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标签: 超滤 透过通量 影响因素

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超滤透过通量的影响因素如下:

1、料液流速

提高料液流速虽然对减轻浓差极化、提高透过通量有利,但需要提高料液压力,增加耗能。一般紊流体系中流速控制在1~3m/s。

2、操作压力

超滤膜透过通量与操作压力的关系取决于膜和凝胶层的性质。超滤过程为凝胶化模型,膜透过通量与压力无关,这时的通量成为临界透过通量。实际操作压力应在极限通量附近进行,此时的操作压力约为0.5~0.6Mpa。

超滤过程中只有当工作压力达到一定程度,才能使液料中的小分子透膜分离。工作压力太小时,滤液的产量小,不能满足正常的生产。而工作压力太大时,会增加极化层的厚度,抵消增压的增速效果,同时也会把沉积在膜上的沉积层压实,难以被冲刷,膜孔很快被堵塞,影响超滤效果,此外,每一种超滤膜均有其耐压范围,使用时应在这个范围内进行。

3、温度

操作温度主要取决于所处理的物料的化学、物理性质。由于高温可降低料液的黏度,增加传质效率,提高透过通量,因此应在允许的最高温度下操作。

温度升高时可部分克服分子间的作用力,降低粘度。同时也影响膜的工作性能,增加通透性。温度过高也会影响超滤膜的寿命。

4、运行周期

随着超滤过程的进行,在膜表面逐渐形成凝胶层,使透过通量下降,当通量达到某一最低数值时,就需要进行冲洗,这段时间成为运行周期。运行周期的变化与清洗情况有关。

5、进料浓度

随着超滤过程的进行,主题液流的浓度逐渐增加。此时黏度变大,使凝胶层厚度增加,从而影响透过通量。因此对主体液流应定出最高允许浓度。

料液浓度直接影响滤速。超滤的通量与浓度的对数呈直线关系。一般来讲,随着料液浓度的增高,料液的粘度会升高,超滤时形成极化层的时间会缩短,从而使超滤的速度降低、效率也降低。因此在超滤时应注意控制料液的浓度。

6、料液的预处理

为了提高膜的透过通量,保证超滤膜的正常稳定运行,根据需要应对料液 进行预处理。 预处理效果好坏,直接影响超滤膜的污染程度,系统的生产能力以及超滤膜的使用寿命。预处理一般采用高速离心法、微滤法、调PH值、热处理、冷藏法或多种方法组合进行。近年来发展起来的絮凝剂法可去除提取液中的鞣质、色素、果胶等有机大分子不稳定物质。

7、膜的清洗

膜必须进行定期冲洗,以保持一定的透过量,并能延长膜的使寿命。一般在规定的料液和压力下,在允许的pH值范围内,温度不超过60℃时,超滤膜可使用12~18个月。如膜清洗不佳,会使膜的寿命缩短。

8、超滤膜孔径大小

超滤膜孔径大小的选择应与药液中目标成分的大小相一致。孔径过大,则分离效果不好,杂质含量过高,影响澄明度和稳定性。孔径过小,有效成分通透率较低,损失较大。

9、洗脱量

洗脱量的多少影响滤液中目标成分的含量。洗脱量太少,则留在浓缩液中的目标成分会较多,损失较大;洗脱量太大时,虽然回收率增加,但有可能需要后处理或使原有的后处理工序时间延长,应注意协调它们之间的关系。

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