微孔過濾技術(shù)

時(shí)間：2023-03-24 06:06:30來(lái)源：food欄目：食品快速檢測(cè) 閱讀：

微孔過濾技術(shù)

[db:作者] / 2023-02-08 00:00

典型的膜分離技術(shù)有微孔過濾(MF)、超濾(UF)、納濾(NF)、反滲透(RO)、滲析(D)、電滲析(ED)、離子交換膜、液膜(LM)及滲透蒸發(fā)(PV)等，物質(zhì)微粒的大小、膜過程與膜機(jī)理的基本對(duì)應(yīng)關(guān)系如圖10-25所示，下面分別介紹。

微孔過濾技術(shù)

(1)微孔過濾和微孔膜的特點(diǎn)

微孔過濾技術(shù)始于19世紀(jì)中葉，是以靜壓差為推動(dòng)力，利用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的“篩分”作用進(jìn)行分離的膜過程。實(shí)施微孔過濾的膜稱為微孔膜。

微孔膜是均勻的多孔薄膜，厚度90～150μm，過濾粒徑0.025～10μm，操作壓0.01～0.2MPa。到目前為止，國(guó)內(nèi)外商品化的微孔膜約有13類，總計(jì)400多種。

微孔膜的主要優(yōu)點(diǎn)為：①孔徑均勻，過濾精度高，能將液體中所有大于制定孔徑的微粒全部截留；②孔隙大，流速快，一般微孔膜的孔密度為107孔/cm2，微孔體積占膜總體積的70%～80%，由于膜很薄，阻力小，其過濾速度較常規(guī)過濾介質(zhì)快幾十倍；③無(wú)吸附或少吸附，微孔膜厚度一般為90～ 150μm，因而吸附量很少，可忽略不計(jì)；④無(wú)介質(zhì)脫落，微孔膜為均一的高分子材料，過濾時(shí)沒有纖維或碎屑脫落，因此能得到高純度的濾液。微孔膜的缺點(diǎn)：①顆粒容量較小，易被堵塞；②使用時(shí)必須有前道過濾的配合，否則無(wú)法正常工作。

圖10-25 物質(zhì)微粒的大小、膜過程與膜機(jī)理的基本對(duì)應(yīng)關(guān)系

用于制作微濾膜的材料很多，有尼龍、聚丙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚酯等合成高分子物質(zhì)，還有玻璃纖維、多孔玻璃、硝酸纖維(CN)、醋酸纖維(CA)等，其孔徑、膜厚和耐藥性等的選擇范圍較廣。超濾膜為多孔膜，微濾膜為微多孔膜，膜孔形狀根據(jù)膜的材料而有不同，有圓形和長(zhǎng)方形。近年來(lái)開發(fā)了用陶瓷或金屬微粒子燒結(jié)而成的膜，還有像多孔玻璃經(jīng)酸處理而成的圓孔膜等。

微濾膜的性能也表現(xiàn)為截留粒子的大小，膜性能指標(biāo)可用孔徑(通常用最大氣孔徑)表示。國(guó)外及我國(guó)生產(chǎn)的部分微濾膜規(guī)格及性能分別見表10-6和表10-7。

表10-6 國(guó)外部分微濾膜的規(guī)格和性能

表10-7 我國(guó)生產(chǎn)和研制的部分微濾膜的性能

(2)微孔過濾技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域

用微濾膜對(duì)具有一定濁度的液/固進(jìn)行分離，得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。微濾膜表面均勻分布的許多微孔能將大于孔徑的微粒、細(xì)菌、污染物截留在濾膜表面，達(dá)到凈化、分離等目的。微濾膜的孔徑和微孔分布的均勻性可以精確控制和預(yù)先測(cè)定，濾膜使用時(shí)可以預(yù)估其截留效果，作為微濾膜過程的核心材料，微濾已在眾多固/液、固/氣分離領(lǐng)域獲得應(yīng)用。除此之外，微濾膜也常用作超濾、納濾、反滲透等膜過程的前處理，在液態(tài)混合物和固態(tài)混合物分離方面，微孔過濾技術(shù)目前主要在以下方面得到應(yīng)用。

①微粒和細(xì)菌的過濾可用于水的高度凈化、食品和飲料的除菌、處理油田采出水，還可用于油田注水、藥液的過濾、發(fā)酵工業(yè)的空氣凈化和除菌等。

②微粒和細(xì)菌的檢測(cè)微孔膜可作為微粒和細(xì)菌的富集器，從而進(jìn)行微粒和細(xì)菌含量的測(cè)定。

③氣體、溶液和水的凈化大氣中懸浮的塵埃、纖維、花粉、細(xì)菌、病毒等；溶液和水中存在的微小固體顆粒和微生物，都可借助微孔膜去除。

④食糖與酒類的精制微孔膜對(duì)食糖溶液和啤、黃酒等酒類進(jìn)行過濾，可除去食糖中的雜質(zhì)、酒類中的酵母、霉菌和其他微生物，提高食糖的純度和酒類產(chǎn)品的清澈度，延長(zhǎng)存放期。由于是常溫操作，不會(huì)使酒類產(chǎn)品變味。

⑤藥物的除菌和除微粒以前藥物的滅菌主要采用熱壓法。但是熱壓法滅菌時(shí)，細(xì)菌的尸體仍留在藥品中。而且對(duì)于熱敏性藥物，如胰島素、血清蛋白等不能采用熱壓法滅菌。對(duì)于這類情況，微孔膜有突出的優(yōu)點(diǎn)，經(jīng)過微孔膜過濾后，細(xì)菌被截留，無(wú)細(xì)菌尸體殘留在藥物中。常溫操作也不會(huì)引起藥物的受熱破壞和變性。許多液態(tài)藥物，如注射液、眼藥水等，用常規(guī)的過濾技術(shù)難以達(dá)到要求，必須采用微濾技術(shù)。

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