切向流超濾是一種廣泛應(yīng)用于生物制藥、食品飲料、水處理等領(lǐng)域的分離純化技術(shù)。該技術(shù)的核心部件是切向流超濾膜包,其工作原理基于膜分離技術(shù),具體包括以下幾個方面:
1、選擇性分離:
切向流超濾膜包中使用的是具有特定孔徑的半透膜,這種膜能夠允許水和溶解的小分子物質(zhì)通過,而較大的分子和懸浮顆粒則被截留。膜的孔徑大小通常以分子量截留值來表示,不同MWCO的膜可用于不同尺寸分子的分離。
2、切向流:在切向流超濾過程中,待處理的料液以一定速度沿膜表面流動,形成切線方向的流動。這種流動方式可以減少物料在膜表面的積累和堵塞,降低膜污染,提高過濾效率。
3、跨膜壓差:料液在泵的推動下沿膜面流動時,會在膜的進料側(cè)和滲透側(cè)之間形成壓力差,即跨膜壓差。這個壓力差是驅(qū)動溶劑和小分子物質(zhì)透過膜的動力。
4、濃縮與透析:小于膜孔徑的分子隨溶劑一起透過膜成為滲透液,而大分子物質(zhì)被截留在進料側(cè),實現(xiàn)濃縮。同時,可以通過加入新鮮的透析液來洗滌截留的大分子,去除其中的雜質(zhì)或小分子物質(zhì)。
5、系統(tǒng)配置:切向流超濾膜包通常包含多個并聯(lián)或串聯(lián)的膜元件,以增加過濾面積,提高處理能力。膜包的設(shè)計要確保流體分布均勻,避免局部過度濃縮導(dǎo)致的膜污染。
6、循環(huán)與控制:料液可以在閉路中循環(huán),通過調(diào)整泵速、溫度、壓力等參數(shù)來控制過濾速率和透析效果。系統(tǒng)通常會配備傳感器和控制器來監(jiān)測和調(diào)節(jié)過程參數(shù)。
切向流超濾膜包的工作原理結(jié)合了物理篩選和流體動力學(xué)原理,通過精準(zhǔn)的膜孔徑設(shè)計和優(yōu)化的流體管理,實現(xiàn)了對目標(biāo)物質(zhì)的有效分離、濃縮和純化。