?。?)濾速與濾材或?yàn)V餅毛細(xì)管半徑(r)成正比,毛細(xì)管半徑對(duì)堅(jiān)固非壓縮性濾渣層有一定值,而對(duì)軟的易變形的濾渣層,若孔隙變小,阻力增大,濾速變慢。對(duì)可壓縮性濾渣,常在料液中加入助濾劑,以減少濾餅的阻力。
?。?)濾速與毛細(xì)管長度(l)成反比,故沉積的濾渣層愈厚,則濾速愈慢。因此,料液經(jīng)預(yù)處理,可減少濾渣層的厚度。采用報(bào)考濾過的效果較靜態(tài)濾過好。
?。?)濾速與料液粘度(η)成反比,粘稠性愈大,濾速愈慢。因此,常采用趁熱濾過或保溫濾過。同時(shí),應(yīng)先濾清液,后濾稠液。對(duì)粘性物料常在料液中加助濾劑,以降低粘度。
?。?)薄膜濾過法:以薄膜為濾過介質(zhì),按所能截留的微粒最小粒徑,其濾過操作可分為三類:①微孔濾過。②超濾。③反滲透。下面簡要介紹前兩類。
?、傥⒖诪V膜濾過(microfiltration,MF):透過溶液而截留懸浮顆粒,所截留的粒徑范圍為0.02~10μm,用以濾除細(xì)菌和細(xì)小的懸浮顆粒。生產(chǎn)中主要用于精濾,如水針劑及大輸液的濾過;熱敏性藥物的除菌凈化;制備高純水。也可用于液體中微粒含量的分析和無菌空氣的凈化等。
微孔濾膜濾過的特點(diǎn):微孔濾膜的孔徑比較均勻,孔隙率高,占薄膜總體積約80%,故濾速快;濾膜質(zhì)地?。∣.1~O.15mm),對(duì)料液的濾過阻力小,且吸附少;濾過時(shí)無介質(zhì)脫落,對(duì)藥液不污染;易堵塞,故料液必須先經(jīng)預(yù)濾處理。
微孔濾膜的種類較多,常用的有如下幾種。
其一,混合纖維素酯微孔濾膜,由硝酸纖維素和醋酸纖維素制成。國產(chǎn)品孔徑為O.2~1.2μm。適用于水溶液、空氣、油類、酒類除去微粒和細(xì)菌。不耐酸堿,若PH11以上膜水解破裂,2%吐溫-80對(duì)其有顯著影響,溶于有機(jī)溶劑??捎?2O℃、3O分鐘熱壓滅菌。
其二,耐溶劑專用微孔濾膜,除無水乙醇、甲酸乙酯、二氯乙烷、酮類外,有耐溶劑性??勺鳛樗嵝?、堿性溶液,一般溶液的濾過。
其三,聚四氟乙烯微孔濾膜,用于濾過酸性、堿性、有機(jī)溶劑的液體??赡?00℃高溫。
其四,其他還有硝酸纖維素、醋酸纖維素、聚酰胺、聚氯乙烯、聚礬、聚碳酸酯、聚酯、聚丙烯腈、聚乙烯醇醛等多種濾膜。
?、诔瑸V(Ultrafiltration,UF):在透過溶劑的同時(shí),透過小分子溶質(zhì),截留大分子溶質(zhì)。截留的粒徑范圍為1~20nm,相當(dāng)于分子量為300~30000O的各種蛋白質(zhì)分子和相應(yīng)粒徑的膠體微粒。所以,超濾是在nm數(shù)量級(jí)(nm=10-9m)進(jìn)行選擇性濾過的技術(shù)。
超濾膜的孔徑規(guī)格,一般以分子量截留值為指標(biāo)。例如,分子量截留值為1萬的膜,應(yīng)將溶液中1萬分子量以上的溶質(zhì)絕大多數(shù)(>90%)截留在超濾膜前。但是,實(shí)際上溶質(zhì)分子是否能夠通過濾膜或通過的多少,還與分子形態(tài)、溶液條件及膜的孔徑分布差異等有關(guān)。因此,截留值只是一個(gè)名義值,它會(huì)因不同溶液有差異。
超濾濾過的特點(diǎn):超濾與其他濾過的顯著不同點(diǎn)是易出現(xiàn)濃度極化現(xiàn)象。所謂“濃度極化”是指不以濃度差為推動(dòng)力的傳質(zhì)過程中出現(xiàn)的濃度分布現(xiàn)象。對(duì)一般溶液來說,在超濾過程中,溶劑透過膜時(shí)所挾帶的溶質(zhì),受到膜的阻攔,在膜前積累起來,形成高濃度區(qū),于是這些溶質(zhì)以濃度差為推動(dòng)力,借濃度差擴(kuò)散的方式返回料液主體,結(jié)果提高了溶質(zhì)通量,即降低了膜的截留性能,對(duì)于濃溶液來說,濃度極化使膜表面的溶液濃度提高,由于蛋白質(zhì)、多糖等有親水基團(tuán)的大分子溶質(zhì)在膜表面可形成凝膠層,起到次級(jí)膜的作用,對(duì)溶劑的流動(dòng)產(chǎn)生阻力。這時(shí)再增加操作壓力,并不能增加超濾溶劑的通量,只能使凝膠層增厚,所增加的壓力差都消耗于克服增厚的凝膠層的流動(dòng)阻力。為了減輕濃度極化的不利影響,可采用強(qiáng)化攪拌,提高流速,薄層層流等措施降低邊界層和凝膠層厚度,使溶劑通量處于合理水平。
超濾的應(yīng)用。在醫(yī)藥工業(yè)和生物化工中用于藥物、注射劑的精制;蛋白質(zhì)、酶、核酸、多糖類藥物的超濾濃縮;蛋白質(zhì)和酶類制劑的超濾脫鹽;不同分子量的生化藥物用串聯(lián)式超濾裝置進(jìn)行分級(jí)分離和純化;還可以與發(fā)酵、酶化學(xué)反應(yīng)聯(lián)用;對(duì)于不能用高壓消毒滅菌的制劑用超濾除菌更為適宜。在食品工業(yè)中用于酒類和飲料的濾過,使產(chǎn)品清流澈透明。電子工業(yè)中用于高純水的最終處理。環(huán)保工程方面用于工業(yè)排放水的處理及回收有用物質(zhì)等。