生物制药学——第十一章-膜分离技术.ppt

第十一章第十一章 膜分离膜分离技术技术1过滤技术过滤技术是生物药物制造工艺中应用最广泛是生物药物制造工艺中应用最广泛的分离手段之一。的分离手段之一。原始阶段：固原始阶段：固-液分离。液分离。薄膜过滤：分子（离子）级的过滤分离。薄膜过滤：分子（离子）级的过滤分离。透析透析、超滤超滤、反渗透反渗透、电渗析电渗析 等。等。在保证足够高的分辨率基础上，在保证足够高的分辨率基础上，追求尽可能快的过滤速率。追求尽可能快的过滤速率。概概 述述膜的应用膜膜海水淡化海水淡化工业废水处理工业废水处理 城市废水资源化城市废水资源化天然气天然气生生物质利用物质利用能源能源水水资源资源传统工业传统工业生态环境生态环境除尘除尘COCO2 2 控制控制制制 药药食品食品 化工与石化化工与石化 电电 子子冶冶 金金燃料电池燃料电池洁净燃烧洁净燃烧膜的用途膜的用途浓缩：浓缩：目的产物以低浓度形式存在，因目的产物以低浓度形式存在，因此需要除去溶剂；（截留物为产物）此需要除去溶剂；（截留物为产物）纯化：纯化：除去杂质；除去杂质；分离：分离：将混合物分成两种或多种目的产将混合物分成两种或多种目的产物；物；反应促进：反应促进：把化学反应或生化反应的产把化学反应或生化反应的产物连续取出，能提高反应速率或提高产物连续取出，能提高反应速率或提高产品质量。品质量。膜分离技术膜分离技术膜分离技术膜分离技术概念：概念：利用膜的选择性，以膜两侧存在的能量利用膜的选择性，以膜两侧存在的能量差作为推动力，差作为推动力，允许某些组分透过而保留混合允许某些组分透过而保留混合物中其它组分，从而达到分离目的的技术。物中其它组分，从而达到分离目的的技术。5膜分离技术的发展简史膜分离技术的发展简史:v人类对于膜现象的研究源于人类对于膜现象的研究源于17481748年，然而年，然而认识到膜的功能并用于为人类服务，却经历认识到膜的功能并用于为人类服务，却经历了了200200多年的漫长过程。多年的漫长过程。v人们对膜进行科学研究则是近几十年来的人们对膜进行科学研究则是近几十年来的事。事。19501950年年W.W.JudaJuda试制出试制出选择透过性能选择透过性能的离的离子交换膜，奠定了子交换膜，奠定了电渗析电渗析的实用化基础。的实用化基础。1960 1960年年LoebLoeb和和SourirajanSourirajan制备出第一张具有制备出第一张具有高透水性和高脱盐率的高透水性和高脱盐率的不对称膜不对称膜，是，是膜分离技膜分离技术发展的一个里程碑。术发展的一个里程碑。使膜分离技术进入了大使膜分离技术进入了大规模工业化应用的时代。规模工业化应用的时代。7各种膜分离技术：各种膜分离技术：v3030年代年代微孔过滤微孔过滤v4040年代年代透析透析v5050年代年代电渗析电渗析v6060年代年代反渗透反渗透v此外以膜为基础的其它新型分离过程，以此外以膜为基础的其它新型分离过程，以及及膜分离与其它分离过程结合膜分离与其它分离过程结合的的集成过程集成过程(Integrated Membrane Process)(Integrated Membrane Process)也日益得到重视也日益得到重视和发展。和发展。