第五章過濾與膜分離技術(shù)第一節(jié)過濾技術(shù)第二節(jié)膜與膜組件第三節(jié)微濾技術(shù)第四節(jié)超濾技術(shù)第五節(jié)透析技術(shù)第六節(jié)其他過濾技術(shù)1如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏利用多孔性介質(zhì)(如濾布)截留固-液懸浮液中的固體粒子，進行固-液分離的方法稱為過濾。其中多孔性介質(zhì)稱為過濾介質(zhì)；所處理的懸浮液稱為濾漿；濾漿中被過濾介質(zhì)截留的固體顆粒稱為濾餅或濾渣；通過過濾介質(zhì)后的液體稱為濾液。驅(qū)使液體通過過濾介質(zhì)的推動力可以是重力、壓力或離心力。一、過濾的原理2如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏按料液流動方向不同，過濾可分為常規(guī)過濾和錯流過濾。常規(guī)過濾時，料液流動方向與過濾介質(zhì)垂直；錯流過濾時，料理流動方向平行于過濾介質(zhì)。過濾方式的分類按操作壓力不同，可分為常壓過濾、減壓過濾和加壓過濾。按過濾方式的不同，有表層過濾和深層過濾。3如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏二、過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)也稱濾材，應(yīng)由惰性材料制成，既不與濾液起反應(yīng)，也不吸附或很少吸附待濾液中的有效成分；耐酸、耐堿、耐熱，適用于各種濾液；過濾阻力小、濾速快、反復(fù)應(yīng)用易清洗；應(yīng)具有足夠的機械強度；價廉、易得。4如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏①濾紙。②脫脂棉。③織物介質(zhì)。④燒結(jié)金屬過濾介質(zhì)。⑤多孔塑料過濾介質(zhì)。⑥垂熔玻璃過濾介質(zhì)。過濾介質(zhì)的種類常用濾紙的孔徑為1～7μm。適用于口服液體制劑的過濾。包括棉織品紗布、帆布等。⑦多孔陶瓷。⑧微孔濾膜。5如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏①普通漏斗。②垂熔玻璃濾器。③砂濾棒。④板框式壓濾機。⑤微孔濾膜過濾器。三、過濾裝置常用玻璃漏斗和布氏漏斗，常用濾紙、長纖維和脫脂棉以及絹布等作過濾介質(zhì)。⑥其它。超濾裝置、鈦濾器、多孔聚乙烯燒結(jié)管過濾器等。6如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏②垂熔玻璃濾器分為垂熔玻璃漏斗、濾球和濾棒三種。系以硬質(zhì)玻璃燒結(jié)成具有一定孔經(jīng)的濾板，再粘連不規(guī)格的漏斗、濾球而成。按濾板孔徑大小分為1～6六種規(guī)格，由于廠家不同，代號不同。一般1～2號濾除大顆粒的沉淀，3～4號濾除細(xì)沉淀物，，5～6號可濾除細(xì)菌。應(yīng)用時在板上面蓋1～2層紙，以減壓抽即可。7如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏國產(chǎn)主要有兩種，一種是硅藻土濾棒，另一種是多孔素瓷濾棒。硅藻土濾棒的主要成分為SiO2、Al2O3。根據(jù)自然滴濾速度分為粗號(500mL/min以上)、中號(300～500mL/min)及細(xì)號(300mL/min以下)三種規(guī)格。此種濾過器質(zhì)地較松散，一般適用于粘度高，濃度較大濾液的濾過。多孔素瓷濾棒系白陶土燒結(jié)而成，此種濾器質(zhì)地致密，濾速慢，特別使用于低粘度液體的濾過。③砂濾棒8如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏優(yōu)點過濾面積大，結(jié)構(gòu)簡單，價格低，動力消耗少，對不同過濾特性的發(fā)酵液適應(yīng)性強。缺點不能連續(xù)操作，設(shè)備笨重，勞動強度大，衛(wèi)生條件差，非過濾的輔助時間較長。由多個中空濾框和實心濾板交替排列在支架上組成，是一種加壓下間歇操作的過濾設(shè)備。廣泛應(yīng)用于培養(yǎng)基制備的過濾及霉菌、放線菌、酵母菌和細(xì)菌等多種發(fā)酵液的固液分離。適合于固體含量1-10%的懸浮液的分離。④板框式壓濾機9如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏10如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏11如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏微孔濾膜是用高分子材料制成的薄膜濾過介質(zhì)。常用的有圓盤形和圓筒形兩種。在薄膜上分布有大量的穿透性微孔，孔徑從0.025～14

