⑴ 净水器原理是什么,超滤机是怎么做到水净化的
一般家用净水器分为微滤、超滤、纳滤以及反渗透,这四种都是通过膜分离技术版(用压力将水通过合权成的膜),可有效的将水中的污染物过滤掉。
微滤:即过滤掉0.1-10微米的细菌、悬浮物;
超滤:即过滤掉5-50纳米大分子有机物、蛋白;
纳滤:即过滤掉0.5-5纳米有机酸、多糖、颜料等;
反渗透:即过滤掉0.1-1纳米无机盐、金属元素、矿物质等;
通过这四种过滤方式在结合活性炭进而搭配滤芯组成的净水器,达到净化出健康水的效果。
超滤净水器的主要核心就是超滤膜,超滤膜的膜壁上有成万上亿个0.01微米的小孔。自来水先进入超滤膜管内,在水压差的压力下,膜表面上密布的微孔只允许水分子、有益矿物质和微量元素通过,成为净化水。而细菌、铁锈、胶体、泥沙、悬浮物、大分子有机物等有害物质责被截留在超滤膜管内,在超滤膜清洗时排出。
超滤膜还分为内压式和外压式。其各有各的特点,内压式的特点是膜丝粗,内表面进水,初始水通量小,易清洗。外压式的特点是膜丝细,外表面进水,初始水通量大,易污染、难清洗。
⑵ 如何进行蛋白超滤设备选型
如何进行蛋白超滤设备选型?在分离分析特别是蛋白质分离分析中,层析是相当重要、且相当常见的一种技术,其原理较为复杂,对人员的要求相对较高,这里只能做一个相对简单的介绍。
一、 吸附层析
1、 吸附柱层析
吸附柱层析是以固体吸附剂为固定相,以有机溶剂或缓冲液为流动相构成柱的一种层析方法。
2、 薄层层析
薄层层析是以涂布于玻板或涤纶片等载体上的基质为固定相,以液体为流动相的一种层析方法。这种层析方法是把吸附剂等物质涂布于载体上形成薄层,然后按纸层析操作进行展层。
3、 聚酰胺薄膜层析
聚酰胺对极性物质的吸附作用是由于它能和被分离物之间形成氢键。这种氢键的强弱就决定了被分离物与聚酰胺薄膜之间吸附能力的大小。层析时,展层剂与被分离物在聚酰胺膜表面竞争形成氢键。因此选择适当的展层剂使分离在聚酰胺膜表面发生吸附、解吸附、再吸附、再解吸附的连续过程,就能导致分离物质达到分离目的。
二、 离子交换层析
离子交换层析是在以离子交换剂为固定相,液体为流动相的系统中进行的。离子交换剂是由基质、电荷基团和反离子构成的。离子交换剂与水溶液中离子或离子化合物的反应主要以离子交换方式进行,或借助离子交换剂上电荷基团对溶液中离子或离子化合物的吸附作用进行。`
三、 凝胶过滤
凝胶过滤又叫分子筛层析,其原因是凝胶具有网状结构,小分子物质能进入其内部,而大分子物质却被排除在外部。当一混合溶液通过凝胶过滤层析柱时,溶液中的物质就按不同分子量筛分开了。
四、 亲和层析
亲和层析的原理与众所周知的抗原一抗体、激素一受体和酶一底物等特异性反应的机理相类似,每对反应物之间都有一定的亲和力。正如在酶与底物的反应中,特异的废物(S')才能和一定的酶(E)结合,产生复合物(E-S')一样。在亲和层析中是特异的配体才能和一定的生命大分子之间具有亲和力,并产生复合物。而亲和层析与酶一底物反应不同的是,前者进行反应时,配体(类似底物)是固相存在;后者进行反应时,底物呈液相存在。