v7070年代年代超滤超滤和和液膜液膜v8080年代年代气体分离气体分离v9090年代年代渗透汽化渗透汽化 分离膜种类分分离离膜膜高分子膜高分子膜液体膜液体膜生物膜生物膜带电膜带电膜非带电膜非带电膜阳离子膜阳离子膜阴离子膜阴离子膜过滤膜过滤膜精密过滤膜精密过滤膜超滤膜超滤膜反渗透膜反渗透膜纳米滤膜纳米滤膜常见膜分离方法常见膜分离方法按分离粒子大小分类：按分离粒子大小分类：透析（透析（DialysisDialysis，DSDS）微滤（微滤（MicrofiltrationMicrofiltration，MFMF）超滤（超滤（UltrafiltrationUltrafiltration，UFUF）纳滤（纳滤（NanofiltrationNanofiltration，NFNF）反渗透（反渗透（Reverse osmosisReverse osmosis，RORO）电渗析（电渗析（ElectrodialysisElectrodialysis，EDED）渗透气化（渗透气化（PervaporationPervaporation，PVPV）11微滤：微滤：0.020.0210 10 m m透析：透析：3000 Dalton3000 Dalton几万几万DaltonDalton超滤：超滤：5050 nmnm100100 nm nm 或或 500050005050万万DaltonDalton纳滤：纳滤：20020010001000DaltonDalton或或1 nm1 nm反渗透：反渗透：200 Dalton200 Dalton几种膜分离技术的截留分子量：几种膜分离技术的截留分子量：12膜分离法与物质大小（直径）的关系膜分离法与物质大小（直径）的关系RONFUFMFF 微滤微滤(MF)(MF)超滤超滤超滤超滤 (UF)(UF)(UF)(UF)反渗透反渗透反渗透反渗透(RO)(RO)(RO)(RO):微粒子微粒子微粒子微粒子 :大分子大分子大分子大分子 :小分子小分子小分子小分子 ：溶剂：溶剂：溶剂：溶剂 胶体胶体胶体胶体 病毒病毒病毒病毒 糖蛋白糖蛋白糖蛋白糖蛋白 无机盐无机盐无机盐无机盐几种静压差膜分离法应用比较几种静压差膜分离法应用比较膜分离的特点膜分离的特点：无相变、低能耗无相变、低能耗 物理过程，污染小物理过程，污染小工艺简单、操作方便工艺简单、操作方便多数情况选择性较高多数情况选择性较高浓缩与纯化同时进行浓缩与纯化同时进行设备易放大，可以分批设备易放大，可以分批 或连续操作或连续操作浓缩液浓缩液进料液进料液渗渗透透液液因而在生物产品的处理中占有重要地位因而在生物产品的处理中占有重要地位利用亲水膜，以利用亲水膜，以浓度差浓度差为推动力，使高为推动力，使高分子溶液中的分子溶液中的小分子溶质小分子溶质（如无机盐）（如无机盐）透过膜透过膜向水渗透的过程。向水渗透的过程。16第一节第一节 透透 析析水分子水分子大分子大分子小分子小分子透析膜透析膜u特点：特点：用于分离两类分子量差别较大的物用于分离两类分子量差别较大的物质质（1 110103 3以下的小分子与大分子的分离）以下的小分子与大分子的分离）。以。以浓度差浓度差为推动力（为推动力（扩散扩散），膜透过通），膜透过通量很小，不适于大规模生物分离过程，多量很小，不适于大规模生物分离过程，多在实验室中应用。在实验室中应用。u应用最早的膜分离技术（应用最早的膜分离技术（18611861）。）。u早期：动物源半透膜。早期：动物源半透膜。u1919thth 30s30s，硝化纤维膜，硝化纤维膜u赛珞玢（玻璃纸）赛珞玢（玻璃纸）透析法的应用u脱盐、去除变性剂、还原剂之类的小分子脱盐、去除变性剂、还原剂之类的小分子杂质；杂质；u也用于置换样品缓冲液；也用于置换样品缓冲液；u在临床上常用于肾衰竭患者的血液透析。