【正文】 55℃，在正常操作中很少會(huì)在這個(gè)溫度下操作。但必須注意通量，并保持低于 35lmh，這樣可以確保操作壓力保持低壓。用這種類(lèi)型的膜，這些組件可以持續(xù)操作在 90℃溫度下。 贗 膠的超濾中的膜可以喜愛(ài) 80～ 90℃下操作多年 。 贗 表 16 卷式膜已經(jīng)的溫度限制 贗 贗 持續(xù)最大溫度，℃贗 短時(shí)間最大溫度，℃ 贗 標(biāo)準(zhǔn)純水組件 最大溫度，℃ 贗 (最大壓力， bar)贗 45 贗 (42)贗 50 贗 (42)贗 4″， 6″乳制品組件 最大溫度，℃ 贗 (最大壓力， bar)贗 50 贗 (42)贗 55 贗 (42)贗 DESALTM組件，特殊流道 最大溫度，℃ 贗 (最大壓力， bar)贗 45 贗 (42)贗 80 贗 (5)贗 Duratherm174。 90℃下操作可以在相同壓力下將通量從 100％提高到 300％。我們應(yīng)注意主要的原則：溫度越高，必須越關(guān)注其組件和膜的物理特性。 贗 ? 纖維系統(tǒng)一般可耐溫達(dá) 80℃； 贗 ? 無(wú)支撐磨管的低價(jià)管式膜系統(tǒng)一般注明最大操作溫度為 35℃； 贗 ? 有支撐的高價(jià)管式膜系統(tǒng)，如一個(gè)不銹鋼的支撐排列可以耐溫超過(guò) 80℃； 贗 ? 中空精細(xì)纖維系統(tǒng)溫度限制 50℃； 贗 ? 板框式系統(tǒng)，根據(jù)實(shí)際設(shè)計(jì)，操作溫度可 80℃，但一些較陳舊的系統(tǒng)在高溫操作時(shí)壓力穩(wěn)定性有些問(wèn)題。 贗 因此仔細(xì)地閱讀和遵守供貨商的說(shuō)明書(shū)是非常重要的。表 18A 提供了一些用 Wagner 單位換算的關(guān)于溫度 /壓力關(guān)系的一般原則。在很高的 pH 值下許多膜 的性能將發(fā)生改變，但還可以用。 贗 ***)在室溫下有效。但膜或組件的機(jī)械強(qiáng)度對(duì)其有所限制。 贗 系統(tǒng)組件 贗 一個(gè)膜系統(tǒng)不僅僅包括膜本身。這種結(jié)構(gòu)可以耐高壓 ，因此可以耐壓達(dá) 70bar 的設(shè)備還是比較常見(jiàn)的。溫度一般能保持一段較長(zhǎng)時(shí)間。 贗 一些機(jī)械工程師聲明，球閥和蝶閥不能用于流量或壓力控制。 贗 在膜系統(tǒng)設(shè)計(jì)中一個(gè)主要頭痛的問(wèn)題是高體積濃縮率的回流設(shè)備，這意味著系統(tǒng)必須根據(jù) 小流量濃縮來(lái)控制。方法如下：系統(tǒng)中安裝有兩個(gè)定時(shí)器和一個(gè)自動(dòng)閥，此閥一般情況下全關(guān)。用這種方法可以得到精確的濃縮控制。其訣竅是通過(guò)擠壓出口的密封將高壓引向活塞的一側(cè)，換句話說(shuō)將水流引向標(biāo)準(zhǔn)方向的相反，在生產(chǎn)過(guò)程中，壓力使閥門(mén)保持關(guān)閉，閥門(mén)無(wú)法打開(kāi)。 贗 泵也可用作特殊的閥門(mén)。以前只可以使用含有振動(dòng)板的測(cè)量?jī)x，并且必須經(jīng)過(guò)充分減振。壓力變速器的精確度一般高于 Bourdon 類(lèi)型的測(cè)量?jī)x 10 倍，這對(duì)于膜系統(tǒng)中壓降的確定非常重要，是一個(gè)非常重要的測(cè)量參數(shù)。為了計(jì)算壓降，用讀出的 進(jìn)口壓力減去出口壓力 。