m，分成多種規(guī)格。微孔濾膜主要用于注射劑的精濾或末端濾過，也可用于除菌濾過，細(xì)菌、癌細(xì)胞、寄生蟲等檢驗。⑤微孔濾膜濾器12如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏1357113如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏其優(yōu)點是：孔徑小、均勻、截留能力強；質(zhì)地輕而薄(0.1～0.15mm)而且孔隙率高(微孔體積占薄膜總體積的80%左右)，藥液通過薄膜時阻力小、濾速快，與同樣截留指標(biāo)的其它濾過介質(zhì)相比，濾速快40倍；濾過時無介質(zhì)脫落也不影響藥液的pH值；濾膜吸附性少，不滯留藥液；濾膜用后棄去，藥液之間不會產(chǎn)生交叉污染等。但易堵塞及有些纖維素類濾膜穩(wěn)定性不理想。⑤微孔濾膜濾器14如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏四、常用的過濾方法1.深層過濾2.篩式過濾3.系列膜過濾15如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏深層過濾器有濾芯和濾膜（板）兩種。濾芯由棉和聚丙烯纏繞及多層纖維等組成。濾膜（板）厚度為3～20mm，由纖維、可燒縮物經(jīng)加壓纏繞、燒烤等工藝加工制造，可自由地吸附或機械捕捉溶液中的顆粒。過濾的有效性還取決于①濾片可顆粒的靜電作用；②顆粒大小與表面形態(tài)；③濾片壓緊的程度及通道長短程度等。1.深層過濾（又稱深度過濾）16如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏優(yōu)點：①較高的污物處理能力；②較大的污物去除率；③價格便宜。1.深層過濾（又稱深度過濾）缺點：①濾片中的基質(zhì)可能脫落，造成堵塞或濾出液中含有來自濾材的雜質(zhì)；②顆粒上有活的微生物，長時間過濾可穿透濾片；③通過濾膜的顆粒無大小限制；④過濾過程中溶液內(nèi)藥物成分損失大。17如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏1.深層過濾（又稱深度過濾）注意事項：①工作壓力不宜太大，最高不超過147.09kPa；②濾液中蛋白質(zhì)濃度以及具有吸附濾材能力的物質(zhì)濃度不易太高，以防基質(zhì)飽和；③需通過預(yù)實驗得出一個合適的過濾總量；④過濾時間不易太長，以免污染熱原質(zhì)；⑤溶質(zhì)所帶的電荷及濾液的pH均會影響過濾效果，必要時需加以矯正。18如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏基于幾何篩分原理工作，過濾分離取決于濾片基質(zhì)孔徑的大小。形成孔膜有兩種方式：拉伸式和相轉(zhuǎn)換式?？紫断雽^規(guī)則，具有較高的一致性。與深層過濾相比它屬于一種“絕對過濾”，濾片厚度約120～150μm。過濾前可進行預(yù)過濾，一般用深層過濾板，孔徑至少要一致。預(yù)處理濾片與終末濾膜的面積比多為10：1。2.篩式過濾（即模式過濾）19如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏缺點：①污物處理能力?。虎诳沙霈F(xiàn)阻塞；③有些膜具有表面活性劑性質(zhì)。優(yōu)點：①截留效果與流速、壓力差間的關(guān)系不大，工作壓力高；②濾膜結(jié)構(gòu)均一，無基質(zhì)游離；③剛性大顆粒被截留在膜表面，可起到深層過濾作用；④有效過濾面積大，流速大；⑤吸附性小，故離子強度變化影響?。虎逓V材本身純凈、無毒。2.篩式過濾（即模式過濾）20如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏注意事項：①濾器、接管、收集用容器必須徹底清洗，防止熱原污染；②所有物品必須高壓滅菌；③無論澄清還是除菌濾膜總是放在最終末端，濾膜與收集器盡可能接近；④過濾前后均應(yīng)做完整性試驗以確認(rèn)濾膜的完整性。2.篩式過濾（即模式過濾）21如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏使用圓盤夾膜式濾器，依次降低所用膜的孔徑。