㈠ 膜濃縮膜濃縮
膜濃縮是一種革新傳統工藝實現高效純化濃縮的技術,它利用有效成分與液體的分子量差異進行定向分離,達到濃縮目的。相較於傳統加熱濃縮,膜濃縮具有能耗低、常溫操作、對產品影響小等顯著優勢,在不同領域廣泛應用。
在蛋白和酶的純化濃縮中,超濾技術已經成為高效過程。超濾濃縮不涉及相變,無需加熱,工序簡化,適用pH范圍寬,能有效防止酶和蛋白失活,特別適合熱敏感物質的分離濃縮。通過預處理的粗製品經過超濾,可使低分子物和鹽透過膜,實現酶和蛋白的濃縮與精製。選擇不同截留分子量的膜、不同材質與工藝,可實現不同酶和蛋白的純化濃縮。
納濾技術在分子量200至2000范圍的物料純化與濃縮方面展現出廣泛的應用。例如,用於染料、抗生素、多肽和氨基酸的純化與濃縮。納濾工藝首先進行滲濾恆容除鹽,再進行脫水濃縮,根據產品最終要求的純度與濃度,調整除鹽程度與脫水濃縮倍數。納濾技術替代沉澱、pH調節與部分蒸發過程,實現高效節能的純化與濃縮。
膜技術在果汁、茶汁和醫葯制劑的澄清與濃縮中同樣發揮重要作用。果汁濃縮有助於提升運輸與儲存效率,低檔茶葉加工成速溶茶,既解決了市場出路問題,也提高了經濟效益。果汁濃縮通常先用超濾法進行澄清(預處理),隨後採用反滲透法進行濃縮,一般可濃縮至20°BX以上。茶汁濃縮中,預處理後的茶汁通過反滲透濃縮至含固量15~20%,之後進行冷凍貯存或噴霧乾燥。膜技術在這一領域的應用不斷拓展,尤其在醫葯(中草葯)制劑的澄清與濃縮中,利用MF(UF)+NF(RO)的工藝組合展現出卓越效果。
中國市場上的凈水設備大致可分為凈水器和純水機兩大類。所謂凈水器就是去除水中的懸浮物以及對人體有害的有機化合物,無機化合物,重金屬,細菌,又能保留人體所需要的向量元素和礦物質的產品;所謂純水機就是濾除水中所有的雜質,只剩下完全純凈的水分子。長期飲用純凈水是不利於人體健康的,純水失去了人體所需的微量元素,長期飲用對身體不利。所有,我們可以選擇超濾膜凈水器,但是超濾膜凈水器過濾原理及過濾方式如何?
超濾膜過濾原理
超濾是一種與膜孔徑大小相關的篩分過程,以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當原液流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液,而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側,成為濃縮液,因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。
超濾膜過濾方式
一個中空纖維超濾膜組件主要是由成百到上千根中空纖維絲和膜殼兩部分組成,一般將中空纖維內徑在0.6-6mm之間的超濾膜稱為毛細管式超濾膜,毛細管式超濾膜因內徑較大,因此不易被大顆粒物質堵塞,更適用於過濾原液濃度較大的場合。
1.內壓式過濾:
原液先從膜絲內孔進,經壓力差驅動,沿徑向由內向外滲透過中空纖維成透過液為內壓式過濾,內壓式過濾可以使用高壓大流量的順沖洗,使沖洗水流與膜孔成切向方向快速流過,從而可以將吸附在膜內孔表面上的污染物沖去,恢復膜的水通量。
2.外壓式過濾:
原液經壓力差驅動沿徑向由外向內滲透過中空纖維膜絲成為透過液,而截留的物質匯集在中空絲的外部時為外壓式過濾。:外壓式超濾膜密封在膜殼內,水流的死角多,無法使用快速直沖的方法清除膜表面附著的污染物,因而不能完全去污。
㈢ 超濾原理的超濾
⑴原理
超濾膜篩分過程,以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,在一定的壓力下,當原液流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液,而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側,成為濃縮液,因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。
⑵超濾膜與超濾裝置
①超濾膜的種類:
常用的超濾膜有:醋酸纖維素膜,聚碸膜,聚醯胺膜