一般使用轉(zhuǎn)子流量計(jì)，它們?cè)谟刹僮鲉T進(jìn)行日常讀數(shù)的系統(tǒng)中足夠了，但也有些缺點(diǎn)，它們一般只提供一個(gè)視覺(jué)的讀數(shù)而不提供可以數(shù)據(jù)記錄的數(shù)據(jù)。 雖然電磁流量計(jì)看起來(lái)較貴，但 它非常精確，可以測(cè)出系統(tǒng)中的實(shí)際流量。但不適用于流量大、產(chǎn)品中顆粒和纖維多的場(chǎng)合 。在這種情況下，流量計(jì)變成了一個(gè)喉結(jié)，這不是我們所希望和接受的。 贗 贗 儲(chǔ)罐設(shè)計(jì) 贗 膜系統(tǒng)中使用的儲(chǔ)罐為了便于 排水徹底 應(yīng)作成 圓錐形或斜底 。所有的測(cè)量裝置應(yīng)該置于儲(chǔ)罐外部。 贗 在大型的超濾 (UF)系統(tǒng)中，一般在進(jìn)水平衡槽旁設(shè)置一個(gè)滲透液槽，按 一般慣例是建兩個(gè)儲(chǔ)罐作為一個(gè)溢流單元。見(jiàn)圖 3，兩個(gè)進(jìn)水儲(chǔ)槽。這是一個(gè)很好的方法，供水作為一個(gè)安全措施，也使清渣和清洗變得容易，開(kāi)始清渣時(shí)，先停止產(chǎn)品流量。 對(duì)于 直徑超過(guò) 6 英寸的管件，一般使用其它品牌的高質(zhì)量的法蘭，因?yàn)槿~夾子 (Triclamp174。 贗 如果是經(jīng)濟(jì)上的原因，不應(yīng)使用 螺紋接頭 。這聽(tīng)起來(lái)似乎是一個(gè)昂貴的建議，但是當(dāng)您經(jīng)過(guò)幾年的操作運(yùn)行后，看到了高分子材料、非不銹鋼材料的失敗和缺陷，不得不耗資改型時(shí)，對(duì)于我的建議就不會(huì)感到奇怪了。但實(shí)踐證明，長(zhǎng)期運(yùn)行后，其缺陷將較難被接受。例如，北海 (North Sea)的海水問(wèn)題較多，但可以用普通不銹鋼處理，大概是因?yàn)楹Ｋ^冷。實(shí)踐證明這種 操作可以使系統(tǒng)保持許多年，除非系統(tǒng)很快被腐蝕。在膜系統(tǒng)中它具有完全地耐溫和耐pH 能力。雖然它有一些明顯的缺點(diǎn)，但已成為水脫鹽處理中的標(biāo)準(zhǔn)材料，其主要的優(yōu)點(diǎn)是防腐性能好，價(jià)格低廉； 贗 Epoxy(環(huán)氧 )－一種僅由德國(guó) Membratec 制造的很特殊的類(lèi)型，膜殼是薄壁型的，但不能耐高壓。因此每次更換墊圈的費(fèi)用和麻煩都 贗 22贗 比較大。在管道系統(tǒng)中使用抽拔方式制造 T 型接頭和支管。但在膜過(guò)濾過(guò)程中只有幾種類(lèi)型適用。膜系統(tǒng)的操作條件經(jīng)常與泵供貨商提供的數(shù)據(jù)不符，因?yàn)橄到y(tǒng)的流量和壓力的變化比較大，很少位于設(shè)計(jì)點(diǎn)。因?yàn)樗鼈儍r(jià)格較貴、笨重，且大多數(shù)振動(dòng)大而引起管道系統(tǒng)的震動(dòng)。作者也注意到，一些廠內(nèi)使用正位移泵，但這并不能改變避免使用正位移泵的一般建議。這種不 太多，且價(jià)格昂貴。也可以使用更低轉(zhuǎn)速的，但投資也將相應(yīng)增加。有些用于糖加工業(yè)的大流量泵可輸送6000m3/h，其初期投資可以因其低能耗而得以補(bǔ)償。在市場(chǎng)上有一些不同類(lèi)型的高速離心泵。