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超滤膜酶反应器的结构与特点

发布时间:2021-02-20 12:10:47

㈠ 中空纤维超滤膜的特点

中空纤维膜具备哪些优势?

1.高强度

先进的成膜技术和独特的模块结构可提供卓越的过滤内效率和耐久性,单膜容的拉伸强度可达6N。

2.刚性好

该膜设计为在低至0.02MPa的压力下运行以渗透足够的水,其最大TMP高于2.5巴并且具有高可压缩结构。

3.卓越的延展性

膜的延展率高达300%,膜纤维避免了拉伸破裂现象。

4.高结晶度

与国内同类产品相比,该膜具有良好的耐化学性,机械强度和更长的使用寿命。

5.大流量

渗透通量在25℃,0.1MPa时超过1000LMH。

6.低压降

由于其不对称和逐渐收紧的结构,膜易于反冲洗。

㈡ 超滤膜有主要有哪些材质,各有什么特点

超滤膜的抄结构:

超滤膜的膜材料主要有纤维素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交链的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。

超滤膜还可以分为板框式、管式、卷式和中空纤维式等


超滤膜的特点

超滤膜的过滤过程不会发生化学变化,没有相变,保留水中物质原有的活性,在常温环境下就可以操作,不需要对其加热,节约了能源,比较适合于热敏性物质的分离,比如生物制品、菌体、蛋白质等。

1.创新的可更换膜组件设计

2.省膜更换成本,不锈钢膜壳可重复使用

3.护操作简单,用户可以在现场自行更换

4.支膜组件出现问题时,不会影响整套系统的运行

5.膜组件规格多,从DN65到DN250,面积从1.1m到72㎡

6.可以满足您不同的需求,优化的设计整套系统

7.膜组件长可达4.0米,标准长度3.0米和3.66米

8.个性化设计,可以根据您的需求定制膜组件

如果还有什么不明白的想了解的详细的可以看网页链接

㈢ 环氧酶的结构特点,如何能更好的设计出

环氧酶(来COX)是合成各种前列腺素自(PGs)的关键酶。细胞膜中的磷脂在磷脂酶A2 催化下释放出花生四烯酸,后者在环氧酶的催化下形成PGH2 。PGH2 又分别在相应前列腺素异构酶作用下合成PGE 、PGF 、PGD 、PGI 等。COX有两种同工酶,即组成型酶COX-1和诱导性酶COX-2。COX-1 和COX-2 结构相似,’但在反应底物、抑制剂, 以及细胞内定位都有明显不同。

㈣ 超滤膜的简介

超滤膜是一种孔径规格一致,额定孔径范围为0.001-0.02微米的一种微孔过滤膜专。超滤膜采用压力差为推动力的膜过属滤方法为超滤膜过滤。以膜的额定孔径范围作为区分标准时压力差为推动力的膜过滤可区分为:微孔膜(MF)的额定孔径范围为0.02~10μm;超滤膜(UF)为0.001~0.02μm;逆渗透膜(RO)为0.0001~0.001μm。超滤膜的孔径只有几纳米到几十纳米,也就是说在膜的一侧施以适当压力,就能筛出大于孔径的溶质分子,以分离分子量大于500道尔顿、粒径大于2~20纳米的颗粒。

水处理中超滤膜是什么有哪些特点呢

超滤膜是什么?

超滤(UF)基本上是按分子量大小进行分离的压力驱动膜过程。超滤膜的孔径一般在—100nm之间,能够截留分子量在300—500,000道尔顿的物质,包括多糖、生物分子、聚合物和胶体物质等。大多数超滤膜所标称的切割分子量一般定义为膜具有90%以上截留率的最小分子量。

超滤膜具有哪些特点?

