調(diào)節(jié) pH:通過添加酸(如硫酸)或堿(如 NaOH)破壞表面活性劑的電離平衡,削弱乳化穩(wěn)定性(如 pH 調(diào)至 2~3 或 10~12)。
溫度控制:適當(dāng)升溫(40~60℃)降低油相黏度,促進(jìn)油滴聚結(jié),但需避免超過膜耐受溫度(陶瓷膜通常耐溫≤300℃)。
操作參數(shù):
轉(zhuǎn)速:1500~2500 轉(zhuǎn) / 分鐘,剪切力強(qiáng)度與膜污染控制平衡。
跨膜壓力:0.1~0.3MPa(微濾)或 0.3~0.6MPa(超濾),避免高壓導(dǎo)致膜損傷。
循環(huán)流量:保證錯流速度 1~3m/s,維持膜表面流體湍流狀態(tài)。
分離過程:
乳化油在旋轉(zhuǎn)膜表面被剪切力破壞,小分子水和可溶性物質(zhì)透過膜孔形成濾液,油滴、雜質(zhì)被截留并隨濃縮液循環(huán)。
濃縮倍數(shù)根據(jù)需求調(diào)整,通??蓪⒂拖酀舛葟?0.1%~1% 濃縮至 10%~30%。
濾液處理:透過液含少量殘留有機(jī)物,可經(jīng)活性炭吸附或生化處理后達(dá)標(biāo)排放,或回用于生產(chǎn)工序。
濃縮液回收:濃縮油相可通過離心、蒸餾等方法進(jìn)一步提純,回收的油可作為燃料或原料回用,降低處理成本。
替代濾芯減少固廢,替代離心機(jī)避免漏料。二維材料(石墨烯)濃縮中動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備圖片
膜類型:100 nm 孔徑陶瓷微濾膜;
轉(zhuǎn)速:2000 rpm,錯流流速 1.2 m/s;
濃縮倍數(shù):從固含量 5% 濃縮至 30%,通量維持 20 L/(m2?h);
洗濾工藝:通過添加去離子水進(jìn)行錯流洗濾,去除 95% 以上的 SO?2?離子。
母液預(yù)處理:LiPF?合成母液(含 LiPF? 100 g/L、HF 5 g/L、碳酸酯溶劑)經(jīng)靜置分層,去除不溶物;
旋轉(zhuǎn)納濾濃縮:使用截留分子量 500 Da 的有機(jī)納濾膜,在 0.5-1.0 MPa 壓力下,截留 LiPF?(純度提升至 99.5%),透過液為含 HF 的溶劑(可回收處理);
結(jié)晶與干燥:濃縮后的 LiPF?溶液經(jīng)冷卻結(jié)晶、離心分離,得到電池級 LiPF?晶體(純度≥99.9%)。
關(guān)鍵優(yōu)勢:納濾過程中旋轉(zhuǎn)剪切力抑制 LiPF?晶體在膜面的析出,膜通量比傳統(tǒng)靜態(tài)納濾提高 40%,HF 去除率達(dá) 99%。
初始分散液固含量 10%,目標(biāo)濃縮至 50%;
采用 0.2 μm 陶瓷微濾膜,轉(zhuǎn)速 2500 rpm,配合反向沖洗(每 30 分鐘一次);
濃縮后粉體粒徑分布更均勻(D50 從 5 μm 降至 3 μm),分散劑殘留量 < 0.1%,滿足鋰電池隔膜填料的高純度要求。 三元前驅(qū)體制備中動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備簡介開放式流道設(shè)計容納濃粘物質(zhì),避免堵塞,實(shí)現(xiàn)粗濾精濾一體化。
在多肽類物料的提取過程中,若原濃度較高或需要進(jìn)行高倍濃縮,旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備(如動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備)可憑借其獨(dú)特的工作原理和技術(shù)優(yōu)勢實(shí)現(xiàn)高效分離與濃縮。
旋轉(zhuǎn)膜設(shè)備憑借動態(tài)錯流與旋轉(zhuǎn)剪切力的協(xié)同作用,在高濃度或高倍濃縮多肽物料的提取中展現(xiàn)出明顯優(yōu)勢,既能保持多肽活性,又能高效去除雜質(zhì),提升濃縮倍數(shù)和生產(chǎn)效率,是醫(yī)藥、食品等行業(yè)多肽類產(chǎn)品工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵技術(shù)之一。未來隨著膜材料(如復(fù)合陶瓷膜)和智能化控制技術(shù)的升級,其應(yīng)用場景將進(jìn)一步拓展。
膜污染控制:高濃度多肽易在膜表面形成吸附層,需定期使用蛋白酶溶液(如胰蛋白酶)或表面活性劑進(jìn)行化學(xué)清洗,恢復(fù)膜通量至初始值的 90% 以上。