在临床上常用于肾衰竭患者的血液透析。18蛋白质、无机盐蛋白质、无机盐 无机盐无机盐缓冲液缓冲液脱盐脱盐：透析用于除去大分子溶液中的小分：透析用于除去大分子溶液中的小分子物质。子物质。透析平衡透析平衡：对溶液中小分子成分进行缓慢：对溶液中小分子成分进行缓慢的改变（透析结晶）。的改变（透析结晶）。保留液保留液：供试样品液，主要成分为大分子：供试样品液，主要成分为大分子物质，试验过程中需要留下的物质。物质，试验过程中需要留下的物质。渗出液渗出液：透析完成后弃去的液体。：透析完成后弃去的液体。蛋白质透析蛋白质透析 透析袋透析简单装置。透析袋透析简单装置。A:A:透析夹，透析夹，B:B:透析，透析，C:C:透析示意图透析示意图 一、透析膜一、透析膜材料：材料：禽类嗉囊、兽类膀胱、羊皮纸、禽类嗉囊、兽类膀胱、羊皮纸、赛赛珞玢（玻璃纸）珞玢（玻璃纸）、硝化纤维膜等。、硝化纤维膜等。形式：形式：平膜、管状膜。平膜、管状膜。制作透析膜的高聚物应具有的特点：制作透析膜的高聚物应具有的特点：（1 1）具有一定孔径）具有一定孔径 在溶剂介质中形成分子筛薄膜在溶剂介质中形成分子筛薄膜 （亲水性）（亲水性）（2 2）化学惰性）化学惰性 不发生化学变化或溶解现象不发生化学变化或溶解现象（3 3）良好的物理性能）良好的物理性能 强度、柔韧性、再生性强度、柔韧性、再生性二、透析方法及装置二、透析方法及装置1.旋转透析器旋转透析器2.平面透析器平面透析器3.连续透析器连续透析器4.浅流透析器浅流透析器第二节第二节 超滤技术超滤技术26 以压力为推动力以压力为推动力，利用，利用超滤膜超滤膜不同孔径对不同孔径对液体中溶质进行分离的物理筛分过程。其截液体中溶质进行分离的物理筛分过程。其截断分子量一断分子量一 般为般为60006000到到 500 000500 000，孔径为几，孔径为几十十nmnm，操作压，操作压0.2-0.6MPa0.2-0.6MPa。优点：优点：没有相转移没有相转移无需添加任何强烈化学物质无需添加任何强烈化学物质可以低温操作可以低温操作过滤速度快过滤速度快便于无菌处理便于无菌处理一、超滤的特征和用途超滤应用超滤应用u大分子物质的脱盐和浓缩大分子物质的脱盐和浓缩u大分子物质溶剂系统的交换平衡大分子物质溶剂系统的交换平衡u大分子物质的分级分离大分子物质的分级分离u小分子物质的纯化小分子物质的纯化u清洗细胞、纯化病毒清洗细胞、纯化病毒u除病毒、热源除病毒、热源2829蛋白酶液蛋白酶液超滤过程示意图：超滤过程示意图：恒流泵恒流泵平板式平板式超滤膜超滤膜 P出出背压阀背压阀 P进进透出液透出液截留液截留液二、超滤膜1 1、超滤膜的构造、超滤膜的构造 各向异性扩散膜：皮肤层、支持层 喇叭口滤膜形状：平面膜、中空纤维膜、螺旋卷膜、组合式板膜、管状膜等提高过滤速度提高过滤速度：孔道数（：孔道数（n n）多、孔隙长度（多、孔隙长度（L L）小。）小。流速与膜轻度之间存在矛盾！流速与膜轻度之间存在矛盾！2 2、超滤膜的制造、超滤膜的制造材料材料：纤维素硝酸酯（或醋酸酯）、芳：纤维素硝酸酯（或醋酸酯）、芳香酰胺纤维（尼龙）、芳香聚砜、丙烯香酰胺纤维（尼龙）、芳香聚砜、丙烯腈腈-氯乙烯共聚物等。氯乙烯共聚物等。制膜方法制膜方法：水凝冻法水凝冻法、喷涂法或浮贴、喷涂法或浮贴、无辉放电法、烧结或粘结法。无辉放电法、烧结或粘结法。