小泵真正的優(yōu)點(diǎn)是泵殼較小，但需要復(fù)雜的齒輪箱，且噪音大。泵設(shè)計(jì)方案使我們可以看到產(chǎn)生壓力的皮托管。 贗 Grundfos(丹麥 )公司在歐洲是流量大于 50m3/h，壓力小于 26bar 的泵的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者。 贗 Tonkaflo(美國(guó) )生產(chǎn)用于 RO 系統(tǒng)的泵。他們也生產(chǎn)很有趣、大型的工業(yè)多級(jí)離心泵，它們可以在高壓下傳輸每小時(shí)幾百立方米的流量。它們通過(guò)一個(gè)扁的帶式裝置達(dá)到這個(gè)速度。正位移泵的種類(lèi)挺多，其中有一 些 — 說(shuō)起來(lái) — 比其它的更“正”一些。主要用于牛奶均質(zhì)和其它一些含脂肪的物料 贗 24贗 的處理。一般安裝震動(dòng)緩沖器，只要運(yùn)行良好有助于減震。 贗 贗 預(yù)處理方法和策略 贗 預(yù)處理的策略可以有非常廣泛的目的 ,有時(shí)還可能完全相反 .見(jiàn)表 25。在最初的乳制品行業(yè)中也會(huì)使用離心的方法。死的微生物的細(xì)胞殘害，主要是細(xì)胞膜，可以引起阻塞。因此，如果你需要處理一種沒(méi)有在此列出的產(chǎn)品，可以采用在此表中列出的同類(lèi)產(chǎn)品相同的預(yù)處理方法。 贗 果汁：蘋(píng)果汁、梨汁、菠蘿汁。 贗 表 26 預(yù)過(guò)濾要求 贗 贗 流道 贗 亦可見(jiàn)表 11 贗 管式系統(tǒng) 贗 1英寸 贗 過(guò)濾至毫米級(jí) 贗 管 系統(tǒng) 贗 贗 應(yīng)在 左右 贗 纖維系統(tǒng) 贗 2mm 贗 必須達(dá) 100 微米或更小 贗 板框系統(tǒng) 贗 1mm 贗 必須達(dá) 5微米或更小 贗 卷式組件 贗 90mil 贗 必須達(dá) 100 微米或更小 贗 卷式組件 贗 47mil 贗 必須達(dá) 5微 米或更小 贗 卷式組件 贗 30mil 贗 必須達(dá) 10 微米或更小 贗 中空精纖維系統(tǒng) 贗 未定義 贗 非常敏感，建議物料進(jìn)行超濾或微濾 贗 表 27 列出了在膜表面發(fā)現(xiàn)的最常見(jiàn)的物質(zhì)。管式膜對(duì)料液中的顆粒有耐受力，其它的所有系統(tǒng)都要求對(duì)料液進(jìn)行過(guò)濾。 贗 例如： 贗 蛋白質(zhì)：奶酪、奶類(lèi) (母牛奶、羊奶、馬奶、水牛奶 )、黃豆蛋白、豌豆蛋白、酵素蛋白、血漿、魚(yú)刺水和魚(yú)凍。 贗 表 28 和表 29 列出了在預(yù)處理中使用的常規(guī)方法。不管它們是死或活，都可能阻塞膜片。 贗 料液中的懸浮固體是非常難處理的問(wèn)題。在實(shí)驗(yàn)室中，很難避免使用正位移泵。一般用于低流量和高壓的場(chǎng)合。市場(chǎng)上有許多生產(chǎn)小型、三個(gè)活塞的柱塞泵，但只有很少的產(chǎn)品適用于膜系統(tǒng)。 贗 正位移泵 贗 正位移泵不管壓力如何，傳輸幾乎恒定的流量。 贗 ? 高速 贗 Grundfos(丹麥 )公司 可以生產(chǎn)運(yùn)行轉(zhuǎn)速在 5000～ 6000rpm 的多級(jí)離心泵。Tonkaflo 泵傳遞壓力可達(dá) 40bar，因此在超過(guò) 26bar 高壓場(chǎng)合銷(xiāo)售良好。這些泵往往可以運(yùn)行許多年而不需要維修。 