上游層前預(yù)濾可用深層濾片，亦可用大孔徑的微孔濾膜；下游的其它層則用較小孔徑的濾膜，每一級膜其孔徑都比前一級小，每一層之間放一篩網(wǎng)，以減少表面相互接觸，減少阻塞。3.系列膜過濾（或膜堆過濾）低溫保存的蛋白質(zhì)溶液，可提前將產(chǎn)品或樣品放置于室溫使其溫度適當(dāng)升高，再用系列膜過濾，以提高過濾效率。22如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏混合物中懸浮顆粒的性質(zhì)和大小混合液的黏度操作條件助濾劑的使用過濾分離設(shè)備和技術(shù)五、影響過濾的因素23如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏一般情況下，懸浮顆粒越大，粒子越堅硬，大小越均勻，過濾越容易進行。流體黏度越大，過濾越困難。通?；旌弦旱慕M成越復(fù)雜，濃度越高，黏度越大。（1）混合物中懸浮顆粒的性質(zhì)和大?。?）混合液的黏度（3）操作條件溫度升高，流體黏度降低；調(diào)整pH也可改變流體黏度。24如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏

助濾劑是一種不可壓縮的多孔微粒，它能使濾餅疏松，吸附膠體，擴大過濾面積，濾速增大。

常用的助濾劑有硅藻土、纖維素、石棉粉、珍珠巖、白土、炭粒、淀粉等，其中最常用的是硅藻土。

助濾劑的使用方法有兩種：一種是在過濾介質(zhì)表面預(yù)涂助濾劑，另一種是直接加入發(fā)酵液，也可兩種方法同時兼用。（4）助濾劑的使用25如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏助濾劑使用要點②根據(jù)過濾介質(zhì)和過濾情況選擇助濾劑品種①根據(jù)目的物性質(zhì)選擇助濾劑品種③粒度選擇④用量的確定實驗確定預(yù)涂助濾劑時，間隙操作助濾劑的最小厚度為2mm；連續(xù)操作則要根據(jù)所需的過濾速率來確定。26如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏②增大過濾的表面積①選擇合適的過濾介質(zhì)③增加助濾劑④增加過濾推動力⑤提高溫度。（5）過濾分離設(shè)備和技術(shù)為提高過濾速率和效果一般采用如下措施：27如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏1.膜的分類1)按膜的孔徑大小分微濾膜0.025～10μm；超濾膜0.001～0.02μm；反滲透膜0.0001～0.001μm；納濾膜，平均直接2nm。2)按膜結(jié)構(gòu)分對稱性膜、對稱膜、復(fù)合膜3)按材料分合成聚合物膜、無機材料膜等4)按來源和形態(tài)分類分第二節(jié)膜和膜組件28如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏膜合成膜生物膜液膜帶支撐層的液膜乳狀液膜固膜不對稱膜不對稱膜多孔膜無孔膜無機膜有機膜對稱膜多孔膜不對稱膜對稱膜荷電膜不荷電膜復(fù)合膜轉(zhuǎn)相膜復(fù)合膜轉(zhuǎn)相膜——(原生質(zhì)、細(xì)胞膜)29如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏分類依據(jù)分類來源天然膜、合成膜狀態(tài)固體膜、液膜、氣膜材料有機膜、無機膜結(jié)構(gòu)對稱膜（微孔膜、均質(zhì)膜）、非對稱膜、復(fù)合膜電性非荷電膜、荷電膜形狀平板膜、管式膜、中空纖維膜制備方法燒結(jié)膜、延展膜、徑跡刻蝕膜、相轉(zhuǎn)換膜、動力形成墨分離體系氣-氣、氣-液、氣-固、液-液、液-固分離膜分離機理吸附性膜、擴散性膜、離子交換膜、選擇性膜、非選擇性膜分離過程反滲透膜、滲透膜、氣體分離膜、電滲析膜、滲析膜、滲透蒸發(fā)膜膜的分類30如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏31如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏2.膜材料的性能①耐壓②耐溫③耐酸堿性④化學(xué)相容性⑤生物相容性⑥低成本32如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏二、膜組件由膜、固定膜的支撐體、間隔物(spacer)以及收納這些部件的容器構(gòu)成的一個單元(unit)稱為膜組件(membranemodule)或膜裝置。膜組件的結(jié)構(gòu)根據(jù)膜的形式而異，目前市售商品膜組件主要有平板式、管式、螺旋卷式和中空纖維(毛細(xì)管)式等四種。