生產(chǎn)操作規(guī)程

1、中空纖維超濾膜檢驗(yàn)制度一、制備原理中空纖維膜的制備方法有：濕法、干-濕法、熔融法和干法。本公司采用干-濕法，過程如下：首先將過濾后的由聚合物、溶劑和成孔劑組成的鑄膜液用氮?dú)鈱⒏辛弦簤撼?，從環(huán)行噴絲頭（常用噴絲頭的斷面結(jié)構(gòu)如圖1所示）的縫隙中擠出，同時(shí)將芯液注入噴絲頭插入管中，經(jīng)過一段空氣浴后，鑄膜液浸入凝固浴中發(fā)生雙擴(kuò)散：鑄膜液中的溶劑向凝固浴擴(kuò)散以及凝固浴中的凝固劑（非溶劑）向鑄膜液中的細(xì)流擴(kuò)散。膜的內(nèi)側(cè)和外側(cè)同時(shí)發(fā)生凝膠化過程，首先形成皮層，隨著雙擴(kuò)散的進(jìn)一步進(jìn)行，鑄膜液內(nèi)部的組成不斷變化，當(dāng)達(dá)到臨界濃度時(shí)，膜完全固化從凝固浴中沉析出來(lái)，將膜中溶劑和成孔劑萃取出，最終得到中空纖維膜。我公

2、司噴絲頭斷面結(jié)構(gòu)為：插入柱式圖1 噴絲頭斷面結(jié)構(gòu)示意圖膜制備工藝參數(shù)對(duì)膜結(jié)構(gòu)的影響很大。主要的工藝參數(shù)包括：鑄膜液的流量、溫度、擠出速率、芯液流速、卷繞速度、空氣間隙、噴絲頭規(guī)格等。二、原料和設(shè)備1. 原料：（1）聚氯乙烯、聚偏氟乙烯；聚乙二醇（工業(yè)級(jí)，相對(duì)分子質(zhì)量20000）；N,N-二甲基乙酰胺（工業(yè)級(jí)）；甘油（工業(yè)級(jí)）。 2. 設(shè)備：中空纖維膜紡絲機(jī)（圖1所示），包括如下附件：計(jì)量泵（規(guī)格為1.2 ml/r），噴絲頭，氮?dú)怃撈康?。三、制備過程1. 準(zhǔn)備工作：根據(jù)膜的結(jié)構(gòu)要求確定膜制備工藝參數(shù)，包括聚合物濃度。2. 膜制備過程：適當(dāng)旋松攪拌軸壓蓋 在溶解釜加料口加入應(yīng)加溶劑的3/4 打開總

3、電源 開動(dòng)攪拌 溶解釜開始升溫 加入聚合物 加入成孔劑 加入剩余1/4溶劑 在60攪拌溶解810小時(shí) 溶解完成后關(guān)閉攪拌 靜置脫泡1220小時(shí) 脫泡完成后旋緊攪拌軸壓蓋 通入0.30.5 MPa 氮?dú)?打開過濾器閥門（泵座在紡絲前預(yù)熱0.5小時(shí)以上） 開啟計(jì)量泵 （鵝頸管開口向上） 待擠出物料基本沒氣泡時(shí)關(guān)閉計(jì)量泵 安裝噴絲頭 開啟芯液閥門 開啟計(jì)量泵 用導(dǎo)絲鉤將初生纖維壓入凝固浴槽并自另一端引出 卷繞 切割。圖1 干-濕法制備中空纖維膜示意圖: (I) 料液釜， (II) 芯液釜將切割后的中空纖維膜浸于水槽12 小時(shí)，中途換水2次，洗去溶出的成孔劑聚乙二醇；在50%的甘油中浸泡12小時(shí)，取出

4、后晾干待用。3、膜組件的封裝 （1）分束整理膜絲，根據(jù)膜組件尺寸確定所需膜絲數(shù)量，裝進(jìn)組件。（2）根據(jù)組件尺寸切割膜絲，并預(yù)留出封裝尺寸。（3）用ABS膠或801膠封堵膜絲孔隙，并放干待用。（4）離心澆鑄8小時(shí)以上，放置12小時(shí)切割膜組件，并清理膜組件內(nèi)外殘留物質(zhì)，負(fù)壓抽吸膜絲內(nèi)孔。（5）檢驗(yàn)包裝車間進(jìn)行打壓檢驗(yàn)。四、檢驗(yàn)方法（一）膜絲的檢驗(yàn)1、檢驗(yàn)項(xiàng)目 外觀、拉伸強(qiáng)度、通量、漏點(diǎn)、收縮率2、試驗(yàn)器材 拉力機(jī)、3、檢驗(yàn)方法3.1抽樣檢測(cè)，同一反應(yīng)釜同一天生產(chǎn)的超濾膜為一批，采用隨機(jī)抽樣的方法進(jìn)行檢測(cè)。一般取各號(hào)線當(dāng)天100圈時(shí)的膜絲，每個(gè)生產(chǎn)線均要取。3.2 外觀檢測(cè)用目測(cè)法，中空纖維膜外觀應(yīng)

