微濾技術

微濾技術

近年來,隨著生物材料學的發展,微孔濾膜在其套用過程中,已逐步取代或提升了很多傳統的過濾工藝,成為現代工業,尤其是高、精、尖端技術產業,如電子、生物製藥、科學研究及質量檢測等領域中保證產品質量不可缺少的重要手段之一,現代生物技術和製藥工業發展的挑戰加速了膜技術的進步。

簡介

微濾是一種精密過濾技術,微濾膜分離技術始於19世紀中葉,是以靜壓差為推動力,利用篩網狀過濾介質膜的“篩分”作用進行分離的膜過程 。

實施微孔過濾的膜稱為微濾膜。微濾膜是均勻的多孔薄膜,厚度為90~150 μm,過濾粒徑為0.025~10 μm,操作壓為0.01~0.2 MPa 。微濾膜的主要技術優點是:膜孔徑均勻、過濾精度高、濾速快、吸附量少、無介質脫落等。微濾膜主要用於截留懸浮固體、細菌,超濾膜主要用於截留大分子有機物、蛋白、多肽等。

微濾技術主要套用於食品飲料、醫藥衛生、電子、化工、環境監測等領域,如科研和環保部門對水和空氣的檢測分析、電子工業的空氣和純水淨化、食品工業食用純淨水製造、醫藥和製藥業用水的除菌和除微粒等。

微濾技術的分離原理

膜分離技術是一種以具有選擇透過性的膜為分離介質,使用半透膜的分離方法,在常溫下當膜兩側存在某種推動力(如壓力差、濃度差、電位差等)時對溶質和溶劑進行分離、濃縮、純化。主要是採用天然或人工合成高分子薄膜,物料依據濾膜孔徑的大小而通過或被截留,以外界能量或化學位差為推動力,對雙組分或多組分流質和溶劑進行分離、分級、提純和富集操作 。現已套用的有反滲透、納濾、超過濾、微孔過濾、透析電滲析、氣體分離、滲透蒸發、控制釋放、液膜、膜蒸餾膜反應器等技術。

微濾的過濾原理有3種:篩分、濾餅層過濾、深層過濾 。微濾膜的分離機制十分複雜,影響因素較多。基於現已進行的研究,微濾膜的分離機制為篩孔分離過程,膜的物理結構對分離起決定性作用。

微濾技術的特點

①膜分離過程不發生相變化,因此膜分離技術是一種節能技術。②膜分離過程是在壓力驅動下,在常溫下進行分離,特別適合於對熱敏感物質,如酶、果汁、某些藥品的分離、濃縮、精製等。③膜分離技術適用分離的範圍極廣,從微粒級到微生物菌體,甚至離子級都可以。④膜分離技術以壓力差作為驅動力,因此採用裝置簡單,操作方便 。

套用

目前, 這種分離方法已經廣泛地套用到諸多行業中, 如水處理、電子工業、製藥和生物工程、環境保護、食品、化工及紡織等。

Aquapure微濾作為預處理裝置,其後反滲透的產水量比澄清、過濾預處理系統提高了15%~ 25% 。

微濾技術在中藥提取中的套用主要涉及提取中藥有效成分,製備中藥注射劑,製備中藥口服液,製備中藥浸膏。徐志紅等採用截留相對分子質量為10000的磺化聚醚颯平板超濾膜深度提純銀杏黃酮,從銀杏黃酮質量分數為21.3%的粗原料中得到質量分數為39.2%的產品。張玉忠等採用PES一C型中空纖維膜組件處理雙黃連粉針藥液,經超濾法處理後雙黃連藥液清澈透明,有效成分基本不變,粒度符合標準。另外採用超濾技術可明顯提高口服液的純度和質量。

微濾技術在發酵行業的套用也很廣泛。利用微濾技術可以在常溫下除去啤酒中殘留的細菌,從而可以有效地保持生啤酒的原始風味.同時除去混合發酵液中可能含有的菌啤酒中的懸濁物,包括酒花樹脂、單寧、蛋白質等,改善啤酒的口味和透明度 。

微濾在乳品工業中可以截留脫脂乳中99.99%的細菌、孢子和體細胞 。一方面微濾可以作為巴氏殺菌的預處理工藝來延長液態奶的貨架期;另一方面採用了微濾除菌的ESL奶,保持了牛奶的原汁原味和較高營養價值。

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