33如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏1.平板膜組件平板膜組件與板式換熱器或加壓葉濾機相似，由多枚圓形或長方形平板膜以1mm左有的間隔重疊加工而成，膜間襯設(shè)多孔薄膜，供料液或濾波流動(圖b)。平板膜組件比管式膜組件比表面積大得多。在實驗室中，經(jīng)常使用將一張平板膜固定在容器底部的攪拌槽式過濾器。34如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏35如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏36如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏2.管式膜組件管式膜組件是將膜固定在內(nèi)徑10～25mm，長約3m的園管狀多孔支撐體上構(gòu)成的，l0～20根管式膜并聯(lián)(圖8.10a)，或用管線串聯(lián)，收納在筒狀容器內(nèi)即構(gòu)成管式膜組件。管式膜組件的內(nèi)徑較大，結(jié)構(gòu)簡單，適合于處理懸浮物含量較高的料液，分離操作完成后的清洗比較容易。但是管式膜組件單位體積的過濾表面積(即比表面積)在各種膜組件中最小。37如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏38如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏39如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏3.螺旋卷式膜組件螺旋卷式膜組件如圖c所示。將兩張平板膜固定在多孔性濾液隔網(wǎng)上(隔網(wǎng)為濾液流路)，兩端密封。兩張膜的上下分別襯設(shè)一張料液隔網(wǎng)(為料液流路)，卷繞在空心管上，空心管用于濾液的回收。螺旋卷式膜組件的比表面積大，結(jié)構(gòu)簡單，價格較便宜。但缺點是處理懸浮物濃度較高的料液時容易發(fā)生堵塞現(xiàn)象。40如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏41如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏4.中空纖維(毛細(xì)管)式膜組件中空纖維或毛細(xì)管膜組件由數(shù)百至數(shù)百萬根中空纖維膜固定在圓筒形容器內(nèi)構(gòu)成(圖8.10d)。嚴(yán)格地講，內(nèi)徑為40～80μm的膜稱中空纖維膜，而內(nèi)徑為0.25～2.5mm的膜稱毛細(xì)管膜。由于兩種膜組件的結(jié)構(gòu)基本相同，故一般將這兩種膜裝置統(tǒng)稱為中空纖維膜組件。42如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏中空纖維超濾膜組件43如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏膜斷面圖

44如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏圖各種膜組件的結(jié)構(gòu)示意圖45如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏46如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏外壓式膜組件結(jié)構(gòu)內(nèi)壓式膜組件結(jié)構(gòu)47如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏型式優(yōu)點缺點管式易清洗，無死角適于處理含固體較多的料液，單根管子可以調(diào)換保留體積大，單位體積中所含過濾面積較小，壓降大中空纖維式保留體積小，單位體積中所含過濾面積較大，可以逆洗，操作壓力較低，動力消耗較低料液需預(yù)處理，單根纖維損壞時，需調(diào)換整個膜件螺旋卷式單位體積中所含過濾面積大，換新膜容易料液需預(yù)處理，壓降大，溶液污染平板式保留體積小，能耗介于管式和螺旋卷式之間死體積較大各種膜組件的優(yōu)缺點48如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏49如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏5.3微濾微濾的基本概念和分離范圍微濾又稱微孔過濾，是以靜壓力差為推動力，利用膜的“篩分”作用進行分離的膜分離過程。