实质上亲和层析是把具有识别能力的配体L(对酶的配体可以是类似底物、抑制剂或辅基等)以共价键的方式固化到含有活化基团的基质M(如活化琼脂糖等)上,制成亲和吸附剂M-L,或者叫做固相载体。而固化后的配体仍保持束缚特异物质的能力。因此,当把围相载体装人小层析柱(几毫升到几十毫升床体积)后,让欲分离的样品液通过该柱。这时样品中对配体有亲和力的物质S就可借助静电引力、范德瓦尔力,以及结构互补效应等作用吸附到固相载体上,而无亲和力或非特异吸附的物质则被起始缓冲液洗涤出来,并形成了第一个层析峰。然后,恰当地改变起始缓冲 液的PH值、或增加离子强度、或加人抑③剂等因子,即可把物质S从固相载体上解离下来,并形成了第M个层析峰(见图6-2)。显然,通过这一操作程序就可把有效成分与杂质满意地分离开。如果样品液中存在两个以上的物质与固相载体具有亲和力(其大小有差异)时,采用选择性缓冲液进行洗脱,也可以将它们分离开。用过的固相载体经再生处理后,可以重复使用。
上面介绍的亲和层析法亦称特异性配体亲和层析法。除此之外,还有一种亲和层析法叫通用性配体亲和层析法。这两种亲和层析法相比,前者的配体一般为复杂的生命大分子物质(如抗体、受体和酶的类似底物等),它具有较强的吸附选择性和较大的结合力。而后者的配体则一般为简单的小分子物质(如金属、染料,以及氨基酸等),它成本低廉、具有较高的吸附容量,通过改善吸附和脱附条件可提高层析的分辨率。
五、 聚焦层析
聚焦层析也是一种柱层析。因此,它和另外的层析一样,照例具有流动相,其流动相为 多缓冲剂,固定相为多缓冲交换剂。
聚焦层析原理可以从PH梯度溶液的形成、蛋白质的行为和聚焦效应三方面来阐述。
1、PH梯度溶液的形成
在离子交换层析中,PH梯度溶液的形成是靠梯度混合仪实现的。例如,当使用阴离子 剂进行层析时,制备PH由高到低呈线性变化的梯度溶液的方法是,在梯度仪的混合室(这层析柱者)中装高PH溶液,而在另一室装低PH极限溶液,然后打开层析柱的下端出口,让洗脱液连续不断地流过柱体。这时从柱的上部到下部溶液的PH值是由高到低变化的。而在聚焦层析中,当洗脱液流进多缓冲交换剂时,由于交换剂带具有缓冲能力的电荷基团,故PH梯度溶液可以自动形成。例如,当柱中装阴离子交换剂PBE94(作固定相)时,先用起始缓冲液(配方见表了一2)平衡到PHg,再用含PH6的多缓冲剂物质(作流动相)的淋洗液通过柱体,这时多缓冲剂中酸性最强的组分与碱性阴离子交换对结合发生中和作用。随着淋洗液的不断加人,住内每点的PH值从高到低逐渐下降。照此处理J段时间,从层析柱顶部到底部就形成了PH6~9的梯度。聚焦层析柱中的PH梯度溶液是在淋洗过程中自动形成的,但是随着淋洗的进行,PH梯度会逐渐向下迁移,从底部流出液的PH却由9逐渐降至6,并最后恒定于此值,这时层析柱的PH梯度也就消失了。
2.蛋白质的行为
蛋白质所带电荷取决于它的等电点(PI)和层析柱中的PH值。当柱中的PH低于蛋白质的PI时,蛋白质带正电荷,且不与阴离于交换剂结合。而随着洗脱剂向前移动,固定相中的PH值是随着淋洗时间延长而变化的。当蛋白质移动至环境PH高于其PI时,蛋白质由带正电行变为带负电荷,并与阴离子交换剂结合。由于洗脱剂的通过,蛋白质周围的环境PH 再次低于PI时,它又带正电荷,并从交换剂解吸下来。随着洗脱液向柱底的迁移,上述过程将反复进行,于是各种蛋白质就在各自的等电点被洗下来,从而达到了分离的目的。