1. 亲水性膜丝,通量大

超滤膜通过降低膜表面张力,大幅改善了膜的亲水性,使水通量大幅增加,膜表面涂覆牢度强,衰减慢,经过相对高温的水洗和碱洗不易脱落,膜丝抗污染能力提高,耐化学腐蚀性增强。

2. 过滤精度高

超滤膜丝空隙分布均匀,膜孔数量繁多,结构稳定,过滤精度高达0.01微米,彻底滤除原水中的细菌、病毒、胶体、铁锈等各种杂质,出水稳定,水质可达国家饮用水标准,真正实现优质净化水效果。

3. 截留高,抗污染性强

超滤膜的膜丝分布狭窄,且微孔形状呈倒喇叭状,起稳定截留作用的表皮层孔径小,支撑层孔径大,污染物不能进入到支撑层,避免不可恢复的堵塞,使膜丝抗污染性强,在原水水质波动频繁,水质较为恶劣的条件下运行仍能保证良好的过滤效果。

4. 膜丝强度高

超滤膜膜丝拥有的机械强度大,每一根超滤膜丝在各种复杂的工况条件下运行稳定,不易出现断丝,保证超滤出水水质优良。

5. 易清洗,易恢复,使用寿命长

膜公司独特的制膜工艺,使超滤膜膜丝内外壁平整光滑,具有永久亲水性的特质,从而使超滤膜在过滤介质中:胶体、油、蛋白质与污染物质在膜的表面聚结成球状,这种聚结物很容易从膜表面脱离,通过简单的反洗就可以清洗干净,不易污堵,可有效减少化学清洗频率,延长超滤膜使用寿命。

㈥ 酶反应器的类型与选择

用于酶进行催化反应的容器及其附属设备称为酶反应器。
◆按照结构的不同分为:
搅拌罐式反应器(Stirred Tank Reactor, STR)、鼓泡式反应器(bubble column reactor, BCR )、填充床式反应器(packed column reactor, PCR )、流化床式反应器( Fluidized Bed Reactor, FBR)、膜反应器(Membrane Reactor, MR)等;
◆酶反应器的操作方式可以分为分批式反应(batch )、连续式反应(continuous )和流加分批式反应(feeding batch );
◆将反应器的结构和操作方式结合一起,对酶反应器进行分类,
连续搅拌罐反应器(Continuous Stirred Tank Reactor, CSTR)、分批搅拌罐反应器(Batch Stirred Tank Reactor, BSTR)等。
1.酶反应器的类型
◆ 常用的酶反应器类型
反应器类型
适用的操作方式
适用的酶
特点
搅拌罐式反应器

分批式,
流加分批式
连续式,

游离酶
固定化酶

由反应罐,搅拌器和保温装置组成。设备简单,操作容易,酶与底物混合较均匀,传质阻力较小, 反应比较完全,反应条件容易调节控制。
填充床式反应器

连续式

固定化酶

设备简单,操作方便,单位体积反应床的固定化酶 密度大,可以提高酶催化反应的速度。在工业生产中普遍使用。
流化床反应器

分批式
流加分批式
连续式

固定化酶

流化床反应器具有混合均匀,传质和传热效果好,温度和pH值的调节控制比较容易,不易堵塞,对粘度较大反应液也可进行催化反应。
鼓泡式反应器

分批式
流加分批式
连续式

游离酶
固定化酶

鼓泡式反应器的结构简单,操作容易,剪切力小,混合效果好,传质、传热效率高,适合于有气体参与的反应。
膜反应器
连续式
游离酶
固定化酶
膜反应器结构紧骤,集反应与 分离于一体,利于连续化生产, 但是容易发生浓差极化而引起膜孔阻塞, 清洗比较困难
喷射式反应器
连续式
游离酶
通入高压喷射蒸汽,实现酶与底物的混合,进行高温短时催化反应,适用于某些耐高温酶的反应

1.1搅拌罐式反应器:
◆搅拌罐式反应器(stirred tank reactor, STR)是有搅拌装置的一种反应器(图8-1,8-2所示)。◆在酶催化反应中是最常用的反应器。它由反应罐,搅拌器和保温装置组成。
◆搅拌式反应器的操作方式可以根据需要采用分批式(batch)、流加分批式(feeding batch)和连续式(continuous)三种。与之对应的有分批搅拌罐式反应器和连续搅拌罐式反应器之分。
(1)分批搅拌罐式反应器:

图8-1 分批搅拌罐式反应器

(2)搅拌罐式反应器:
连续搅拌罐式反应器(continuous stirred tank reactor ,CSTR)的结构示意图如图8-2

反应液出口

底物溶液进口

图8-2 连续搅拌罐式反应器示意图

1.2填充床式反应器:
填充床式反应器(packed column reactor, PCR)是一种用于固定化酶进行催化反应的反应器。如图8-3所示。

反应产物出口

固定化酶

底物溶液进口

图 8-3填充床式反应器示意图

1.3 流化床反应器:
流化床反应器(fluidized bed reactor, FBR)是一种适用于固定化酶进行连续催化反应的反应器。如图8-4所示。

反应产物出口

固定化酶

底物溶液进口
图8-4 流化床式反应器示意图

1.4鼓泡式反应器: 4
鼓泡式反应器(bubble column reactor, BCR)是利用从反应器底部通入的气体产生的大量气泡,在上升过程中起到提供反应底物和混合两种作用的一类反应器。也是一种无搅拌装置的反应器。如图8-5所示。

排气口

。。 。。·. 反应液出口
· 。··
。·。· ·
· 。。。·
·。 。··
· 。·。·
。·· ··
·。 ·。
。。·。·。·。 空气分布器
底物溶液进口 · ·

进气口
图8-5 鼓泡式反应器示意图

1.5膜反应器 :
膜反应器(membrane reactor, MR)是将酶催化反应与半透膜的分离作用组合在一起而成的反应器。可以用于游离酶的催化反应,也可以用于固定化酶的催化反应。
用于固定化酶催化反应的膜反应器是将酶固定在具有一定孔径的多孔薄膜中,而制成的一种生物反应器。
膜反应器可以制成平板型、螺旋型、管型、中空纤维型、转盘型等多种形状。常用的是中空纤维反应器,如图8-6所示。

4

1

2

3
图8-6 中空纤维反应器示意图
1:外壳 2:中空纤维
3:底物溶液进口 4:反应产物出口

膜反应器也可以用于游离酶的催化反应。游离酶膜反应器的装置如图8-7所示。

底物溶液进口 酶液循环使用

超滤膜


反应产物出口
(反应容器) (膜分离器)

