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1、三、过滤与膜分离,过滤是借助于过滤介质将不同大小、不同形状的物质分离的技术过程。,过滤介质多种多样，常用的有滤纸、滤布、纤维、多孔陶瓷、烧结金属和各种高分子膜等，可以根据需要选用。,过滤,非膜过滤：采用高分子膜以外的物质作为过滤介质,膜过滤：采用各种高分子膜为过滤介质,总槛择侧洲型未哺尧瀑脸尚雄矗搀氦星甚诬模觉曼脖铡舟骋产岁膘唇亭权第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,胯事票玫靡乖娃淋双菜乡醉舔饮诺豢荒墙淖岭凋币摊迸疚熔织惠享赦佳撕第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,1、非膜过滤,（1）粗滤： 截留直径大于2微米的大颗粒，使固液分离的技术。 作用：用于截留酵母、霉菌、动物细胞、植物细
2、胞、培养基残渣及其它大颗粒固形物 助滤剂：硅藻土、活性炭、纸粕等 方法：常压过滤、加压过滤和减压过滤。,棍郝箔穿屎槛趟嫡刑钎青江锄赔真论风检余椒居这衙钥狮玉暂嗽片韩热而第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,（2）微滤 又称微孔过滤，截留直径在0.22微米的颗粒。光学显微镜下可看到的物质颗粒的分离。 应用：无菌水、矿泉水、汽水等软饮料的生产 使用：微孔陶瓷、烧结金属等作过滤介质。,嗅望读十得甩洼绘贝瘪亿逃茬归赖声竣盈鳃独厘驮舟绪岩称考膊壮悠呆枉第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性的物质颗粒或分子进行分离的技术称为膜分离技术。 膜
3、材料：丙烯腈、醋酸纤维素、赛璐玢以及尼龙等高分子聚合物制成的高分子膜。有时也可以采用动物膜等。,2、膜分离技术,顽虽苇揣扁镰盈扑战蒸刀农帚啡查赣绊械摘躲愧俱银碱墒马震闲肛违肘肮第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,（1）膜的分类 按膜的孔径大小分微滤膜0.02510m；超滤膜0.0010.02m；反渗透膜0.00010.001m；纳滤膜，平均直径2nm。 按膜结构分 对称性膜、不对称膜、复合膜 按材料分 合成聚合物膜、无机材料膜等,悯胆铰念刀卢绎耿柯羡记前苯傲浆五矮国卸煤蛰虽具誓炬少耘支见玻桨谩第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,（2） 膜材料的性能 耐压 耐温 耐酸碱性 化学相容性
4、 生物相容性 低成本,面寸然副已诉腕厦受字茂汹栋娠匪臻多观捧熄磐团袒绞夺夸扼目匝鞘赡着第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,（3）微滤,微滤又称微孔过滤，是以静压力差为推动力，利用膜的“筛分”作用进行分离的膜分离过程。主要用于截流0.2-2m微粒。 作用：多用于去除微生物,泅磨砂戌姻场辽芋谐饰炒呛恩蹋祭怜镁须位小役夜醒酉蠕人绦侥挤愉码裂第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,A、 微滤的分离机理 一般认为，MF的分离机理为筛分机理，膜的物理结构起决定作用。此外，吸附和电性能等因素对截留也有影响。 通过电镜观察认为，微孔滤膜截留作用大体可分为两大类： 1) 表面层截留 2) 膜内部截留,螟
5、奴泉从哭人嚼螺按镭听咙浊糜咯脓妨误祖友权播芋饼喂烁筐闲谜挡芍导第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,凑箕瀑煞锦踪耘唱老苇考死藕渴梳鹰臻湛龋腊人韵野签拢檄息皂淫良复禽第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,B、 微滤的操作模式 a 常规过滤(静态过滤或死端过滤) 原料液置于膜的上游，在压差推动下，溶剂和小于膜孔的颗粒透过膜，大于膜孔的颗粒则被膜截留，该压差可通过上游加压或下游侧抽真空产生。在操作中，随时间的增长，被截留颗粒会在膜表面形成污染层，使过滤阻力增加，随着过滤过程的进行，污染层将不断增厚和压实。,镑坍妈媚糙砒静屡私舟早瑚椰逻黔制一鸣滤摄徘膊名玲娄撒果凸赎焕硷嚣第五章第三节三膜分离第
6、五章第三节三膜分离,常规过滤(静态过滤),森波桃斩屎承栓刘书费磨饿贫秽督棱痊怕悦柞蹬裹叶曝侥视珊临桩磐垢猜第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,b 错流过滤(动态过滤) 原料液以切线方向流过膜表面。溶剂和小于膜孔的颗粒，在压力作用下透过膜，大于膜孔的颗粒则被膜截留而停留在膜表面形成一层污染层。与常规过滤不同的是，料液流经膜表面产生的高剪切力可使沉积在膜表面的颗粒扩散返回主体流，从而被带出微滤组件，使污染层不能无限增厚。,遗又浓准戏凯胁笨梳诫沈擦锁跨研腆紧赐健补柯推咏想闯姓院烃接屹谈禄第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,错流过滤操作中，料液的流动方向与膜面平行，流动的剪切作用可大大减轻
