固-膜分離實驗設備實驗指導書

固-膜別離試驗〔100〕——試驗指導書浙江中控科教儀器設備有限公司固-膜別離試驗設備試驗指導書固-膜別離試驗〔100〕——試驗指導書浙江中控科教儀器設備有限公司固-膜別離試驗一、,包括膜材質、壓力和流量等。

,把握膜組件性能的表征方法。

二、根本原理膜別離是以對組分具有選擇性透過功能的膜為別離介質,通過在膜兩側施加〔或存在〕一種或多種推動力,使原料中的某組分選擇性地優先透過膜,從而到達混合物的別離,并實現產物的提取、濃縮、純化等目的的一種新型別離過程。

其推動力可以為壓力差〔也稱跨膜壓差〕、濃度差、電位差、溫度差等。

膜別離過程有多種,不同的過程所采納的膜及施加的推動力不同,通常稱進料液流側為膜上游、透過液流側為膜下游。

微濾〔〕、超濾〔〕、納濾〔〕與反滲透〔〕都是以壓力差為推動力的膜別離過程,當膜兩側施加肯定的壓差時,可使一局部溶劑及小于膜孔徑的組分透過膜,而微粒、大分子、鹽等被膜截留下來,從而到達別離的目的。

四個過程的主要區分在于被別離物粒子或分子的大小和所采納膜的結構與性能。

~10μ,~;,~;反滲透常被用于截留溶液中的鹽或其他小分子物質,所施加的壓差與溶液中溶質的相對分子質量及濃度有關,通常的壓差在2左右,也有高達10的;介于反滲透與超濾之間的為納濾過程,膜的脫鹽率及操作壓力通常比反滲透低,一般用于別離溶液中相對分子質量為幾百至幾千的物質。

,被膜所截留的通常是顆粒性雜質,可將沉積在膜說明上的顆粒層視為濾餅層,那么其實質與常規過濾過程近似。

本試驗中,以含顆粒的混濁液或懸浮液,經壓差推動通過微濾膜組件,轉變不同的料液流量,觀看透過液測清液狀況。

對于超濾,篩分理論被廣泛用來分析其別離機理。

該理論認為,膜外表具有很多個微孔,這些實際存在的不同孔徑的孔眼像篩子一樣,截留住分子直徑大于孔徑的溶質和顆粒,從而到達別離的目的。

應當指出的是,在有些狀況下,孔徑大小是物料別離的打算因數;但對另一些狀況,膜材料外表的化學特性卻起到了打算性的截留作用。

如有些膜的孔徑既比溶劑分子大,又比溶質分子大,本不應具有截留功能,但令人意外的是,它卻仍具有明顯的別離效果。

由此可見,膜的孔徑大小和膜外表的化學性質將分別起著不同的截留作用。

固-膜別離試驗〔100〕——,膜組件的性能可用截留率〔〕、透過液通量〔〕和溶質濃縮倍數〔〕來表示。

〔1—1〕式中,-截流率;-原料液的濃度,3;-透過液的濃度,3。

對于不同溶質成分,在膜的正常工作壓力和工作溫度下,截留率不盡相同,因此這也是工業上選擇膜組件的根本參數之一。

1—2式中,-透過液通量,2-透過液的體積,;-膜面積,2;-別離時間,。

其中,,即透過液的體積流量,在把透過液作為產品側的某些膜別離過程中〔如污水凈化、海水淡化等〕,該值用來表征膜組件的工作力量。

一般膜組件出廠,均有純水通量這個參數,即用日常自來水〔明顯鈣離子、鎂離子等成為溶質成分〕通過膜組件而得出的透過液通量。

1—3式中,—溶質濃縮倍數;-濃縮液的濃度,3;-透過液的濃度,3。

該值比擬了濃縮液和透過液的別離程度,在某些以獵取濃縮液為產品的膜別離過程中〔如大分子提純、生物酶濃縮等〕,是重要的表征參數。

固-膜別離試驗〔100〕——試驗指導書浙江中控科教儀器設備有限公司三、試驗裝置與流程本試驗裝置均為科研用膜,透過液通量和最大工作壓力均低于工業現場實際使用狀況,試驗中不行將膜組件在超壓狀態下工作。

主要工藝參數如表1-1膜組件膜材料膜面積2最大工作壓力微濾〔〕〔〕-1膜別離裝置主要工藝參數對于微濾過程,可選用1%濃度左右的碳酸鈣溶液,或100目左右的雙飛粉配成2%左右的懸浮液,作為試驗采納的料液。