图8-7 游离酶膜反应器示意图

1.6喷射式反应器:
喷射式反应器是利用高压蒸汽的喷射作用,实现酶与底物的混合,
进行高温短时催化反应的一种反应器。如图8-8所示。

反应液
高压蒸汽进口 至维持罐

底物溶液进口

图8-8 喷射式反应器示意图

2.酶反应器的选择
2.1 根据酶的应用形式选择反应器:
◆在体外进行酶催化反应时,酶的应用形式主要有游离酶和固定化酶。
(1)游离酶反应器的选择:
◆可以选用搅拌罐式反应器、膜反应器、鼓泡式反应器、喷射式反应器等。
①游离酶催化反应最常用的反应器是拌罐式反应器。搅拌罐式具有设备简单,操作简便,酶与底物的混合较好,物质与热量的传递均匀,反应条件容易控制等优点,但是反应后酶与反应产物混合在一起,酶难于回收利用。
②对于有气体参与的酶催化反应,通常采用鼓泡式反应器。鼓泡式反应器结构简单,操作容易, 混合均匀,物质与热量的传递效率高,是有气体参与的酶催化反应中常用的一种反应器。
③对于某些价格较高的酶,由于游离酶与反应产物混在一起,为了使酶能够回收,可以采用游离酶膜反应器。
④对于某些耐高温的酶,如高温淀粉酶等,可以采用喷射式反应器,进行连续式的高温短时反应。喷射式反应器混合效果好,催化效率高,只适用于耐高温的酶。
(2)固定化酶反应器的选择:
◆应用固定化酶进行催化反应,可以选择搅拌罐式反应器、填充床式反应器、鼓泡式反应器、流化床式反应器、膜反应器等。
◆应用固定化酶进行反应,由于酶不会或者很少流失,为了提高酶的催化效率,通常采用连续反应的操作形式。
◆颗粒状的固定化酶可以采用搅拌罐式反应器、填充床式反应器、流化床式反应器、鼓泡式反应器等进行催化反应。
2.2根据酶反应动力学性质选择反应器:
(1)必须保证酶分子与底物分子能够有效碰撞,为此,必须使酶与底物在反应系统中混合均匀。
◆搅拌罐式反应器、流化床式反应器均具有较好的混合效果。填充床式反应器的混合效果较差。在使用膜反应器时,也可以采用辅助搅拌或者其他方法,以提高混合效果,防止浓差极化。
(2)底物浓度的高低对酶反应速度有显著影响。
具◆有高浓度底物抑制作用的酶,如果采用分批搅拌罐式反应器,可以采取流加分批反应的方式进行反应。
◆对于具有高浓度底物抑制作用的游离酶,可以采用游离酶膜反应器进行催化反应;
◆对于具有高浓度底物抑制作用的固定化酶,可以采用连续搅拌罐式反应器、填充床式反应器、流化床式反应器、膜反应器等进行连续催化反应。
(3)有些酶催化反应,其反应产物对酶有反馈抑制作用。
◆对于具有产物反馈抑制作用的固定化酶,也可以采用填充床式反应器。
(4)某些酶可以耐受100℃以上的高温,最好选用喷射式反应器。
2.3根据底物或产物的理化性质选择反应器:
(1)反应底物或产物的分子质量较大时,由于底物或产物难于透过超滤膜的膜孔,所以一般不采用膜反应器。
(2)反应底物或者产物的溶解度较低、粘度较高时,应当选择搅拌罐式反应器或者流化床式反应器,而不采用填充床式反应器和膜反应器,以免造成阻塞现象。
(3)反应底物为气体时,通常选择鼓泡式反应器。
(4)有些需要小分子物质作为辅酶(辅酶可以看作是一种底物)的酶催化反应,通常不采用膜反应器,以免辅酶的流失而影响催化反应的进行。
2.4所选择的反应器应当能够适用于多种酶的催化反应,并能满足酶催化反应所需的各种条件,并可进行适当的调节控制。
2.5所选择的反应器应当尽可能结构简单、操作简便、易于维护和清洗。
2.6所选择的反应器应当具有较低的制造成本和运行成本。
3.酶反应器的设计
◆酶反应器的设计主要包括反应器类型的选择,反应器制造材料的选择、热量衡算、物料衡算等。
3.1确定酶反应器的类型:
酶反应器的设计,首先要根据酶、底物和产物的性质,按照上一节所述的选择原则,选择并确定反应器的类型。
3.2确定反应器的制造材料:
由于酶催化反应具有条件温和的特点,通常都是在常温、常压、pH近乎中性的环境中进行反应,所以酶反应器的设计对制造材料没有什么特别要求,一般采用不锈钢制造反应容器即可。
3.3进行热量衡算:
酶催化反应一般在30~70℃的常温条件下进行,所以热量衡算并不复杂。温度的调节控制也较为简单,通常采用一定温度的热水通过夹套(或列管)加热或冷却方式,进行温度的调节控制,热量衡算是根据热水的温度和使用量计算。对于某些耐高温的酶,例如高温淀粉酶,可以采用喷射式反应器,热量衡算时,根据所使用的水蒸气热焓和用量进行计算。
3.4进行物料衡算:
物料衡算是酶反应器设计的重要任务。主要内容包括:
(1)酶反应动力学参数的确定:
(2)计算底物用量:
(3)计算反应液总体积:
(4)计算酶用量:
(5)计算反应器数目:
4.酶反应器的操作
4.1酶反应器操作条件的确定及其调控:
◆酶反应器的操作条件主要包括温度、pH值、底物浓度、酶浓度、反应液的混合与流动等。
(1)反应温度的确定与调节控制:
(2)pH值的确定与调节控制:
(3)底物浓度的确定与调节控制:
(4)酶浓度的确定与调节控制:
(5)搅拌速度的确定与调节控制:
(6)流动速度的确定与调节控制:
4.2酶反应器操作的注意事项:
(1)保持酶反应器的操作稳定性:
(2)防止酶的变性失活:
(3)防止微生物的污染:

㈦ 超滤膜主要有哪些优点和缺点

超滤膜主要具有以下优点:

1.回收率高,所得产品品质优良,可实现物料的高回效分答离、纯化及高倍数浓缩。系统制作材质采用卫生级管阀,现场清洁卫生,满足GMP或FDA生产规范要求。系统工艺设计先进,集成化程度高,结构紧凑,占地面积少,操作与维护简便,工人劳动强度低。

2.处理过程无相变,对物料中组成成分无任何不良影响,且分离、纯化、浓缩过程中始终处于常温状态,特别适用于热敏性物质的处理,完全避免了高温对生物活性物质破坏这一弊端,有效保留原物料体系中的生物活性物质及营养成分。

3.超滤设备系统能耗低,生产周期短,与传统工艺设备相比,设备运行费用低,能有效降低生产成本,提高企业经济效益。

4.操作简便,成本低廉,不需增加任何化学试剂,尤其是超滤技术的实验条件温和,与蒸发、冷冻干燥相比没有相的变化,而且不引起温度、pH的变化,因而可以防止生物大分子的变性、失活和自溶。在生物大分子的制备技术中,超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。

超滤膜缺点:

超滤法也有一定的局限性,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。超滤膜的缺点是膜更换费用较高,技术设备投资很大。

㈧ 超滤膜的PVDF的特点:

PVDF特点:

此种材质最大特点是,伸长率极高,不易断丝。耐酸碱性很好,抗污染性强,耐化学清洗及耐高浓度的余氯溶液。其缺点是材料成本很高,过滤精度低,表面强度低。

适合工业废水处理的应用。

㈨ 超滤膜一般有哪些材质,各有什么特点

超滤膜主要有以下几种材质:

根据的性能,超滤膜的材料可分为高分子材料和无机材料两大类。高分子材料主要有纤维素类、聚枫类、聚酰胺类、聚烯烃、含氟类等;无机材料主要有陶瓷、金属、玻璃、分子筛等。

1.纤维素类 :纤维素类膜材料是最早应用的超滤膜材料。主要包括:再生纤维素、二肼、聚酰亚胺、聚醚酰胺等。还有碳分子筛膜、不锈钢醋酸纤维素、三醋酸纤维素、混合纤维素等。

2.聚烯烃类:聚烯烃类超滤膜材料主要包括聚氯乙烯、聚丙烯腈。

3.聚砜类: 聚砜类超滤膜材料主要包括聚枫、聚醚砜、磺化聚枫、聚苯砜和聚芳砜。

4.聚酰胺类: 聚酰胺类超滤膜材料主要包括聚砜酰胺、芳香族聚酰胺、芳香聚酰胺酰。

5.含氟聚合物:含氟超滤膜材料主要包括聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯。

6.无机材料:无机超滤膜材料主要包括陶瓷材料,如氧化铝、氧化锆、氧化硅、氧化钛膜、多孔玻璃膜制备所需的碳分子筛、不锈钢粉、多孔玻璃等材料(分相法)、溶胶-凝胶法、化学气相沉积法等。无机膜具有优良的热稳定性、化学稳定性和机械性能。


超滤膜分离是一种物理的分子筛分过程,所以它具有分离物无相际间变化,无质变等优点,特别适合保持风味和热敏性物质处理。选择超滤膜性能的优劣,主要取决于膜材料和成膜工艺条件,其中,膜材料是决定膜性能的主要参数。

㈩ 酶的特点与酶的什么性质或结构特点有关系

指由生物体内活细胞产生的一种生物催化剂。大多数由蛋白质组成(少数为RNA)。
酶的性质:高效性,专一性。
专一性与酶的结构有关系。酶的结构必须与底物的结构相配,才能作催化剂催化。

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