5、清潔，無(wú)折斷，無(wú)偏心。3.3 拉伸性能使用專用的儀器設(shè)備拉伸試樣直至斷裂，同時(shí)記錄斷裂強(qiáng)力和斷裂伸長(zhǎng)。采用100 (相對(duì)于試樣原長(zhǎng)度)每分鐘的恒定速度拉伸試樣。3.4通量：在0.1MPa、25，測(cè)試單位時(shí)間、單位膜面積的純水透過量。 取1-1.5m長(zhǎng)膜絲，用泵將純水壓送到中空纖維膜內(nèi)，進(jìn)口壓力恒定為0.10MPa，經(jīng)過膜分離，用量筒接取滲透液，記錄一定時(shí)間內(nèi)滲透過膜的水量。測(cè)試三次，取其平均值。計(jì)算得到純水通量。3.5漏點(diǎn)將膜絲一端封住，從另一端打氣，在0.25-0.3MPa水壓下耐壓1min，觀察有無(wú)漏點(diǎn)，并記錄漏點(diǎn)個(gè)數(shù)。3.6收縮率R取浸泡過的膜絲用米尺仔細(xì)量出其長(zhǎng)度L1，垂直懸掛24h后

6、再測(cè)量其長(zhǎng)度L2，收縮率計(jì)算公式為：R=（二）柱式膜組件的檢驗(yàn)1、基本概念1.1 超濾 ultrafiltration超濾是同時(shí)進(jìn)行濃縮和分離大分子或膠體物質(zhì)的技術(shù)。以壓力差為驅(qū)動(dòng)力，液體在超濾膜表面流過時(shí)，大分子或膠體物質(zhì)被截留，小分子透過膜的分離過程。1.2純水通量 pure water flux在一定的溫度和壓力下，以純水為介質(zhì)，單位時(shí)間內(nèi)組件的純水透過量。1.3截留率 rejection超濾膜組件截留特定組分占液體中該組分總量的質(zhì)量比率。1.4 截留分子量 retention molecular weight在規(guī)定的操作條件下，超濾膜組件對(duì)已知分子量的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的截留率達(dá)到設(shè)計(jì)要求時(shí)，把

7、該物質(zhì)的分子量值作為該組件的截留分子量。用以表征超濾膜組件的分離能力。2、基本要求2.1中空纖維超濾膜組件制作所選用的材料和外購(gòu)件應(yīng)有供應(yīng)廠的合格證。應(yīng)選用化學(xué)性能好、無(wú)毒、耐腐蝕的材料。2.2組件外表面應(yīng)光潔平整，無(wú)毛刺、劃傷、污染、裂痕等缺陷。2.3組件內(nèi)部無(wú)變質(zhì)、發(fā)霉、異味（不包括消毒劑、防腐劑）及雜質(zhì)。2.4中空纖維超濾膜無(wú)內(nèi)漏、針孔、缺損2.5組件封端材質(zhì)采用環(huán)氧樹脂或聚氨酯等材料。最低檢測(cè)壓力為 0.18MPa。2.6組件外殼以聚氯乙烯（PVC）、丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS）、有機(jī)玻璃（PMMA）、不銹鋼等為材料。3、 技術(shù)要求3.1常見中空纖維超濾膜組件結(jié)構(gòu)示意圖如圖 1 所示