贗 多級(jí)離心泵 贗 ? 低速 贗 多級(jí)離心泵使用得很多，且似乎有一根行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：其輸出最大壓力為 26bar。 贗 Enviro Tech(美國(guó) )公司銷(xiāo)售一種特殊的泵， Roto Jet，其整個(gè)高壓端是靜態(tài)的。這意味著一級(jí)離心泵可以傳遞 70bar 或更高的壓力。在膜過(guò)濾廠中使用的泵極少使用開(kāi)放式葉輪。 贗 當(dāng)流量超過(guò) 100m3/h 時(shí)，可以考慮使用 1500rpm/1800rpm 的泵。他們是： APV－ Pasilac， Stamp， Grundfos， Tetra Laval 和 KSB。主要的問(wèn)題是因?yàn)殡m然由泵增加的壓力比較小，如 2bar，但進(jìn)水管線中的壓力可能已達(dá)到 40bar，因此循環(huán)泵的包裝必須非常堅(jiān)固，其機(jī)械密封必須特殊設(shè)計(jì)。在大型系統(tǒng)中可以換用離心泵。對(duì)于乳制品行業(yè)離心泵特別有用，因?yàn)樗鼈兙哂小皢我弧钡奶匦裕欣谟米餮h(huán)泵。以下是在膜過(guò)濾系統(tǒng)中使用的泵的類(lèi)型： 贗 ? 單級(jí)離心泵 贗 ? 多級(jí)離心泵； 贗 ? 活塞泵； 贗 ? 隔膜泵； 贗 ? Mohno 類(lèi)型的泵 (很少使用 )。 贗 贗 泵的類(lèi)型和選擇 贗 沒(méi)有泵，沒(méi)有膜過(guò)濾！這個(gè)道理非常簡(jiǎn)單。 通常乳制品類(lèi)型的管道最好，且價(jià)格最便宜，只因此其生產(chǎn)數(shù)量龐大，乳制品管的內(nèi)壁的質(zhì)量和性質(zhì)非常好 。在許多場(chǎng)合經(jīng)常適用 EPDM。但目前由于 PVC 行業(yè)的政治原因可能在將來(lái)會(huì)把 PVC 材料排除在外； 贗 PVDF－一種非常好的材料，但價(jià)格相當(dāng)貴，其熱穩(wěn)定性好，且化學(xué)穩(wěn)定性幾乎和特氟隆(Teflon)一樣穩(wěn)定。然而，在低價(jià)水市場(chǎng)中應(yīng)用最廣泛的是聚乙烯 (PE)、聚丙烯 (PP)，因?yàn)閷?duì)于這類(lèi)場(chǎng)合它們已可以適用了。贗 在膜系統(tǒng)中， 有效的清洗系統(tǒng)有助于防止不銹鋼的部分銹蝕，而且終有一天通過(guò)徹底地清洗可以解決這個(gè)問(wèn)題。但4 英寸以上的價(jià)格卻漲勢(shì)驚人，因?yàn)榇罂趶讲讳P鋼的需求量很小。 贗 在許多行業(yè)中，使用不銹鋼作為結(jié)構(gòu)材料不僅普遍而且還是強(qiáng)制性的，象乳制品、制藥和石油化工行業(yè)。贗 法蘭的類(lèi)型很多，但衛(wèi)生級(jí)的實(shí)際上只有一種類(lèi)型，它們一般都是體積龐大且重，因此 贗 21贗 一般用于化學(xué)工業(yè)。人們不太接受三葉夾 (Triclamp)，但還被廣泛使用， Triclamp174。 贗 夾子、法蘭和螺紋 贗 在所有的項(xiàng)目中被證明使用良好、穩(wěn)定、可靠的唯一的連接系統(tǒng)是 三葉型夾子 (Trillaer type clamp)。 贗 當(dāng)儲(chǔ)罐是空的時(shí)候 ，兩個(gè)閥門(mén)全開(kāi)。 