微孔過濾膜具有明顯的孔道結(jié)構(gòu)，主要用于截流高分子溶質(zhì)或固體微粒。在靜壓差的作用下，小于膜孔的粒子通過濾膜，粒徑大于膜孔徑的粒子則被阻攔在濾膜面上，使粒子大小不同的組分得以分離。50如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏1.微濾的分離機理一般認(rèn)為，MF的分離機理為篩分機理，膜的物理結(jié)構(gòu)起決定作用。此外，吸附和電性能等因素對截留也有影響。通過電鏡觀察認(rèn)為，微孔濾膜截留作用大體可分為兩大類：1)表面層截留2)膜內(nèi)部截留51如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏52如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏1)表面層截留(1)機械截留作用(2)物理作用或吸附截留作用(3)架橋作用2)膜內(nèi)部截留是指將微粒截留在膜內(nèi)部而不是在膜的表面，對于表面層截留而言，其過程接近于決定過濾，容易清洗，但雜質(zhì)捕捉量相當(dāng)于內(nèi)部截留較少，而對于膜內(nèi)部截留而言，雜質(zhì)捕捉量較多，但不容易清洗，多屬于一次性使用。53如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏2.微濾的操作模式1)常規(guī)過濾(靜態(tài)過濾或死端過濾)原料液置于膜的上游，在壓差推動下，溶劑和小于膜孔的顆粒透過膜，大于膜孔的顆粒則被膜截留，該壓差可通過上游加壓或下游側(cè)抽真空產(chǎn)生。在操作中，隨時間的增長，被截留顆粒會在膜表面形成污染層，使過濾阻力增加，隨著過濾過程的進行，污染層將不斷增厚和壓實。54如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏常規(guī)過濾(靜態(tài)過濾)55如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏2)錯流過濾(動態(tài)過濾)原料液以切線方向流過膜表面。溶劑和小于膜孔的顆粒，在壓力作用下透過膜，大于膜孔的顆粒則被膜截留而停留在膜表面形成一層污染層。與常規(guī)過濾不同的是，料液流經(jīng)膜表面產(chǎn)生的高剪切力可使沉積在膜表面的顆粒擴散返回主體流，從而被帶出微濾組件，使污染層不能無限增厚。56如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏錯流過濾操作中，料液的流動方向與膜面平行，流動的剪切作用可大大減輕濃度極化現(xiàn)象或凝膠層厚度，使透過通量維持在較高水平錯流過濾示意圖57如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏錯流過濾(動態(tài)過濾)58如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏3微濾分離方法的選擇起決定作用的因素是要分離的懸浮物質(zhì)的尺寸大小，另外還包括懸浮物的物理特性和濃度、所要求的分離率、產(chǎn)品產(chǎn)率和需要保持殺菌的條件等59如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏4微濾的應(yīng)用1.實驗室中的應(yīng)用(1)微粒子的檢測(2)微生物的檢測

2.工業(yè)上的應(yīng)用(1)制藥工業(yè)(2)生物領(lǐng)域

60如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏5.4超濾超濾首次出現(xiàn)在19世紀(jì)末，1861年，Schmidt用牛心包膜截留阿拉伯膠被認(rèn)為是世界上第一次UF實驗，1963年Michaels開發(fā)成功了第一張不對稱超濾膜。膜的截留相對分子質(zhì)量為103～106，膜組件的類型有管式、平板式、中空纖維式、毛細(xì)管式及螺旋卷式。20世紀(jì)80年代開發(fā)成功了以陶瓷膜為代表的無機膜。61如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏1超濾的基本概念和分離范圍超濾是一種在靜壓差為推動力的作用下，原料液中大于膜孔的大粒子溶質(zhì)被膜截留，小于膜孔的小溶質(zhì)粒子通過通過濾膜，從而實現(xiàn)分離的過程，其分離機理一般認(rèn)為是機械篩分原理超濾主要用于料液澄清、溶質(zhì)的截留濃縮及溶質(zhì)之間的分離。