②超濾裝置:主要有板框式、管式、卷式和中空纖維式等,與反滲透裝置類似。
Ⅰ板框式超濾裝置
優點:裝置牢固,適合在廣泛的壓力范圍內工作;流道間隙大小可調,原水流道不易被雜物堵塞;具有可拆性,清洗方便;通過增減膜及支撐板的數量可處理不同水量。
缺點:裝置較笨重;單位體積內的有效膜面積較小;膜的強度要求較高,一般做在無紡布上,以增強膜的機械性能。
Ⅱ管式超濾裝置
優點:原液流道截留面積較大,不易堵塞;膜面的清洗比較容易,可化學清洗或擦洗。
缺點:單位體積內膜的充填密度較低,佔地面積大;膜管的彎頭及連接件多,設備安裝費時。
Ⅲ卷式超濾裝置
優點:單位體積內的有效膜面積較大,水在膜表面流動狀態比較好,結構緊湊,佔地面積較小。缺點:進水預處理要求嚴格,對所用的膜強度要求較高,使用過程中,一旦發現膜破損須更換新的膜元件。
Ⅳ中空纖維式超濾裝置:
優點:單位體積內有效膜面積最大,工作效率最高,佔地面積小。中空纖維無須支撐物。
缺點:膜的清洗較困難,只能用水力沖洗或化學清洗,不能用機械清洗,另外,中空纖維膜損壞後要更換整個組件。
③超濾工藝參數
主要參數有膜通量、膜清洗和膜壽命。
在操作壓力為0.11~0.6Mpa,溫度小於60℃時,超濾膜的膜通量以1~500L/m2h為宜。影響膜通量的因素有:進水流速、操作壓力、溫度、進水濃度和原水預處理等。
膜必須定期清洗,以延長膜的壽命,正常使用的膜的壽命為12~18個月。
④超濾在廢水處理中的應用
如今已應用在汽車製造行業噴漆廢水、金屬加工廢水以及食品工業廢水的處理及有用物質的回收。
超濾原理也是一種膜分離過程原理,超濾利用一種壓力活性膜,在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水藉助於外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時,水分子和分子量小於300—500的溶質透過膜,而大於膜孔的微粒、大分子等由於篩分作用被截留,從而使水得到凈化。也就是說,當水通過超濾膜後,可將水中含有的大部分膠體硅除去,同時可去除大量的有機物等。
超濾原理並不復雜。在超濾過程中,由於被截留的雜質在膜表面上不斷積累,會產生濃差極化現象,當膜面溶質濃度達到某一極限時即生成凝膠層,使膜的透水量急劇下降,這使得超濾的應用受到一定程度的限制。為此,需通過試驗進行研究,以確定最佳的工藝和運行條件,最大限度地減輕濃差極化的影響,使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。
a. 超濾與傳統的預處理工藝相比,系統簡單、操作方便、佔地小、投資省、且水質極優,可滿足各類反滲透裝置的進水要求。
b. 合理地選擇運行條件和清洗工藝,可完全控制超濾的濃差極化問題,使此預處理方法更可靠。
c.超濾對水中的各類膠體均具有良好的去除特性,因而可以考慮擴大到凝結水精處理及離子交換除鹽系統的預處理中。
在超濾過程中,水深液在壓力推動下,流經膜表面,小於膜孔的深劑(水)及小分子溶質透水膜,成為凈化液(濾清液),比膜孔大的溶質及溶質集團被截留,隨水流排出,成為深縮液。超濾過程為動態過濾,分離是在流動狀態下完成的。溶質僅在膜表面有限沉積,超濾速率衰減到一定程度而趨於平衡,且通過清洗可以恢復。
超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的,膜孔徑在20-1000A°之間。中空纖維超濾器(膜)具有單位溶器內充填密度高,佔地面積小等優點。
超濾技術的優缺點
與傳統分離方法相比,超濾技術具有以下特點:
1. 濾過程是在常溫下進行,條件溫和無成分破壞,因而特別適宜對熱敏感的物質,如葯物、酶、果汁等的分離、分級、濃縮與富集。
2. 濾過程不發生相變化,無需加熱,能耗低,無需添加化學試劑,無污染,是一種節能環保的分離技術。
3. 超濾技術分離效率高,對稀溶液中的微量成分的回收、低濃度溶液的濃縮均非常有效。
4. 超濾過程僅採用壓力作為膜分離的動力,因此分離裝置簡單、流程短、操作簡便、易於控制和維護。
5. 超濾法也有一定的局限性,它不能直接得到乾粉制劑。對於蛋白質溶液,一般只能得到10~50%的濃度。
