Ch膜过滤法myself.ppt

（二）优先吸附—毛细管流动模型： 1963年Sourirajan在Gibbs吸附方程基础上，提出了优先吸附—毛细管流动模型，该理论指出：膜的表面对料液中某一组分的吸附能力较强，则该组分就在膜面上形成一层吸附层。如醋纤膜的亲水性较强，因而在膜面上形成一水层。在反渗透中，水层流经表面毛细孔而透过膜。如还有别的物质（如有机物）比水的亲水性更强，则醋纤膜选择吸附别的物质。 该模型的指导意义：膜材料的选择和RO膜的制备方法 两个模型以后者更能被人们所接受。 二、纳滤（NF）：粗孔反渗透膜 1、粗孔反渗透的优点：操作压力低、在相同的操作压力下，通量较高。由于其MWCO约为1nm，因此称为纳滤膜。 2、近年来开发出荷电纳米膜，由于Donnan电位，这类膜对荷相同电荷的分子有较高的截留率。它能截留分子量在200~1000之间的有机物质，能将高价离子和低价离子分离。 3、分离机理包括筛分和Donnan电位.（ Donnan Potential ，电位差） 超滤和微滤是简单的筛分过程，以压力为推动力的膜分离技术，而且溶质或悬浮物料按大小不同而分离，比膜孔小的物质和溶剂（水）一起透过膜而较大的物质则被截留；膜为多孔性，膜内有很多孔道，水以滞留方式在孔道内流动，UF、MF这种分离机理称为毛细管流动模型。 毛细管流动模型 三、超滤和微滤（概念和机理） 超滤和微滤UF、MF的传质模型 第五节 影响膜过滤的各种因素 一、压力 P57： 1、在反渗透RO中，当压力差增大时，通量和截留率均增加 2、在超滤UF和微滤MF中，通量和压力差关系分为三种：压力较低、压力中等、压力较大。 二、浓度 P58 三、温度：温度升高，通量增大。 四、流速：通常，流速增大，通量增大。 五、其他因素 第六节 膜的污染（fouling） 一、膜污染的概念和浓差极化 二、减轻膜污染的方法 三、清洗方法 （1）膜污染：P59 （2）浓差极化：当溶剂透过膜而溶质留在膜上，因而使膜面溶质浓度增大，并高于主体溶液中的浓度，这种浓度差导致溶质自膜面反扩散至主体溶液中，这种现象称为浓差极化。它对通量的影响很大。 （concentration polarization） （3）解决膜污染的方法：P60 （4）清洗方法：P60 第七节 膜过滤装置的型式及其适用范围 一、模件的概念（Module）或称膜的组件 由膜、固定膜的支撑体、间隔物以及收纳这些部件的容器构成一个单元称为膜组件，即模件。 三、模件的类型和它们的优缺点 模件的类型： 管式、中空纤维式、板式、螺旋卷式 P61 表17-3和图17-22到图17-25 二、良好的模件应具备的条件（四点） P61 管式膜组件 中空纤维式膜组件 平板式膜组件 螺旋卷式膜组件 各种膜过滤装置性能的比较 型式 优点 缺点 1、管式 易清洗、无死角，适用于含 保留体积大，S过/Vm3 固量较多的料液，管子可换 较小，压力降大 2、中空 保留体积小，S过/Vm3大，可 料液需处理，单根纤维 纤维式 逆洗压力较低，动力消耗低 损坏，需换整个模件 3、平板式 保留体积小，能量消耗界于 死体积较大 管式和螺旋卷之间 4、螺旋 S过/Vm3大， 料液需处理，压力降大 卷式 换新膜容易 易污染，清洗困难 一、发酵液的过滤与细胞的收集 二、纯化 对于大多数抗生素、AA、动物疫苗、柠檬酸、醋酸等产品的分子量小于1000，而通常超滤膜的截留分子量为10000～300000；因此抗生素等能透过UF，而prot、多肽、多糖等杂质被截留，以致抗生素与大分子杂质达到一定程度的分离，这对后续的提取操作是很有利的。但UF后浓度变稀，故常用RO进行浓缩。 第八节 膜过滤法的应用 1、小分子产品的生产： 用于除去水中热原，热原分子量范围从20000Da～0.1μm聚集体，它不能通过高温消毒来去除。如果产品的相对分子质量在1000以下，使用MWCO为1×104的UF可有效地除去热原，并且不影响产品的回收率。 UF可用于蛋白质类物质的浓缩和精制，多糖类物质的精制等。 2、大分子产品的生产： 最主要是酶，酶分子量在20000～200000之间，因此可用MWCO为10000的膜进行浓缩和去除低分子量杂质，收率应达到100%，但通