其分離范圍為相對分子質(zhì)量500～1×106的大分子物質(zhì)和膠體物質(zhì)，相對應(yīng)粒子的直徑為0.005～0.1μm。操作壓力一般為0.1～0.5MPa。62如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏2超濾的基本原理及操作模式1.分離機理超濾過程如下：在壓力作用下，料液中含有的溶劑及各種小的溶質(zhì)從高壓料液側(cè)透過超濾膜到達(dá)低壓側(cè)，從而得到透過液或稱為超濾液；尺寸比膜孔徑大的大溶質(zhì)分子被膜截留成濃縮液。溶質(zhì)在被膜截留的過程中有以下幾種作用方式：①在膜面的機械截留；②在膜表面及微孔內(nèi)吸附；③膜孔的堵塞。63如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏2.操作模式1)重過濾操作是在不斷加水稀釋原料液的操作下，盡可能高地透過組分或除去不需要的鹽類組分。2)透析超濾是將透析與超濾結(jié)合起來使用的一種重過濾技術(shù)，原理如圖8-7a，用泵將新鮮水通過產(chǎn)品側(cè)將透過物帶出，而不是透過物從組件自由流出，新鮮水的流量約為組件水通量的3～10倍，并保持一定的跨膜壓差。64如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏65如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏濃差極化在膜分離操作中，所有溶質(zhì)均被透過液傳送到膜表面上，不能完全透過膜的溶質(zhì)受到膜的截留作用，在膜表面附近濃度升高，如圖8.11所示。這種在膜表面附近濃度高于主體濃度的現(xiàn)象稱為濃度極化或濃差極化(concentrationpolarization)。66如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏67如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏3)間歇錯流操作是將料液從儲灌連續(xù)地泵送至超濾膜裝置，然后再回到儲灌。隨著溶劑被濾出，儲灌中料液的液面下降，溶液濃度升高。68如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏69如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏4)連續(xù)錯流操作連續(xù)錯流操作包括單級錯流操作和多級連續(xù)錯流操作。單級連續(xù)操作是從儲罐將加料液泵送至一個大的循環(huán)系統(tǒng)管線中，料液在這個大循環(huán)系統(tǒng)中通過泵提供動力，進行循環(huán)超濾后成為濃縮產(chǎn)品，慢慢從這個循環(huán)系統(tǒng)管線中連續(xù)地流出，這個過程中要保持進料和出料的流速相等。多級連續(xù)操作是采用兩個或兩個以上的單級連續(xù)操作。70如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏71如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏3超濾膜與膜材料(1)醋酸纖維素這是研究最早的超濾膜，是利用纖維素及其衍生物分子線性不容易彎曲的特點，來制備反滲透和超濾膜。具有親水性好、通量大、工藝簡單、成本低、無毒、操作范圍窄、適用的pH范圍窄(3～6)、容易被生物將解等特點。(2)聚砜類超濾膜具有化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)異、適用的pH范圍寬(1～13)、耐熱性好、耐酸堿性好、抗氧化性和抗氯性能好等特點。適于制作超濾膜、微濾膜和復(fù)合膜的多孔支撐膜。72如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏(3)聚丙烯腈膜聚丙烯腈膜(PAN)是常用來制備超濾膜的聚合物。通常引入乙酸乙烯酯或甲基丙烯酸甲酯的方法來增加它的柔韌性和親水性。(4)聚酰胺類超濾膜具體包括聚砜酰胺超濾膜、芳香聚酰胺膜。其中聚砜酰胺超濾膜有耐高溫、耐酸堿、耐有機溶劑等特性。芳香酰胺膜具有高吸水性、良好的機械強度、好的熱穩(wěn)定性、不耐氯離子和容易被污染等特點。73如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏(5)其他類聚合物膜具體包括聚偏氟乙烯超濾膜和再生纖維素膜等。聚偏氟乙烯超濾膜可高溫消毒、耐一般溶劑、耐游離氯等。(6)復(fù)合超濾膜分別用不同材料制成致密層和多孔支撐層，從而使兩者達(dá)到最優(yōu)化。(7)無機膜通常具有非常好的化學(xué)穩(wěn)定性，熱穩(wěn)定性和機械穩(wěn)定性，但使用有限。74如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏4超濾分離系統(tǒng)1.前處理降低供給水的混濁度懸浮物和交替物質(zhì)的去除可溶性有機物的去處微生物(細(xì)菌、藻類等)去除調(diào)整進水水質(zhì)(供水溫度、pH)。2.超濾系統(tǒng)工藝流程