3 3、超滤膜的选用、超滤膜的选用（1）截留分子量 阻留率达90%以上的最小被截留物质的分子量。一般选用的膜的额定截留值应稍低于所分离或浓缩得溶质分子量。（2）流动速度 在一定压力下每分钟通过单位面积膜的液体量。mL/(cm2min)(3)其他 操作温度操作温度 不同膜基材料对温度耐受能力不同 化学耐受性化学耐受性 使用前查明膜的化学组成 膜的吸附性质膜的吸附性质 减少吸附 膜的无菌处理膜的无菌处理 高温灭菌、化学灭菌三、超滤过程与装置1、浓差极化现象 降低流速；影响膜的透过选择性降低流速；影响膜的透过选择性克服极化措施：振动、错流、切流1.2、实验用超滤器（1 1）无搅拌式装置）无搅拌式装置（2 2）搅拌或振动式装置）搅拌或振动式装置（3 3）小棒超滤器）小棒超滤器（4 4）浅道系统超滤装置）浅道系统超滤装置（5 5）中空纤维系统超滤器）中空纤维系统超滤器3、工业用超滤装置设计要求：有效过滤面积大有效过滤面积大 为膜提供可靠的支撑装置为膜提供可靠的支撑装置 密封情况下提供引出滤过液的路径密封情况下提供引出滤过液的路径 尽可能清除或减弱浓差极化现象尽可能清除或减弱浓差极化现象形式：（1 1）组合板式）组合板式（2 2）管式）管式（3 3）螺旋卷式）螺旋卷式（4 4）中空纤维式）中空纤维式4、影响超滤流速和选择性的因素（1 1）溶质分子性质和浓度）溶质分子性质和浓度 分子大小、形状、带电性质（2 2）超滤膜的性质）超滤膜的性质 膜的孔径、结构及吸附性质（3 3）超滤装置和操作条件）超滤装置和操作条件 膜或组合膜的构造、超滤器的结构、操作压力、搅拌情况、液体物料的温度、黏度、pH、离子强度等。增加溶解度、减少膜吸附、减少溶质形成凝胶倾向四、超滤的操作和应用1、超滤膜和超滤器的处理 不能干燥和受污染（灭菌）不能干燥和受污染（灭菌）2、过滤操作 生物制药中，常用于过滤蛋白质、核酸、生物制药中，常用于过滤蛋白质、核酸、多糖等生物大分子溶液。多糖等生物大分子溶液。3、应用 （1 1）浓缩和脱盐）浓缩和脱盐 （2 2）分级分离和纯化）分级分离和纯化 （3 3）超滤分离和酶反应器（或发酵罐）联用）超滤分离和酶反应器（或发酵罐）联用分级分离和纯化超滤分离与酶反应器联用第三节第三节 微孔过滤技术微孔过滤技术42 以以多孔薄膜多孔薄膜为过滤介质，为过滤介质，压力差压力差为推动为推动力，利用筛分原理使力，利用筛分原理使不溶性粒子不溶性粒子（0.1-0.1-10m10m）得以分离的操作。操作压力）得以分离的操作。操作压力0.05-0.05-0.5MPa0.5MPa。一、微孔膜的特点和应用范围一、微孔膜的特点和应用范围微孔过滤的优点：微孔过滤的优点：设备简单；设备简单；操作简单、快速；操作简单、快速；分离效率高、重现性好；分离效率高、重现性好；一些微孔滤膜具有选择结合生物大分子一些微孔滤膜具有选择结合生物大分子的特殊能力。的特殊能力。微滤应用-悬浮液的分离悬浮液的分离主要用于分离主要用于分离亚微米级亚微米级颗粒，目前应用最广颗粒，目前应用最广泛的一种泛的一种分离分析微细颗粒分离分析微细颗粒和和超净除菌超净除菌手段。手段。1)1)除去水除去水/溶液中的溶液中的细菌细菌和和其它微粒其它微粒；2)2)除去组织液、抗菌素、血清、血浆蛋白质等多种溶除去组织液、抗菌素、血清、血浆蛋白质等多种溶液中的液中的噬菌体、较大病毒噬菌体、较大病毒及及菌体菌体；3)3)除去饮料、酒类、酱油、醋等食品中的除去饮料、酒类、酱油、醋等食品中的悬浊物悬浊物、微微生物生物和和异味杂质异味杂质。