超濾裝置是在一個密閉的容器中進行,以壓縮空氣為動力,推動容器內的活塞前進,使樣液形成內壓,容器底部設有堅固的膜板。小於膜板孔徑直徑的小分子,受壓力的作用被擠出膜板外,大分子被截留在膜板之上。超濾開始時,由於溶質分子均勻地分布在溶液中,超濾的速度比較快。但是,隨著小分子的不斷排出,大分子被截留堆積在膜表面,濃度越來越高, 自下而上形成濃度梯度,這日才超濾速度就會逐漸減慢,這種現象稱為濃度極化現象。為了克服濃度極化現象,增加流速,設計了幾種超濾裝置:
1. 無攪拌式超濾
這種裝置比較簡單,只是在密閉的容器中施加一定壓力,使小分子和溶劑分子擠壓出膜外,無攪拌裝置濃度極化較為嚴重,只適合於濃度較稀的小量超濾。
2. 攪拌式超濾
攪拌式超濾是將超濾裝置位於電磁攪拌器之上,超濾容器內放人一支磁棒。在超濾時向容器內施加壓力的同時開動磁力攪拌器,小分子溶質和溶劑分子被排出膜外,大分子向濾膜表面堆積時,被電磁攪拌器分散到溶液中。這種方法不容易產生濃度極化現象,提高了超濾的速度。
4. 中空纖維超濾
由於膜板式超濾裝置,截留面積有限,中空纖維超濾是在一支空心柱內裝有許多的,中空纖維毛細管,兩端相通,管的內徑一般在0.2mm左右,有效面積可以達到1平方厘米每一根纖維毛細管像一個微型透析袋,極大地增大了滲透的表面積,提高了超濾的速度。納米膜表超濾膜也是中空超濾膜的一種。
㈣ 超濾膜中水的流向
原理:超濾膜以膜兩側的壓力差為驅動力,以超濾膜為過濾介質,當原液流過內膜表面時,容超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質通過而成為透過液,而原液中體積大於膜表面微孔徑的物質則被截留在膜的進液側,成為濃縮液,因而實現對原液的凈化、分離和濃縮的目的。
也就是說水的流向是從壓力大的一側流向壓力小的一側,具體樓主可參考http://ke..com/view/270459.htm
原來的溶液因為水流到了膜的另一側,所以成為了濃縮液,如果濃縮完全的話,濃縮液就停留在原來的那一側,並不流動。
㈤ 什麼是超濾液
循環血液通過腎小球毛細血管時,血漿中的水分和小分子溶質會通過腎小囊形成超濾液。超濾液是尿液生成的起始階段,人體每日生成約180升的超濾液。隨後,超濾液進入腎小管,成為小管液。通過腎小管和集合管的重吸收與分泌功能,大部分水分和溶質被重新吸收入血液,形成最終的尿液量,僅1.5升。
超濾技術是一種加壓膜分離技術,利用特製的膜在壓力作用下,使小分子溶質和溶劑透過膜,而大分子物質被截留。超濾原理基於膜表面的微孔篩選,可以截留分子量在3x10000至1x10000之間的物質。水通過超濾膜後,可以去除大部分膠體硅和有機物。
超濾過程中,被截留的雜質在膜表面積累,可能導致濃差極化現象,進而生成凝膠層,使膜的透水量下降。因此,需通過優化工藝和運行條件,減輕濃差極化的影響,提高超濾的效率和可靠性。
超濾技術廣泛應用於飲用水深度處理、工業超純水制備以及溶液濃縮分離等領域。超濾膜根據材料可分為有機膜和無機膜,按外形可分為平板式、管式、毛細管式、中空纖維和多孔式。家用超濾凈水器多採用中空纖維膜。
超濾膜的工作原理主要基於篩分機理,通過調整工作壓力和膜孔徑大小來實現水的凈化處理。以中空纖維為例,可根據進水方式分為外壓式和內壓式兩種類型。超濾技術因其高效、可靠的特點,在許多領域得到了廣泛應用。
㈥ 什麼是超濾液
循環血液經過腎小球毛細血管時,血漿中的水和小分子溶質,包括少量分子量較小的血漿蛋白,可以濾入腎小囊的囊腔而形成濾過液。這種濾過液就是超濾液。
尿液首先在腎臟,通過腎小球濾過,形成超濾液,人體每天正常生成的超濾液可以達到180升。超濾液進入腎小管後,稱為小管液,那麼腎小管和集合管可以把人體大部分的水分和各種溶質重吸收回血液,稱之為重吸收。
除此以外,腎小管和集合管還有分泌的功能,可以將某些物質分泌入小管腔內,稱為分泌。經過腎小管和集合管的重吸收和分泌,人體正常每天生成的尿液只有1.5升。
(6)超濾濃縮膜包進液出液區分擴展閱讀:
超濾技術:
超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾原理也是一種膜分離過程原理.