超濾系統(tǒng)工藝流程設(shè)計有多種多樣，按運行方式分為循環(huán)式、連續(xù)式和部分循環(huán)連續(xù)式。按組件組合排列形式分為一級一段、一級多段和多級等。75如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏76如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏77如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏78如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏79如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏5超濾的應(yīng)用1.在水處理中的應(yīng)用2.在食品及發(fā)酵工業(yè)中的應(yīng)用1)在乳品工業(yè)中的應(yīng)用2)大豆蛋白的制備3.在生物工程與醫(yī)藥工業(yè)中的應(yīng)用1)醫(yī)藥用水的制備2)生物制品的精制與提純80如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏6超濾膜污染的防治膜的污染是指膜過濾的過程中，被處理物料中的顆粒、膠體離子或溶質(zhì)大分子與膜發(fā)生物理化學(xué)或機械的相互作用，從而吸附、沉積在膜表面或膜孔內(nèi)，使膜孔徑變小或堵塞，使膜的透過流量與分離特性發(fā)生不可逆的變化。污染使膜的滲透通量和截留率降低，影響分離過程。81如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏1.選擇合適的膜材料膜的親疏水性和荷電性會影響膜的污染程度①用表面活性劑等小分子化合物預(yù)處理膜面，使膜覆蓋一層保護膜；②增加膜的親水性，可在膜表面改性引入親水基團，也可用復(fù)合膜手段復(fù)合一層親水性分離層。2.膜孔徑或截留相對分子質(zhì)量的選擇

離子或溶質(zhì)尺寸與膜孔相近時容易堵塞膜孔3.膜結(jié)構(gòu)的選擇不對稱結(jié)構(gòu)膜較耐污染82如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏4.組件結(jié)構(gòu)選擇毛細(xì)管式荷薄層管道式組件可減少污染5.溶液中鹽濃度的影響一是鹽會強烈的吸附到膜面上；二是無機鹽改變?nèi)芤旱碾x子強度，影響溶質(zhì)的溶解度、分散性、構(gòu)型與懸浮狀態(tài)，使得形成的沉積層疏密程度改變。6.pHpH的改變不僅改變蛋白質(zhì)的帶電狀態(tài)，也改變膜的性質(zhì)，從而影響吸附，是膜污染的主要控制因素。83如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏7.溫度溫度上升，料液的粘度下降，有利于擴散，但溫度上升會導(dǎo)致料液中某些組分的溶解度下降大多數(shù)超濾的應(yīng)用溫度范圍30～60℃。8.膜面粗糙度膜面光滑不容易污染，粗糙容易污染。9.其他影響因素一般地，溶液與膜接觸時間越長，越容易產(chǎn)生污染；壓力與流速越大，越不容易產(chǎn)生污染；溶液濃度越大，越容易造成膜的吸附污染。84如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏5.5透析技術(shù)根據(jù)篩分和吸附擴散的原理，利用膜兩側(cè)的濃度差使小分子溶質(zhì)通過膜進行交換，而大分子被截流的膜分離過程。透析法在臨床上常用于腎衰竭患者的血液透析。在生物分離方面，主要用于生物大分子溶液的脫鹽。由于透析過程以濃差為傳質(zhì)推動力，膜的透過通量很小，不適于大規(guī)模生物分離過程，而在實驗室中應(yīng)用較多。85如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏透析透析是一個濃度平衡過程,即能通過半透膜的小分子由濃度高的一側(cè)向濃度低的一側(cè)擴散.