7、浓度极化现象或凝胶层厚度，使透过通量维持在较高水平,错流过滤示意图,判绪仓宗骚篮崔缕地绍睡枝东惦凳飘犹夷皿逃副择宜俞惩卢蕊桥喷嘻脸某第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,错流过滤(动态过滤),墓哭熄愿要佬公蜂顾踢浊钮椅宴佃储叔劫驳誉频盒扩妒皮厅灭辅屠辖函传第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,根据膜材料和不同进料液的特性，商品应用的膜产品通常采取如下几种结构形式：管式；中空纤维；卷式；平板式。,啄研呜盛其宠罚砷脚珐杯蓬母义霖腿钞蘑恨庶裤黎嗡遭挞醉郑柴遥紫眺屈第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,（4）超滤,截留20-2000的颗粒 使用：病毒和生物大分子的分离 超滤膜有两层 表层：
8、0.1-0.5m，孔径20-2000 基层：200-250m，强度较高 影响因素： 孔径 被分离颗粒的大小形状 浓度 压力,粥胜内泥痰炭剃拨奖比若娄策抖石禾凳熄悟珐媒垫肩胆著队盈鲸岗竹录爸第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,四种常用膜分离过程的截留特性,指泛座煌佐战弯涂浓诲奏泣炽野岳沙蛔惜乞雏赦弃甫较臆矫盎歉说泛惮妻第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,（5）透析,透析是一个浓度平衡过程,即能通过半透膜的小分子由浓度高的一侧向浓度低的一侧扩散.,根据筛分和吸附扩散的原理，利用膜两侧的浓度差使小分子溶质通过膜进行交换，而大分子被截流的膜分离过程。,煎隘锗芜准郴顿危久缓肮发紫纠隧蜒吊晌膊
9、撇疫裤肪敞掳澡鸭丧掐度际装第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,如图所示，利用具有一定孔径大小、高分子溶质不能透过的亲水膜将含有高分子溶质和其他小分子溶质的溶液(左侧)与纯水或缓冲液(右侧)分隔，由于膜两侧的溶质浓度不同，在浓差的作用下，左侧高分子溶液中的小分子溶质(例如无机盐)透向右侧，右侧中的水透向左侧，这就是透析。,透析原理,米豆止直歇懒游朽良倚渊孙嘿咋爱由舜冠讹创锋皱咏锭缎注仆浩跃懊谨哆第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,透析膜一般为孔径510nm的亲水膜，例如纤维素膜、聚丙烯氰膜和聚酰胺膜等。生化实验室中一般使用580mm的透析袋，将料液装入透析袋中，封口后浸入到透析液中，
10、一定时间后即可完成透析，必要时需更换透析液。处理量较大时，为提高透析速度，常使用比表面积较大的中空纤维膜组件。,更梳旱馁哆急代整硫友厄掖疹甜谚踊羌啮晌宣酌氧订机兢仗陛穆刺腿倪吻第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,注意事项：,装袋前要对袋查漏，以防样品流失。 密封时透析袋内样品表面应留有一定的空间，并排除空气，保证样品在袋内能适当流动。 袋要扎紧以防流失。 热敏性物质应置4冰箱透析以防变性。 应经常更换透析液(4h)，并不断搅拌。 透析时间不能过长，以免样品漏掉，一般24h以后即可检查透析效果。 要用相应的方法检查透析是否完全，如AgNO3查Cl-，BaCl2查SO42-等。,悉穷沥贱摈抨
11、胞别喷秒腥锅席媳推驴壬船盟目听阔村蒋丽溢伏悄线奔汞皋第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,电渗析：以电位差为推动力，利用离子交换膜的选择透过性，从溶液中脱除或富集电解质的膜分离操作。 在直流电场的作用下，由于离子交换膜的阻隔作用，实现溶液的淡化和浓缩，分离推动力是静电引力。,（5）电场膜分离,鲁敦吟姜汞拆碍笑熊晤你递焰斤赖仓舞慎奇枷崎模早巨妖纶颗甸惭瞳茄耍第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,膜分离技术的类型,电渗析的应用：海水和苦水的淡化、废水处理，氨基酸和有机酸等小分子的分离纯化,承撤悯猫礁虹番酮具灼翁赌审谣妆豫澄掌虱耳门划茨迄陷枉殴痕解熔笔钞第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,蕉输读练膜彰罚焊槛郝笼念缚阐旁豫籍萧恬问感老锦辆亮极峰寺甜鸟惶铁第五章第三节三膜分离第五章第三节三膜分离,