不同蛋白质具有不同的等电点,它们在被离子交换剂结合以前,移动之距离是不同的,洗脱出来的先后次序是按等电点排列的。
供静脉注射的25%人胎盘血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸铵盐析法、透析脱盐、真空浓缩等工艺制备的,该工艺流程硫酸铵耗量大,能源消耗多,操作时间长,透析过程易产生污染。改用超滤工艺后,平均回收率可达97.18%;吸附损失为1.69%;透过损失为1.23%;截留率为98.77%。大幅度提高了白蛋白的产量和质量,每年可节省硫酸铵6.2吨,自来水16000吨。目前国外生产超滤膜和超滤装置最有名的厂家是美国的Milipore公司和德国的Sartorius公司。
随着现代生物技术的发展, 通过基因工程生产蛋白质药物在治疗人类面临的重大疾病如癌症等方面展示出巨大的潜力. 为满足生物技术产品工业化生产的需要, 开发高通量、低成本、高效的分离纯化方法已引起人们的高度关注. 超滤技术由于具有通量高, 操作条件温和, 易于放大等特点, 特别适合生物活性大分子的分离. 在生物技术领域, 超滤技术目前已广泛应用于细胞收集分离、除菌消毒、缓冲液置换、分级( fract ionatio n) 、脱盐及浓缩[ 1] . 近年来越来越多的研究表明, 通过选择适当的膜或膜表面改性,以及对分离过程进行优化, 充分利用和调控膜—蛋白质以及蛋白质—蛋白质之间的静电相互作用, 可以实现分子量相近的两种蛋白质的高选择性超滤分离[2- 7] .
为克服常规蛋白质超滤分离过程优化中存在的实验蛋白质消耗多、工作量大、费时以及费用高等缺点, 我们相继开发了脉冲进样技术( Pulsed sampleinject ion technique ) [8]和参数连续变化超滤技术( Parameter scanning ultraf ilt ration) [9]. 并以此为基础, 结合载体相超滤技术( Carrier phase ult rafil—t rat ion) [10]进一步提出了一种蛋白质超滤分离快速优化新方法[11], 实现了人血浆白蛋白—免疫球蛋白[12]、人源化单克隆抗体( A lemtuzumab) 单体— 二聚体[13]的超滤分离过程快速优化和高选择性分离,并在膜的筛选及其适用性快速评估方面展现出巨大的潜力. 该方法的主要特征是与AKTA Prime 系统联用, 采用脉动进样技术显著减少了蛋白质的用量;而利用双缓冲体系( 类似梯度洗脱) 的参数连续变化超滤技术, 在pH 或离子强度连续变化的情况下考查pH 或离子强度对蛋白质透过率或截留率的影响, 进一步缩短了实验时间, 降低了蛋白质的用量,极大地减少了实验量, 加快了过程优化进程; 另外,载体相超滤技术的应用则可保证超滤分离自始至终在设定的条件下进行, 从而最大限度地保证超滤过程的稳定性.
