生物分离工程 第四章 膜分离技术.pptVIP

膜断面图 本文档共127页；当前第94页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第95页；编辑于星期二\3点8分 中空纤维超滤膜设备 本文档共127页；当前第96页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第97页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第98页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第99页；编辑于星期二\3点8分 乳清的大致成分% 本文档共127页；当前第100页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第101页；编辑于星期二\3点8分 5、操作特性－学习要点 识记：浓度极化、凝胶极化概念 理解：超滤膜的分子截留作用 应用：了解实际膜分离过程中影响截留率的因素 本文档共127页；当前第102页；编辑于星期二\3点8分 浓度极化模型 在膜分离操作中，所有溶质均被透过液传送到膜表面上，不能完全透过膜的溶质受到膜的截留作用，在膜表面附近浓度升高。这种在膜表面附近浓度高于主体浓度的现象称为浓度极化或浓差极化（concentration polarization） 膜表面附近浓度升高，增大了膜两侧的渗透压差，使有效压差减小，透过通量降低。 本文档共127页；当前第103页；编辑于星期二\3点8分 凝胶极化 当膜表面附近的浓度超过溶质的溶解度时，溶质会析出，形成凝胶层。当分离含有菌体、细胞和其它固形成分的料液时，也会在膜表面形成凝胶层。这种现象称为凝胶极化。 与浓度极化的关系？ 本文档共127页；当前第104页；编辑于星期二\3点8分 超滤膜的分子截留作用 截留率 截留率表示膜对溶质的截留能力，可用小数或百分数表示。实际分离过程中，由于存在浓度极化现象，真实截留率为 但膜表面极化浓度cm很难测定，通常只能测定料液的主体浓度（bulk concentration），因此常用表观截留率表示， 本文档共127页；当前第105页；编辑于星期二\3点8分 超滤膜的分子截留作用 截留曲线 通过测定相对分子质量不同的球形蛋白质或水溶性聚合物的截留率，可获得膜的截留率与溶质相对分子量之间关系的曲线，为截留曲线。 截留相对分子量 将截留曲线上截留率为0.90的溶质的相对分子质量定义为膜的截留相对分子量（molecular mass cut-off, MMCO） 本文档共127页；当前第106页；编辑于星期二\3点8分 影响截留率的因素 分子特性 相对分子量相同的溶质，呈线状的分子截留率较低，有支链的分子截留率较高；球形分子截留率最大； 对荷电膜，具有与膜相反电荷的分子截留率较低，反之则较高； 膜对溶质具有吸附作用时，溶质的截留率增大； 其它高分子溶质的影响 当两种以上高分子溶质共存时，会出现某种溶质的截留率高于其单独存在下截留率的情况。 操作条件 温度升高，粘度下降，截留率降低。 膜表面流速增大，浓度极化现象减弱，截留率减小； 料液的pH值等于其中含有的蛋白质的等电点时，由于蛋白质的净电荷为零，蛋白质间静电斥力最小，蛋白质在膜表面形成的凝胶极化层浓度最大，透过阻力最大。此时，溶质的截留率高于其它pH值下的截留率。 本文档共127页；当前第107页；编辑于星期二\3点8分 6、影响膜分离速度的因素 操作形式 流速 压力 料液浓度 本文档共127页；当前第108页；编辑于星期二\3点8分 4、各种膜组件 平板式 管式 中空纤维 螺旋卷绕式 本文档共127页；当前第62页；编辑于星期二\3点8分 平板式膜组件 本文档共127页；当前第63页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第64页；编辑于星期二\3点8分 平板膜组件 本文档共127页；当前第65页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第66页；编辑于星期二\3点8分 管式膜组件 本文档共127页；当前第67页；编辑于星期二\3点8分 管式膜组件 本文档共127页；当前第68页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第69页；编辑于星期二\3点8分 管式膜元件 2、  本文档共127页；当前第70页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第71页；编辑于星期二\3点8分 螺旋卷式膜组件 本文档共127页；当前第72页；编辑于星期二\3点8分 本文档共127页；当前第73页；编辑于星期二\3点8分 螺旋卷式反渗透膜组件 本文档共127页；当前第74页；编辑于星期二\3点8分 密封 密封 密封 螺旋卷式膜组件一个膜叶结构示意图 多孔透水材料