8、。 圖1 常見中空纖維超濾膜組件結(jié)構(gòu)示意圖圖中： L1外殼長(zhǎng)度，mm； L2組件總長(zhǎng)，mm； L3接口長(zhǎng)度，mm；L4側(cè)接口中心距，mm；1外殼外徑，mm；2接口外徑，mm；3.2中空纖維超濾膜組件規(guī)格和尺寸表A1 中空纖維超濾膜組件規(guī)格和尺寸 單位:mm規(guī)格ABC尺寸L1107012501530L2121014701720L35090100L4985106016051952102702255050注：表中各字母代表的尺寸名稱如本標(biāo)準(zhǔn)中圖1所示。3.3 工作壓力 組件應(yīng)標(biāo)明工作壓力適用范圍，單位為 MPa。3.4 工作溫度組件應(yīng)標(biāo)明工作溫度適用范圍，單位為攝氏度（）。3.5 截留率組件截留率應(yīng)

9、大于或等于 90%。4、所需器材序號(hào)測(cè)量指標(biāo)工具、設(shè)備數(shù)量備注1外形尺寸鋼卷尺1分度值1mm2游標(biāo)卡尺1分度值0.02mm3無(wú)滲漏性壓力表1準(zhǔn)確度不小于1.5級(jí)4氣源1壓縮空氣或氮?dú)?純水通量壓力表1準(zhǔn)確度不小于1.5級(jí)6流量計(jì)1準(zhǔn)確度不小于2.5級(jí)7閥門48真空泵19堵頭210截留率紫外分光光度計(jì)111牛血清蛋白生化試劑（分子量67000）12卵清蛋白卵蛋白片（分子量45000）5、檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目檢測(cè)方法出廠檢驗(yàn)型式檢驗(yàn)外觀6.1全檢全檢外形尺寸6.2全檢全檢無(wú)滲漏性6.3全檢全檢純水通量6.4全檢全檢截留率6.5抽檢全檢6、檢驗(yàn)方法6.1外觀檢驗(yàn)用目測(cè)方法檢驗(yàn)6.2外形尺寸a)外徑D的測(cè)

10、量將柱式膜放在平臺(tái)上，把膜組件一端的外周長(zhǎng)平分為六等分；用游標(biāo)卡尺測(cè)量六等分點(diǎn)形成的三條外徑的長(zhǎng)度，取其平均值作為該膜組件的外徑(D)值，單位為毫米(mm)。b)長(zhǎng)度L的測(cè)量將柱式膜放在平臺(tái)上，用鋼卷尺測(cè)量膜組件從左端口至右端口的距離；不同位置測(cè)量三次，取平均值作為該支膜組件的長(zhǎng)度(L)值，單位為毫米(mm)。6.3滲漏檢驗(yàn)具體如下：先將中空纖維內(nèi)注滿水，以排盡空氣，然后從產(chǎn)水口側(cè)加凈化的空氣，氣壓在0.05-0.08MPa，觀察膜組件端面，當(dāng)有大的連續(xù)的氣泡從膜絲內(nèi)冒出時(shí)，可斷定這根膜絲已斷裂，做好標(biāo)記，用同樣的方法檢測(cè)膜組件的另一端。對(duì)端面干燥處理后，用環(huán)氧樹脂將斷裂的膜絲堵住。6.4純水

11、通量檢驗(yàn)：在操作壓力0.1MPa、25，測(cè)試單位時(shí)間、單位膜面積的純水透過量。實(shí)驗(yàn)裝置與流程如圖所示：654321IHGFDBECA圖5 中空纖維超濾膜過程流程A:磁力攪拌器（電熱套） B: 進(jìn)料桶 C:溫度計(jì) D:泵 E:壓力表 F:膜組件 G:量筒 H:閥門 I:閥門 管道標(biāo)號(hào)：1、2、3、4、5、6如圖所示，用泵將純水壓送到中空纖維膜組件內(nèi)，進(jìn)口壓力恒定為0.10MPa，經(jīng)過膜分離，用量筒接取滲透液，記錄一定時(shí)間內(nèi)滲透過膜的水量，多余的水則回流到貯槽中。測(cè)試三次，取其平均值。計(jì)算得到純水通量。6.5截留率檢驗(yàn)具體如下：1、標(biāo)準(zhǔn)溶液的配制 牛血清蛋白在溫度105下真空干燥至恒重。精確稱取牛