2012-02-25
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研究蛋白质的技术手段
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随着新的技术手段不断运用于生物膜的研究,科学家发现膜蛋白...,有的蛋白质是...在磷脂双分子层中的。
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⑶ 反渗透膜、超滤膜、微滤膜、纳滤膜,四种膜各自的优点及优势 不要百度百科上的,都看过了
反渗透精度要比超滤和微滤高 也就是过滤的更加细致 不过因为精度高 所以对水压有要内求 出水量小 有废水 一般容需要储水罐和增压泵 可以作到基本完全脱盐
也就是类似的蒸馏水了 常喝蒸馏水对人体不见的好
纳滤精度在反渗透和超滤之间 不过要求的设备成本高 一般很少用
超滤一般作为净水器所用 出水量适中 也可以过滤掉绝大多数有害物质 也保留些许矿物质 成本也低 设备安装方便 对水压没有什么要求
微滤和其他几个差不多 没有什么特点
⑷ 超滤和反渗透有什么区别
1、使用膜清洗不同
超滤:超滤用的膜可以通过反洗来有效的清洗膜面,以保持其高流速。
反渗透:反渗透用的膜不能反洗。
2、原理不同
超滤:超滤是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径的特制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。
超滤原理也是一种膜分离过程原理,超滤利用一种压力活性膜,在外界推动力(压力)作用下截留水中胶体、颗粒和分子量相对较高的物质,而水和小的溶质颗粒透过膜的分离过程。
反渗透:把相同体积的稀溶液(如淡水)和浓液(如海水或盐水)分别置于一容器的两侧,中间用半透膜阻隔,稀溶液中的溶剂将自然的穿过半透膜,向浓溶液侧流动,浓溶液侧的液面会比稀溶液的液面高出一定高度,形成一个压力差,达到渗透平衡状态,
此种压力差即为渗透压,渗透压的大小决定于浓液的种类,浓度和温度,与半透膜的性质无关。若在浓溶液侧施加一个大于渗透压的压力时,浓溶液中的溶剂会向稀溶液流动,此种溶剂的流动方向与原来渗透的方向相反,这一过程称为反渗透。
3、优点不同
超滤:超滤技术的优点是操作简便,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。
反渗透:压力是反渗透分离过程的主动力,不经过能量密集交换的相变,能耗低;反渗透不需要大量的沉淀剂和吸附剂,运行成本低;反渗透分离工程设计和操作简单,建设周期短;反渗透净化效率高,环境友好。
⑸ 超滤和反渗透如何选择
选择超滤还是反渗透净水器,主要取决于个人需求和当地水质情况。
超滤净水器以其较低的成本和无需插电使用的便利性受到部分用户的青睐。它的过滤精度在0.01微米,能有效阻挡胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物,但对于体积小于0.01微米的有害物质,如细菌和重金属,则无法完全过滤。此外,超滤净水器不会产生废水,适合水质相对较好的地区使用。然而,需要注意的是,如果当地水质硬度较高,超滤净水器过滤后的水可能仍然会有水垢问题,且不能直接去除水中的化学污染物,出水口感可能稍差。
相比之下,反渗透净水器在过滤精度上更胜一筹,其过滤孔径仅为0.0001微米,几乎可以去除水中所有的有害物质,包括重金属、农药、细菌等,出水水质安全且纯净,可直接饮用。反渗透技术利用半透膜对水进行压力过滤,能够有效降低水的硬度,减少煮水容器结垢的现象。但反渗透净水器在工作时会产生一定比例的废水,且需要插电使用,增加了能耗和成本。此外,反渗透膜容易堵塞,需要定期更换,且更换成本相对较高。
在选择时,用户应首先考虑当地的水质情况。如果水质较好,且对出水口感和水垢问题要求不高,可以选择超滤净水器;如果水质较差,或者对出水水质有较高要求,建议选择反渗透净水器。同时,用户还需考虑自己的预算和使用便利性。超滤净水器成本较低,使用维护简单,适合预算有限或对能耗问题较为敏感的用户;而反渗透净水器虽然成本较高,但出水水质更好,适合对水质有较高要求的用户。
综上所述,超滤和反渗透净水器各有优缺点,用户应根据自身需求和当地水质情况做出合理选择。
