膜分離法ppt課件-文庫吧資料
2025-01-21 08:58本頁面
【正文】 膜或裝置有損害， 3．要符合產(chǎn)品要求。所以，生物親和性被降低和易清洗的聚合物為材質(zhì)的分離膜，會(huì)阻礙生物膜的生長。 ? 細(xì)菌對(duì)不同聚合物粘附速率大不相同。老化生物膜主要分解成蛋白質(zhì)、核酸、多糖酯等，強(qiáng)烈吸附在膜面上引起膜表面改性。 膜的污染 (fouling) 3 生物污染 ? 是指微生物在膜內(nèi)積累，從而影響系統(tǒng)性能的現(xiàn)象。一般來講膜的親水性越強(qiáng)有機(jī)物不宜吸附。 ? 隨時(shí)間的延長，污染物在 膜孔內(nèi)的吸附或累積 會(huì)導(dǎo)致孔徑減少和膜阻增大，這是難以恢復(fù)的。 ? 普遍受人們關(guān)注的污染物是鈣、鎂、鐵和其它金屬的沉淀物，如氫氧化物、碳酸鹽和硫酸鹽等。 膜的污染 (fouling) ? 膜的污染大體可分為沉淀污染 、 吸附污染 、 生物污染 1 沉淀污染 ? 沉淀污染對(duì) 反滲透 和 納濾 的影響尤為顯著。 ? 膜污染的表現(xiàn)一是膜通量下降；二是通過膜的壓力和膜兩側(cè)的壓差逐漸增大；三是膜對(duì)生物分子的截留性能改變。 幾種膜分離技術(shù)的分離范圍 膜 的 分 類 與 物 性反 滲 透納 濾超 濾微 濾單 價(jià) 鹽不 游 離 酸水懸 浮 粒 子大 分 子糖二 價(jià) 鹽游 離 酸● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲● ?■▲???●■▲●■▲●■▲●●●■▲■▲■▲■■■▲▲▲過程 膜結(jié)構(gòu) 驅(qū)動(dòng)力 應(yīng)用對(duì)象 實(shí) 例 微濾 對(duì)稱微孔膜 ~10μm 壓力差 消毒、澄清收集細(xì)胞 培養(yǎng)懸浮液除菌，產(chǎn)品消毒，細(xì)胞收集 超濾 不對(duì)稱微孔膜 １ ~５ 0nm 壓力差 大分子物質(zhì)分離 蛋白質(zhì)的分離 /濃縮 /純化 /脫鹽 /去熱源 納濾 復(fù)合膜 ＜ 1nm 壓力差 Donna效應(yīng) 小分子物質(zhì)分離 糖 /二價(jià)鹽 /游離酸的分離 透析 對(duì)稱的或不對(duì)稱的膜 濃度差 小分子有機(jī)物/無機(jī)離子 除小分子有機(jī)物或無機(jī)離子 幾種膜分離技術(shù)的適用范圍 影響膜過濾的各種因素 ① 壓力 ②濃度 ③溫度 ④流速 ⑤其它因素 膜污染 ? 膜使用中最大的問題是膜污染。 ? 操作條件：進(jìn)料流量 55L/h；操作壓力 。 ? 應(yīng)用： （ 1）小分子量的有機(jī)物質(zhì)的分離； （ 2）有機(jī)物與小分子無機(jī)物的分離； （ 3）溶液中一價(jià)鹽類與二價(jià)或多價(jià)鹽類的分離； （ 4）鹽與其對(duì)應(yīng)酸的分離。 納米膜的分離機(jī)理 納濾膜分離機(jī)理示意圖 ＋＋－料 液帶 負(fù) 電 荷 的 膜透 過 通 量＋ ＋ － － ? 納濾膜由于截留分子量介于超濾與反滲透之間，同時(shí)還存在 Donnan效應(yīng)，廣泛應(yīng)用于制藥、食品等行業(yè)中。 1. 篩分： 對(duì) Na+和 Cl 等單價(jià)離子的截留率較低，但對(duì) Ca2+、 Mg2+、 SO42截留率高，對(duì)色素、染料、抗生素、多肽和氨基酸等小分子量（ 2001000）物質(zhì)可進(jìn)行分級(jí)分離，實(shí)現(xiàn)高相對(duì)分子量和低相對(duì)分子量有機(jī)物的分離， 2. 道南（ Donnan）效應(yīng)： 納濾膜本體帶有電荷性，對(duì)相同電荷的分子（陽離子）具有較高的截留率。 ?能透過一價(jià)無機(jī)鹽， 滲透壓遠(yuǎn)比反滲透低 ，故操作壓力很低。 ?從結(jié)構(gòu)上看納濾膜大多是 復(fù)合膜 ，即膜的表面分離層和它的支撐層的化學(xué)組成不同。 ?納濾分離范圍介于反滲透和超濾之間，截?cái)喾肿恿糠秶s為 MWCO300～ 1000 ，能截留透過超濾膜的那部分有機(jī)小分子，透過無機(jī)鹽和水 。納濾膜大多從反滲透膜衍化而來。 納濾 ?納濾技術(shù)是反滲透膜過程為適應(yīng)工業(yè)軟化水的需求及降低成本的經(jīng)濟(jì)性不斷發(fā)展的新膜品種，以適應(yīng)在較低操作壓力下運(yùn)行，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)降低成本演變發(fā)展而來的。操作壓力。 超濾應(yīng)用 ? 超濾從 70年代起步， 90年代獲得廣泛應(yīng)用 ,已成為應(yīng)用領(lǐng)域最廣的技術(shù)。其截?cái)喾肿恿恳话銥?6000到 50萬，孔徑為幾十 nm，操作壓 。 ? 透析法在臨床上常用于腎衰竭患者的血液透析。 ? 透析過程中透析膜內(nèi)無流體流動(dòng)，溶質(zhì)以擴(kuò)散的形式移動(dòng) 透析原理圖 透析法的應(yīng)用 蛋白質(zhì)、無機(jī)鹽 無機(jī)鹽 緩沖液 ? 常用于除去蛋白或核酸樣品中的鹽、變性劑、還原劑之類的小分子雜質(zhì)， ? 有時(shí)也用于置換樣品緩沖液。 微濾、超濾、納濾相同點(diǎn)： ①以膜兩側(cè)壓力差為推動(dòng)力；②按體積大小而分離；③膜的制造方法、結(jié)構(gòu)和操作方式都類似。 近年來開發(fā)的新型膜材料 ① 復(fù)合膜； ② 無機(jī)多孔膜； ③ 納米過濾膜。 概 述 膜的分類 ? 按孔徑大小 ：微濾膜、超濾膜、反滲透膜、納濾膜 ? 按膜結(jié)構(gòu)：
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