44二、微孔滤膜二、微孔滤膜1 1、微孔滤膜的种类、微孔滤膜的种类（1 1）再生纤维素膜）再生纤维素膜（2 2）纤维素酯膜纤维素酯膜 硝酸纤维素膜硝酸纤维素膜 混合纤维素酯膜混合纤维素酯膜（3 3）聚四氟乙烯膜）聚四氟乙烯膜（4 4）聚氯乙烯膜）聚氯乙烯膜（5 5）超细玻璃纤维素膜）超细玻璃纤维素膜2 2、微孔滤膜的制备、微孔滤膜的制备（1 1）自然蒸发凝结法）自然蒸发凝结法（2 2）急速凝冻法）急速凝冻法3 3、微孔滤膜的性质与检测、微孔滤膜的性质与检测（1 1）孔径）孔径 气泡压力法、水流量法、细菌过滤法等气泡压力法、水流量法、细菌过滤法等（2 2）孔隙率及水萃取率）孔隙率及水萃取率（3 3）厚度和重量）厚度和重量（4 4）阻力和流速）阻力和流速（5 5）其他理化性质（介电常数、使用温度）其他理化性质（介电常数、使用温度）三、微孔过滤设备和操作三、微孔过滤设备和操作1 1、设备、设备 注射式滤器注射式滤器、玻璃滤器、平板滤器、筒、玻璃滤器、平板滤器、筒式滤器、多歧管式滤器等。式滤器、多歧管式滤器等。2 2、过滤操作与注意事项、过滤操作与注意事项（1）滤膜的支持和滤器的密封（2）过滤系统严密性检查（3）滤膜的润湿（4）过滤速度（5）过滤系统的清洗和消毒（6）串滤技术第四节第四节 微孔膜过滤的应用微孔膜过滤的应用一、在生物化学中的应用一、在生物化学中的应用1 1、绝对过滤收集沉淀、绝对过滤收集沉淀（1 1）澄清溶液）澄清溶液（PAGE凝胶溶液过滤）（2 2）酶活力测定）酶活力测定（过滤酶反应产物）2 2、结合测定、结合测定（1 1）蛋白质）蛋白质-DNA-DNA络合物测定及纯化受体测定络合物测定及纯化受体测定（2 2）mRNAmRNA的测定及纯化的测定及纯化（3 3）环状）环状DNADNA的纯化的纯化3 3、其他应用、其他应用 蛋白含量测定、核酸的测定、放射性标记物的超净蛋白含量测定、核酸的测定、放射性标记物的超净二、在制药工业中的应用二、在制药工业中的应用1.药液中微粒及细菌的滤除药液中微粒及细菌的滤除2.抗生素的无菌检验抗生素的无菌检验反渗透反渗透50 利用反渗透膜选择性，以利用反渗透膜选择性，以膜两侧静压差膜两侧静压差为为推动力，实现对液体混合物进行分离的过程。推动力，实现对液体混合物进行分离的过程。操作压差一般为操作压差一般为1.51.510.5 10.5 MPaMPa，截留组分，截留组分为小分子物质。为小分子物质。51反渗透法反渗透法反渗透工业应用包括：反渗透工业应用包括：海水和苦咸水脱盐海水和苦咸水脱盐制饮用水；制饮用水；制备医药、化学工业中所需的制备医药、化学工业中所需的超纯水超纯水；用于用于处理重金属废水处理重金属废水用于用于浓缩过程浓缩过程。52纳滤纳滤Z 分离范围介于反渗透和超滤之间，截分离范围介于反渗透和超滤之间，截 断分子量范围约为断分子量范围约为 MWCO300MWCO3001000 1000，能，能 截留透过超滤膜的那部分有机小分子，透截留透过超滤膜的那部分有机小分子，透 过无机盐和水过无机盐和水。53（1 1）小分子量的有机物质的分离；）小分子量的有机物质的分离；（2 2）有机物与小分子无机物的分离；）有机物与小分子无机物的分离；（3 3）一价盐类与二价或多价盐类的分离；）一价盐类与二价或多价盐类的分离；（4 4）盐与其对应酸的分离。）盐与其对应酸的分离。