⑹ 纳滤的过滤范围是多少和超滤,反渗透有什么区别
纳滤 ( NF,Nanofiltration)是一种介于反渗透和超滤之间的压力驱动膜分离过程,纳滤膜的孔内径范围在几个纳米左右。与容其他压力驱动型膜分离过程相比,出现较晚。它的出现可追溯到70年代末J.E. Cadotte的NS-3 0 0膜的研究,之后,纳滤发展得很快,膜组器于80年代中期商品化。纳滤膜大多从反渗透膜衍化而来,如CA、CTA膜、芳族聚酰胺复合膜和磺化聚醚砜膜等。但与反渗透相比,其操作压力更低,因此纳滤又被称作“低压反渗透”或“疏松反渗透”( Loose RO )。
⑺ 超滤与ro反渗透区别
超滤膜和反渗透膜的主要区别:
超滤膜是利用一种压力活性膜,除去水中的胶体,颗粒和相对他子质量高的物质。反渗透一样,受压溶液是在压力下通过膜,膜的设计可使一定大小的分子被除去。
超滤膜的孔结构与反渗透膜不同之处在于:它可使盐和其它电解物通过,而胶体与相对分子质量大的物质不能通过。反渗透膜则令盐和其他电解质也不能通过。
由于胶体物质和相对分子质量大的物质的渗透压力低,所以,超过滤所需要的压力比反渗透低,在一般情况下所用压力为0.07-0.7mpa。最高不超过1.05mpa。
超滤的压力虽低,所有的膜却比较厚实。以中空纤维膜为例。反渗透用的膜不能反洗;而超滤用的膜则可以通过反洗来不效的清洗膜面,以保持其高流速。
超滤膜和反渗透膜精度的区别:
超滤膜:
UF能截留0.002~0.1微米之间的颗粒和杂质,UF膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,但将有效阻挡住胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物,用于表征UF膜的切割分子量一般介于1,000~100,000之间,RO膜两侧的运行压力一般为0.2~7bar。
反渗透膜:
RO是最精密的膜法液体分离技术,它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物,但允许水分子透过,醋酸纤维素RO膜脱盐率一般可大于95%,RO复合膜脱盐率一般大于98%。它们广泛用于海水及苦成水淡化,锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备,饮用纯净水生产,废水处理及特种分离等过程,在离子交换前使用RO可大幅度地降低操作费用和废水排放量。RO膜的运行压力,当进水为苦咸水时一般大于5bar,当进水为海水时,一般低于84bar。
⑻ 反渗透和超滤有什么区别
1.UF(超滤)
UF能截留0.002~0.1微米之间的颗粒和杂质,UF膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,但将有效阻挡住胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物,用于表征UF膜的切割分子量一般介于1,000~100,000之间,RO膜两侧的运行压力一般为0.2~7bar。
2.RO(反渗透)
RO是最精密的膜法液体分离技术,它能阻挡所有溶解性盐及分子量大于100的有机物,但允许水分子透过,醋酸纤维素RO膜脱盐率一般可大于95%,RO复合膜脱盐率一般大于98%。它们广泛用于海水及苦成水淡化,锅炉给水、工业纯水及电子级超纯水制备,饮用纯净水生产,废水处理及特种分离等过程,在离子交换前使用RO可大幅度地降低操作费用和废水排放量。RO膜的运行压力,当进水为苦咸水时一般大于5bar,当进水为海水时,一般低于84bar。
一、处理细菌效果不同
由于反渗透膜的孔径更为狭小,能够对水中的杂质和细菌数量得到有效的控制。反渗透膜处理过的水菌落总数比超滤膜净化后的菌落总数少许多,因此反渗透膜处理水中细菌的能力要比超滤膜性能更为优越。
二、净化后的水使用方向不同
常情况下反渗透膜净化后的水分为两种,一种纯水可供饮用,一种浓水可供洗涤使用。使用超滤净水器净化的水通常只能做洗涤用水,其水质不符合饮用水的标准。
三、化学污染物处理效果不同
反渗透膜的孔隙仅超滤膜的百分之一,因此能够有效地去除水中的重金属和农药的化学污染物,不仅能够去除其中的颗粒污染物及较大的杂质,在化学处理方面反渗透膜效果比超滤膜更为突出。