贗 贗 圖 3 兩個(gè)進(jìn)水儲(chǔ)罐 贗 使用一個(gè)壓力傳感器和兩個(gè)氣動(dòng)閥可以使液位控制比較便宜。 贗 儲(chǔ)罐最適宜的材料是 不銹鋼 。同時(shí)儲(chǔ)罐的蓋子應(yīng)較松，便于沖洗和人工清洗。 贗 極少的流量計(jì)能耐受 RO 和 NF系統(tǒng)中的壓力、 pH 和溫度。這里的問(wèn)題主要是用于生產(chǎn)和反沖洗循環(huán)過(guò)程的透過(guò)液流量計(jì)是很不同的。 贗 市場(chǎng)上多數(shù)流量計(jì)都用于普通場(chǎng)合，其實(shí)還有許多其它的類(lèi)型，如 Burchert 流量計(jì)使用一個(gè)小的信號(hào)裝置指示流量。總之，它們只能用于 日常監(jiān)測(cè) 。換句話說(shuō)， 壓力計(jì)導(dǎo)致較高的錯(cuò)誤結(jié)果，而壓力變速器可以提供更可靠的資料。 贗 用普通的測(cè)量?jī)x幾乎無(wú)法測(cè)量 壓降 ，因?yàn)閷?duì)于一個(gè) 40bar 的操作壓力，壓力測(cè)量?jī)x可能的最大壓力指示會(huì)達(dá)到 60 或 100bar。 贗 本人喜歡使用 壓力變速器 ，因?yàn)樗鼈兛梢蕴峁└泳_的讀數(shù)并很容易標(biāo)定。這也可以用來(lái)剪切敏感產(chǎn)品如蛋白。 (發(fā)明者： Tom Sirnes)贗 贗 19贗 贗 圖 2 濃縮 閥 贗 根據(jù)教科書(shū)所說(shuō)，球閥和蝶閥由于其性能因素不適合用于調(diào)節(jié)。因此，需要平行于濃縮閥安裝一個(gè)反沖洗閥門(mén)， (見(jiàn)圖 2)，反沖洗閥一般是一個(gè) 3 或 4 路蝶閥，如果從 T 形接頭到閥門(mén)的管道的長(zhǎng)度短于或等于管道內(nèi)徑的三倍，這種設(shè)計(jì)可以被認(rèn)為是衛(wèi)生級(jí)的。當(dāng)定時(shí)器 1 啟動(dòng)時(shí)，濃縮閥全開(kāi)，濃縮快速進(jìn)行。如果濃液中不含有懸浮固體，這種類(lèi)型一般能運(yùn)行良好，但很少的懸浮固體卻能通過(guò)針式閥，嚴(yán)重阻塞濃縮口而導(dǎo)致控制問(wèn)題。這些類(lèi)型的閥門(mén)用于控制目的比較困難，但也不是不可能。 贗 多管熱交換器可以從 APVPasilac 和 Uniq Filtra tion 公司處購(gòu)買(mǎi)。主要不同點(diǎn)在于： 贗 ? 在一個(gè)信道內(nèi)產(chǎn)品的溫度變化很小，一般僅 ℃或更??； 贗 ? 相比于熱交換介質(zhì)的流量，產(chǎn)品流量大。 贗 加熱 /冷卻和熱交換器 贗 在膜系統(tǒng)中常用多管 (管式和殼形 )熱交換器用于加熱和冷卻。因此只要壓降允許，通量滿(mǎn)足要求并穩(wěn)定，粘度才不能為操作問(wèn)題。不同類(lèi)型的聚酯胺薄膜在低 pH 下穩(wěn)定性 方面有較大不同。 贗 贗 贗 表 19 不同膜材料的 pH 限制 贗 贗 pH 下限 贗 PH 上限 贗 PSO *)贗 1 贗 14 贗 PVDF 贗 0 贗 12 贗 CA 贗 4 贗 7 贗 TFM 贗 1 **)贗 12 ***)贗 陶瓷 贗 0 贗 12～ 14 贗 *)同時(shí)低 pH 和高溫可能減少水通量，有時(shí)會(huì)達(dá)到零，并不可逆轉(zhuǎn)。 贗 表 18A 避免或使壓緊最小化的指導(dǎo)方針 贗 壓力 (bar)╳溫度 (℃ )＝ Wagner 單位 贗 贗 12