54纳滤的应用纳滤的应用利用待分离分子的荷电性质和分子大小的差别，利用待分离分子的荷电性质和分子大小的差别，以外电场电位差以外电场电位差为为推动力，推动力，利用利用离子交换离子交换膜膜的选择透过性，从溶液中脱除或富的选择透过性，从溶液中脱除或富集集电解质电解质的膜分离操作。的膜分离操作。55电渗析电渗析56 正极正极 阴离子交换膜阴离子交换膜 负极负极+固定离固定离子子Cl-Na+-电渗析分离原理示意图电渗析分离原理示意图57电渗析应用电渗析应用u工业上多用于海水、苦咸水淡化、工业上多用于海水、苦咸水淡化、废水处理废水处理u生物分离中可用于氨基酸和有机酸生物分离中可用于氨基酸和有机酸等小分子的脱盐和分离纯化。等小分子的脱盐和分离纯化。5859过程过程膜结构膜结构驱动力驱动力应用对象应用对象实实 例例微滤微滤对称微孔膜对称微孔膜0.0510m压力差压力差消毒、澄清收消毒、澄清收集细胞集细胞培养悬浮液除菌，产品消培养悬浮液除菌，产品消毒，细胞收集毒，细胞收集超滤超滤不对称微孔膜不对称微孔膜0nm压力差压力差大分子物质分大分子物质分离离蛋白质的分离蛋白质的分离/浓缩浓缩/纯化纯化/脱盐脱盐/去热源去热源纳滤纳滤复合膜复合膜1nm 压力差压力差Donna效应效应小分子物质分小分子物质分离离糖糖/二价盐二价盐/游离酸的分离游离酸的分离反渗透反渗透 致密膜、复合致密膜、复合膜膜1nm压力差压力差小分子物质浓小分子物质浓缩缩单价盐单价盐/非游离酸的分离非游离酸的分离透析透析对称的或不对对称的或不对称的膜称的膜浓度差浓度差小分子有机物小分子有机物/无机离子无机离子除小分子有机物或无机离除小分子有机物或无机离子子电渗析电渗析 离子交换膜离子交换膜电位差电位差离子脱除、氨离子脱除、氨基酸分离基酸分离海水淡化，纯水制备，生海水淡化，纯水制备，生产工艺用水产工艺用水渗透蒸渗透蒸发发致密膜致密膜气压差气压差小分子有机物小分子有机物与水的分离与水的分离醇醇/乙酸与水分离，有机乙酸与水分离，有机液体混合物分离（如脂烃液体混合物分离（如脂烃与芳烃的分离等与芳烃的分离等几种膜分离技术的适用范围几种膜分离技术的适用范围表征膜性能的参数表征膜性能的参数截留分子量、截留分子量、水通量、水通量、孔的特征、孔的特征、pHpH适用范围、适用范围、抗压能力、抗压能力、对热和溶剂的稳定性等。对热和溶剂的稳定性等。60制造商通常提供这些数据制造商通常提供这些数据 1 1、截留率和截留分子量截留率和截留分子量 膜对溶质的截留能力为截留率膜对溶质的截留能力为截留率R R（rejectionrejection），），其定义为其定义为 R R1 1 C Cp pC Cb b C Cp p和和C Cb b：表示在某一瞬间，透过液和截留：表示在某一瞬间，透过液和截留液的浓度。液的浓度。如如R R1 1，则，则C Cp p0 0，表示溶质全部被截留；，表示溶质全部被截留；如如R R0 0，则，则C Cp p C Cb b，表示溶质能自由透过，表示溶质能自由透过膜。膜。6263截留曲线截留曲线质量好的膜，陡直质量好的膜，陡直,可使不同分子量的溶质分离完全；可使不同分子量的溶质分离完全；反之，会导致分离不完全。反之，会导致分离不完全。MWCO与孔径MWCO（球状蛋白质）近似孔径（nm)1000210 0005100 000121000 000296465水通量：水通量：纯水在一定压力，温度纯水在一定压力，温度(0.35MPa(0.35MPa，25)25)下试验，透过水的速度下试验，透过水的速度L/hL/h m m2 2。