超濾利用一種壓力活性膜,在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。通過膜表面的微孔篩選可截留分子量為3x10000—1x10000的物質。當被處理水藉助於外界壓力的作用以一定的流速通過膜表面時.
水分子和分子量小於300—500的溶質透過膜,而大於膜孔的微粒、大分子等由於篩分作用被截留,從而使水得到凈化。也就是說,當水通過超濾膜後,可將水中含有的大部分膠體硅除去,同時可去除大量的有機物等。
超濾原理並不復雜。在超濾過程中,由於被截留的雜質在膜表面上不斷積累,會產生濃差極化現象,當膜面溶質濃度達到某一極限時即生成凝膠層,使膜的透水量急劇下降,這使得超濾的應用受到一定程度的限制。
為此,需通過試驗進行研究,以確定最佳的工藝和運行條件,最大限度地減輕濃差極化的影響,使超濾成為一種可靠的反滲透預處理方法。
超濾是一種膜分離技術,(UItrafil-tration 簡稱UF)。能夠將溶液凈化,分離或者濃縮。超濾是介於微濾與納濾之間,且三者之間無明顯的分界線。一般來說,超濾膜的孔徑在0.05 um–1 nm之間,操作壓力為0.1–0.5 Mpa。
主要用於截留去除水中的懸浮物、膠體、微粒、細菌和病毒等大分子物質。超濾膜根據膜材料,可分為有機膜和無機膜。按膜的外型,又可分為:平板式、管式、毛細管式、中空纖維和多孔式。目前家用超濾凈水器,多以中空膜為主。
超濾膜的工作以篩分機理為主,以工作壓力和膜的孔徑大小來進行水的凈化處理。以中空纖維為例。
以進水方式可分為外壓式:原水從膜絲外進入,凈水從膜絲內製取。反之則為內壓式。內壓式的工作壓力較外壓式要低。超濾膜在飲用水深度處理,工業用超純水和溶液濃縮分離等許多領域中,得到了廣泛應用。
參考資料資料:網路-原尿
參考資料資料:網路-超濾技術
㈦ 內壓式超濾是否真的比外壓式超濾膜壽命更長哪個更適合家用!!!
什麼是外壓式超濾膜?
外壓式超濾膜是原液在超濾膜的外表面經壓力的壓迫後沿徑向由外向內滲透過成為透過液,而截留的物質則匯集在超濾膜的外部
什麼是內壓式超濾膜?
原液先進入內壓式超濾膜的內部,經壓力差驅動,沿徑向由內向外滲透過超濾膜成為透過液,濃縮液則留在超濾膜的內部,由另一端流出。
外壓式超濾膜與內壓式超濾膜的區別:
1.外壓超濾膜;又稱復合膜,這種超濾有2層膜壁,有獨立內壁支撐層,不會出現說被壓壞的事況。內壓膜:沒有獨立內壁支撐層,但是也可以外壓過濾(膜組件的反沖洗就是)必須比正常運行壓力低50%。
2.外壓式超濾一般都採用PVDF材料,內壓式超濾一般都採用PE或PES,PVDF材料的優勢有很多相信很多地方都能查到,我就不再敷述了,這里只談一點,PVDF材料韌性比較好,不易折斷,PESPE比較脆,易折斷。所以說是內壓超濾壓根就不能氣洗,在空氣摩擦的情況下,PEPES的材料會斷絲的。要不然誰會放著高回收率的方法不採用,而浪費大量的過濾水來反洗超濾膜呢。
3、直觀上內壓式超濾內壁光滑,不容易污堵,但是在實際運行過程中由於絕大多數中空纖維過濾都採用全流過率模式,所以污染物在膜表面上的停留不是我們想當然的那個樣子。要分析內壓外壓的優缺點要從材料特性、膜結構,水力模型,流體力學,工藝設計等多方面來分析,綜合評判,從任何一個角度以偏蓋全都是不可取的。
4.外壓式的超濾膜有一個特點就是可以進行自動沖洗,大家都知道超濾膜使用久了,膜的截留作用,有一些被截留物會附著在膜表面上,甚至膜孔也會被更為細小雜質堵塞而使膜的產水量下降。進水的預處理的好壞,只是解決污染問題。而外壓式有個專門改變自來水流向的閥門,使本來流經膜絲管外壁的自來水從管內壁流經,然後利用壓力差將水滲過管壁,這樣就能把超濾膜表面上的截留物沖走,實現自動沖洗的功能。由於有自動潔凈功能,因此外壓式超濾膜濾芯的壽命也更長,而且避免了二次污染。