能耗優(yōu)化:通過變頻控制旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速,在保證膜通量的前提下降低能耗(如轉(zhuǎn)速從 3000 轉(zhuǎn) / 分鐘降至 2000 轉(zhuǎn) / 分鐘,能耗減少 20%,通量只下降 5%)。
工藝集成:與超濾、納濾等其他膜技術(shù)聯(lián)用,實(shí)現(xiàn)多肽的分級分離與精制,進(jìn)一步提高產(chǎn)品附加值。 陶瓷膜由氧化鋁、氧化鋯等制成,耐高溫、耐腐蝕,機(jī)械強(qiáng)度優(yōu)異。
在高濃度、高黏度(高濃粘)物料的分離濃縮領(lǐng)域,傳統(tǒng)過濾技術(shù)常因通量衰減快、易堵塞、能耗高等問題受限,而旋轉(zhuǎn)陶瓷膜動態(tài)錯流技術(shù)憑借其獨(dú)特的抗污染機(jī)制和材料特性,成為該類復(fù)雜體系的高效解決方案。以下從應(yīng)用場景、技術(shù)優(yōu)勢、典型案例及關(guān)鍵技術(shù)要點(diǎn)展開分析:
1. 物料特性高濃度:固相含量通?!?%(如發(fā)酵液菌體濃度 10~20 g/L、食品漿料固含量 15%~30%),或溶質(zhì)濃度高(如高分子聚合物溶液)。高黏度:黏度可達(dá) 100~1000 mPa?s(如水基油墨、果膠溶液、淀粉糊),甚至更高(如生物多糖溶液),流動阻力大。復(fù)雜組分:常含膠體、蛋白質(zhì)、微生物、有機(jī)大分子等,易形成凝膠層或黏性濾餅。
2. 傳統(tǒng)技術(shù)的局限性死端過濾:高黏度導(dǎo)致流速極慢,顆??焖俣逊e堵塞濾孔,通量衰減至初始值的 10%~30%。靜態(tài)膜過濾:濃差極化嚴(yán)重,黏度升高加劇傳質(zhì)阻力,需頻繁化學(xué)清洗(周期≤4 小時),膜壽命短。離心 / 壓濾:高黏度體系能耗劇增(離心功率隨黏度平方增長),且固相脫水困難,需添加助濾劑,增加成本和二次污染風(fēng)險。 旋轉(zhuǎn)陶瓷膜動態(tài)錯流設(shè)備通過 “低轉(zhuǎn)速 + 溫控 + 流場優(yōu)化” 的協(xié)同策略,可解決溫敏性菌體物料的失活與剪切破壞。湖北靠譜的旋轉(zhuǎn)陶瓷膜實(shí)驗(yàn)型設(shè)備
處理高粘度物料(如明膠溶液)時,通量可達(dá) 500L/(m2?h),是傳統(tǒng)膜的 2-3 倍。二維材料(石墨烯)濃縮中動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備圖片
展望未來,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜動態(tài)錯流過濾技術(shù)有望在更多領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)突破和廣泛應(yīng)用。在生物醫(yī)藥領(lǐng)域,隨著對藥品純度和質(zhì)量要求的不斷提高,該技術(shù)可用于生物活性物質(zhì)的提取、濃縮和純化,為藥品研發(fā)和生產(chǎn)提供更高效、準(zhǔn)確的分離手段。在新能源領(lǐng)域,如鋰電池生產(chǎn)過程中,對于漿料的過濾和回收,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜技術(shù)能夠提高資源利用率,降低生產(chǎn)成本。在海水淡化領(lǐng)域,利用其耐鹽、耐腐蝕等特性,有望提升海水淡化效率和水質(zhì)。隨著技術(shù)的不斷完善和成本的降低,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜動態(tài)錯流過濾技術(shù)將在推動各行業(yè)可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮更為重要的作用,為解決全球性的資源、環(huán)境等問題貢獻(xiàn)力量。旋轉(zhuǎn)陶瓷膜動態(tài)錯流過濾技術(shù)憑借其獨(dú)特的原理和明顯的優(yōu)勢,在多個領(lǐng)域展現(xiàn)出巨大的應(yīng)用潛力。盡管面臨一些挑戰(zhàn),但通過不斷的技術(shù)創(chuàng)新和優(yōu)化,其未來發(fā)展前景廣闊,將持續(xù)為工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究帶來新的機(jī)遇和變革。二維材料(石墨烯)濃縮中動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備圖片