2 2、水通量、水通量661 1、平板式膜组件、平板式膜组件 由膜、支承板、隔板交替重叠组成。由膜、支承板、隔板交替重叠组成。膜分离设备膜分离设备67优点优点:缺点缺点:组装方便，膜的清洗更换容易，组装方便，膜的清洗更换容易，料液流通截面较大，不易堵塞，料液流通截面较大，不易堵塞，同一设备可视生产需要组装不同同一设备可视生产需要组装不同数量的膜。数量的膜。需密封的边界线长需密封的边界线长 682 2、卷式膜组件卷式膜组件 将膜、支撑材料、膜间隔材料依次将膜、支撑材料、膜间隔材料依次叠好，围绕一中心管卷紧即成一个膜组。叠好，围绕一中心管卷紧即成一个膜组。料液在膜表面通过间隔材料沿轴向流动，料液在膜表面通过间隔材料沿轴向流动，透过液沿螺旋形流向中心管。透过液沿螺旋形流向中心管。6970透析液透析液浓缩液浓缩液料液料液膜组件与外壳之间的密封膜组件与外壳之间的密封多孔收集管多孔收集管膜的保护层膜的保护层 隔离网隔离网透析液的收集系统透析液的收集系统膜膜螺旋卷式膜的内部结构螺旋卷式膜的内部结构71优点优点:缺点缺点:应用比较广泛、与板框式相比，卷应用比较广泛、与板框式相比，卷式组件的设备比较紧凑、单位体积式组件的设备比较紧凑、单位体积内的膜面积大。内的膜面积大。清洗不方便，易堵塞。清洗不方便，易堵塞。72卷式纳滤膜浓缩设备(生产型)73卷式膜反渗透工业设备图卷式膜反渗透工业设备图:743 3、管式膜组件、管式膜组件 由管式膜制成，管内与管外分由管式膜制成，管内与管外分别走料液与透过液，管式膜的排列别走料液与透过液，管式膜的排列形式有列管、排管或盘管等。形式有列管、排管或盘管等。75内压管式：内压管式：多孔管多孔管膜膜料液料液外压管式：外压管式：料液料液内压式：膜涂在管内，料液由管内走；内压式：膜涂在管内，料液由管内走；外压式：膜涂在管外，料液由管外间隙走。外压式：膜涂在管外，料液由管外间隙走。管式膜组件管式膜组件76组件的进出料示意图组件的进出料示意图多通道组件多通道组件组件外壳组件外壳渗透液渗透液原料液原料液渗透液渗透液渗余液渗余液渗透液渗透液垫圈垫圈77管式膜结构图管式膜结构图管式管式78优点：优点：结构简单，适应性强，清洗方便，结构简单，适应性强，清洗方便，耐高压，适宜于处理高黏度及固体含量较耐高压，适宜于处理高黏度及固体含量较高的料液。高的料液。缺点缺点:单位体积膜组件的膜面积少。单位体积膜组件的膜面积少。79管式膜工业设备图管式膜工业设备图:804 4、中空纤维膜组件中空纤维膜组件 有数百上万根中空纤维膜固定在圆形容器内构成。有数百上万根中空纤维膜固定在圆形容器内构成。81优点优点:设备紧凑，单位设备体积内的膜面设备紧凑，单位设备体积内的膜面积大。积大。缺点缺点:中空纤维内径小，阻力大，易堵塞，中空纤维内径小，阻力大，易堵塞，膜污染难除去，因此对料液处理要求高。膜污染难除去，因此对料液处理要求高。82中空纤维膜管中空纤维膜管中空纤维超滤膜无菌水装置中空纤维超滤膜无菌水装置(生产型生产型)思考:1 1、名词解释：超滤技术、名词解释：超滤技术、浓差极化现象、微孔过、浓差极化现象、微孔过滤技术、膜分离技术。滤技术、膜分离技术。2 2、用于制作透析膜的材料所应具有的特点、用于制作透析膜的材料所应具有的特点 。3 3、超滤技术及优点？、超滤技术及优点？4 4、微孔过滤技术的应用范围？、微孔过滤技术的应用范围？