透過液用燒杯接取,觀看它隨料液濃度或流量變化,透過液側清亮程度變化。

本裝置中的超濾孔徑可別離分子量5萬級別的大分子,醫藥科研上常用于截留大分子蛋白質或生物酶。

作為演示試驗,-%的水溶液作為料液,濃度分析采納紫外分光光度計,即分別取各樣品在紫外分光光度計下280處吸光度值,然后比擬相對數值即可〔也可事先作出濃度-吸光度標準曲線供查值〕。

該物料泡沫較多,分析時取底下液體即可。

圖1-1膜別離流程示意圖固-膜別離試驗〔100〕——試驗指導書浙江中控科教儀器設備有限公司1-料液灌;2-磁力泵;3-泵進口閥;4-泵回流閥;5-預過濾器;6-濾前壓力表;7-超濾進口閥;8-微濾進口閥;9-超濾膜;10-微濾膜;11-濾后壓力表;12-超濾清液出口閥;13-微濾濾液出口閥;14-濃液流量計;15-清液流量計;16-清液灌;17-濃液灌;18-排水閥四、試驗步驟微濾在原料液儲槽中加滿料液后,翻開低壓料液泵回流閥和低壓料液泵出口閥,翻開微濾料液進口閥和微濾清液出口閥,那么整個微濾單元回路已暢通。

在掌握柜中翻開低壓料液泵開關,可觀看到微濾、超濾進口壓力表顯示讀數,通過低壓料液泵回流閥和低壓料液泵出口閥,掌握料液通入流量從而保證膜組件在正常壓力下工作。

轉變濃液液轉子流量計流量,可觀看到清液濃度變化。

超濾在原料液儲槽中加滿料液后,翻開低壓料液泵回流閥和低壓料液泵出口閥,翻開超濾料液進口閥、超濾清液出口閥和濃液出口閥,那么整個超濾單元回路已暢通。

在掌握柜中翻開低壓料液泵開關,可觀看到微濾、超濾進口壓力表顯示讀數,通過低壓料液泵回流閥和低壓料液泵出口閥,掌握料液通入流量從而保證膜組件在正常壓力下工作。

通過濃液轉子流量計,轉變濃液流量,可觀看到對應壓力表讀數轉變,并在流量穩定時取樣分析。

考前須知每個單元別離過程前,均應用清水徹底清洗該段回路,方可進行料液試驗。

清水清洗管路可照舊按試驗單元回路,對于微濾組件那么可拆開膜外殼,直接清洗濾芯,對于另一個膜組件那么不行翻開,否那么膜組件和管路重新連接后可能造成漏水狀況發生。

整個單元操作結束后,先用清水洗完管路,-1%濃度的甲醛溶液,經磁力泵逐個將愛護液打入各膜組件中,使膜組件浸泡在愛護液中。

以超濾膜加愛護液為例,說明該步操作如下:翻開磁力泵出口閥和泵回流閥,掌握愛護液進入膜組件壓力也在膜正常工作下;翻開超濾進口閥,那么超濾膜浸泡在愛護液中;翻開清液回流閥、清液出口閥,并調整清液流量計開度,可觀看到愛護液通過清液排空軟管溢流回愛護液儲槽中;調整濃液流量計開度,可觀看到愛護液通過濃液排空軟管溢流回愛護液儲槽中。

對于長期使用的膜組件,其吸附雜質較多,或者濃差極化明顯,那么膜別離性能顯著下降。

對于預過濾和微濾組件,實行更換新內芯的手段;對于超濾、納濾和反滲透組件,一般先實行反清洗手段,即將低濃度的料液溶液逆向進入膜組件,同時關閉濃液出口閥,使料液反向通過膜內芯而從物料進口側出液,在這個過程中,料液可溶解局部溶質而削減膜的吸附。

假設反清洗后膜組件仍無法回復別離性能〔如根本的截留率顯著下降〕,那么外表膜組件使用壽命已到終點,需更換新內芯。

固-膜別離試驗〔100〕——試驗指導書浙江中控科教儀器設備有限公司附:膜組件工作性能與維護要求本裝置中的全部膜組件均為科研用膜〔工業上膜組件的使用壽命因別離物系不同而受影響〕,為使其能較長時間的保持正常別離性能,請留意其正常工作壓力、工作溫度,并選取相宜濃度的物料,并作好保養工作。

〔1〕系統要求最高工作溫度:50℃正常工作溫度:5-45℃〔2〕膜組件性能預濾組件:濾芯材料為聚丙稀混纖,孔徑5μ〔3〕“試驗指導書〞和系統流程,特殊要留意各種膜組件的正常工作壓力與溫度。

,先用清水進料10-20分鐘,洗去膜組件內的愛護劑〔為一些外表活性劑或高分子物質,對膜組件孔徑定型用〕。

〔即本試驗裝置中的預過濾器〕,防止硬顆粒混入而劃破膜組件。

,必需對膜組件