用半透膜制成一個袋，往這個袋里注入淀粉膠體10mL和食鹽溶液5mL的混合液體，然后如右圖所示用線把半透膜袋的上口縛好，系在玻璃棒上，并把它懸掛在盛有蒸餾水的燒杯里。

86如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏如圖所示，利用具有一定孔徑大小、高分子溶質(zhì)不能透過的親水膜將含有高分子溶質(zhì)和其他小分子溶質(zhì)的溶液(左側(cè))與純水或緩沖液(右側(cè))分隔，由于膜兩側(cè)的溶質(zhì)濃度不同，在濃差的作用下，左側(cè)高分子溶液中的小分子溶質(zhì)(例如無機鹽)透向右側(cè)，右側(cè)中的水透向左側(cè)，這就是透析。圖透析原理透析原理87如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏圖所示的透析操作中，通常將右側(cè)純水或緩沖液稱為透析液，所用親水膜稱為透析膜。透析過程中透析膜內(nèi)無流體流動，溶質(zhì)以擴散的形式移動，摩爾透過通量N為其中，K0為包括膜內(nèi)擴散和膜兩側(cè)表面液膜傳質(zhì)阻力在內(nèi)的總傳質(zhì)系數(shù)，c1和c2分別為膜兩側(cè)的溶質(zhì)濃度。N=K0(c1－c2)透析原理88如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏透析膜一般為孔徑5～10nm的親水膜，例如纖維素膜、聚丙烯氰膜和聚酰胺膜等。生化實驗室中一般使用5～80mm的透析袋，將料液裝入透析袋中，封口后浸入到透析液中，一定時間后即可完成透析，必要時需更換透析液。處理量較大時，為提高透析速度，常使用比表面積較大的中空纖維膜組件。89如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏從樣品中脫鹽和置換存在于滲透液中的緩沖液，由于在樣品中鹽和有機溶劑的濃度高，透析的結(jié)果導(dǎo)致水向透析袋內(nèi)遷移，體積增加，所以透析在除去多余的低相對分子質(zhì)量溶質(zhì)的同時，引進了一個新的緩沖溶液。90如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么接受它。改變觀念，你就能接受它喜歡就收藏注意事項：

裝袋前要對袋查漏，以防樣品流失。密封時透析袋內(nèi)樣品表面應(yīng)留有一定的空間，并排除空氣，保證樣品在袋內(nèi)能適當(dāng)流動。袋要扎緊以防流失。熱敏性物質(zhì)應(yīng)置4℃冰箱透析以防變性。應(yīng)經(jīng)常更換透析液(4h)，并不斷攪拌。透析時間不能過長，以免樣品漏掉，一般24h以后即可檢查透析效果。要用相應(yīng)的方法檢查透析是否完全，如AgNO3查Cl-，BaCl2查SO42-等。91如果你喜歡它，那么享受它。不喜歡，那么避開它。避不開，那么改變它。改不了，那么