤微滤（MF)微滤微滤膜的形态结构（图5-2）通孔型网络型非对称型（应用较多）微滤微滤膜的截留机理机械截留物理作用或吸附截留作用架桥截留作用网络型膜的网络内部截留作用微滤膜的截留机理相转化法微滤膜的制备微滤微滤膜的主要品种混合纤维素酯MFM再生纤维素酯MFM聚氯乙烯MFM聚酰胺MFM聚四氟乙烯MFM聚丙烯MFM聚碳酸酯MFM微滤微滤膜装置实验型工业型注意：微滤膜需要定期清洗消毒，必要时需要更换。微滤膜清洗和消毒易被粒状溶质或凝胶状物质堵塞且沉积在膜内部，因此可直接换旧膜，也可用空气和透过液、清洗剂反清洗。常用高温消毒，不耐热的可用热压消毒法。（类似高压灭菌锅）。不能加热的可用环氧乙烷气体消毒，或者甲醛浸泡。微滤膜操作模式无流动操作与横流操作（料液流动方向不同）横流操作4.膜过滤方式：终端过滤(deadendfiltration)?以压力作为推动力，料液流动方向与滤膜表面垂直，并且透过液方向与料液一致。错流过滤（crossflowfiltration）透过液方向垂直于进料的方向，而料液流动方向与滤膜表面平行，进料以一定流速冲刷膜表面,减小浓差极化效应。

浓度差化对大分子溶液，在浓度极稀或压力差很小的条件下，透过水的通量与压力成正比。随着压力差的增大，大分子溶质会被溶剂不断透过膜过程中而带到膜表面并积累，形成由膜表面到主体溶液之间的浓度差，促使溶质反向扩散到主体溶液中，这也就是超滤过程中的浓差极化现象。采用横流设计，可以控制浓差极化和污染层堆积微滤的应用微孔过滤技术目前主要在以下方面得到应用：（1）微粒和细菌的过滤。可用于水的高度净化、食品和饮料的除菌、药液的过滤、发酵工业的空气净化和除菌等。（2）微粒和细菌的检测。微孔膜可作为微粒和细菌的富集器，从而进行微粒和细菌含量的测定。（3）气体、溶液和水的净化。大气中悬浮的尘埃、纤维、花粉、细菌、病毒等；溶液和水中存在的微小固体颗粒和微生物，都可借助微孔膜去除。微滤的应用（4）食糖与酒类的精制。微孔膜对食糖溶液和啤、黄酒等酒类进行过滤，可除去食糖中的杂质、酒类中的酵母、霉菌和其他微生物，提高食糖的纯度和酒类产品的清澈度，延长存放期。由于是常温操作，不会使酒类产品变味。5）药物的除菌和除微粒。以前药物的灭菌主要采用热压法。但是热压法灭菌时，细菌的尸体仍留在药品中。而且对于热敏性药物，如胰岛素、血清蛋白等不能采用热压法灭菌。对于这类情况，微孔膜有突出的优点，经过微孔膜过滤后，细菌被截留，无细菌尸体残留在药物中。常温操作也不会引起药物的受热破坏和变性。微滤膜的主要应用终端微滤的应用1、制药溶液的消毒2、饮料的澄清60年代初，聚合物膜在啤酒业得以应用，90％以上应用于啤酒、果汁饮料、矿泉水等过程中。3、半导体生产工业中液体的纯化气体过滤器：去除气体中的微粒和胶体、菌体等超纯水生产中预处理和最终供水4、选择性分析应用消毒过滤的目的：A、最终消毒，即热敏感制药产品细菌的总去除；B、降低细菌含量，以保持注射液组分中热源的低含量；C、去除注射液中无机和有机粒子，去除在加工过程中产生的带悬浮粒子的气体。可应用的领域：1）一般服务：注射用水、气体、蒸汽的除菌；2）合成非经肠道药；微滤3）眼药水；4）发酵产品：抗生素、疫苗、生物工程蛋白质；5）血浆和血清的处理。过滤器选择的标准微滤膜的应用生物方面的主要应用液相澄清：抗生素发酵液的澄清、溶菌液的澄清、蛋白质液澄清、酵母溶菌液澄清固相回收：连续培养发酵的细胞回收、菌细胞的收获和冲洗、网状菌丝体的浓缩、酵母浓缩抗生素的澄清陶瓷膜过滤：膜面流速2.5-4m/s,操作压力3-5bar,回收率大于95%。CMF连续膜过滤（CMF）技术是先进的膜法水净化处理技