12、血清蛋白1.00g溶于1000mL容量瓶中，分別吸取牛血清蛋白溶液0.2、0.4、0.6、0.8、1.0mL于10mL容量瓶中加蒸餾水稀釋至刻度，配制成濃度為20、40、60、80、100mg/L的牛血清蛋白標(biāo)準(zhǔn)溶液。2、標(biāo)準(zhǔn)曲線的制作蛋白質(zhì)對(duì)280nm的紫外線有最大吸收，蛋白質(zhì)溶液280nm吸收值與其濃度成正比。將1中所配置的標(biāo)準(zhǔn)溶液于波長(zhǎng)280nm下，用1cm比色皿，在紫外分光光度計(jì)上測(cè)定光密度，蒸餾水為空白。以BSA濃度為橫坐標(biāo)，吸光度為縱坐標(biāo)作圖，制作出標(biāo)準(zhǔn)曲線。3、樣品的測(cè)試3.1樣品溶液的配置選擇某一分子量的蛋白質(zhì)，配置成濃度為1000-3000mg/L的蛋白質(zhì)溶液。卵清蛋白溶液，

13、離心或過濾后使用，配置的蛋白質(zhì)溶液，作為中空纖維超濾膜性能評(píng)價(jià)的溶液使用。3.2性能測(cè)定配置好的樣品溶液，在0.1MPa、常溫條件下，通過中空纖維超濾膜運(yùn)轉(zhuǎn)，20min后收取超濾液。原液與超濾液分別在280nm紫外光區(qū)測(cè)定吸光度，從標(biāo)準(zhǔn)曲線查得相應(yīng)濃度。3.3截留率計(jì)算式中，R為膜的截留率（%）；C1、C0分別為透過液和原液的濃度（mg/mL）。（三）簾式膜組件的檢驗(yàn)1、檢驗(yàn)項(xiàng)目檢驗(yàn)項(xiàng)目要求檢測(cè)方法出廠檢驗(yàn)型式檢驗(yàn)外觀3.14.1全檢全檢外形尺寸3.24.2全檢全檢無(wú)滲漏性3.34.3全檢全檢產(chǎn)水量3.44.4抽檢全檢2、所需器材序號(hào)測(cè)量指標(biāo)工具、設(shè)備數(shù)量備注1外形尺寸鋼卷尺1分度值1mm2游

14、標(biāo)卡尺1分度值0.02mm3無(wú)滲漏性壓力表1準(zhǔn)確度不小于1.5級(jí)4氣源1壓縮空氣或氮?dú)?產(chǎn)水量壓力表1準(zhǔn)確度不小于1.5級(jí)6流量計(jì)1準(zhǔn)確度不小于2.5級(jí)7閥門48真空泵19堵頭23、要求3.1外觀中空纖維簾式膜組件外觀應(yīng)清潔；中空纖維膜應(yīng)無(wú)折斷；集水管應(yīng)無(wú)裂痕、劃傷、變形；澆鑄面與澆鑄槽口平面應(yīng)保持平齊。3.2外形尺寸應(yīng)以集水管外徑(D)、集水管長(zhǎng)度(L1)和兩端集水管中心距(L2)的相乘式D×L1×L2表示，常用規(guī)格見表2。3.3無(wú)滲漏性在0.05 MPa氣體壓力下，中空纖維簾式膜組件應(yīng)整體試壓無(wú)滲漏。3.4產(chǎn)水量當(dāng)出口壓力保持在-0.02MPa、測(cè)試水溫為25土05時(shí)，

15、在穩(wěn)定運(yùn)行的狀態(tài)下，中空纖維簾式膜組件的產(chǎn)水量應(yīng)不小于0.04 m³/(·h)。4檢測(cè)方法4.1外觀外觀應(yīng)采用目視的檢查方法。4.2外形尺寸長(zhǎng)度測(cè)量器具鋼卷尺：分度值1 mm；游標(biāo)卡尺：分度值0.02。方法膜組件外型尺寸的測(cè)量方法如下：a)D的測(cè)量將集水管放在平臺(tái)上，把集水管一端的外周長(zhǎng)平分為六等分；用游標(biāo)卡尺測(cè)量六等分點(diǎn)形成的三條外徑的長(zhǎng)度，取其平均值作為該端集水管的外徑(D)值，單位為毫米(mm)。按同樣操作方法測(cè)量另一端集水管的外徑值。b)L1的測(cè)量將集水管放在平臺(tái)上，用鋼卷尺測(cè)量集水管從左端口至右端口的距離；不同位置測(cè)量三次，取平均值作為該支集水管的長(zhǎng)度(L1)值，

16、單位為毫米(mm)。按同樣方法測(cè)量另一支集水管的長(zhǎng)度值。c)L2的測(cè)量將中空纖維簾式膜組件吊掛在固定的支架上，使其保持自然下垂?fàn)顟B(tài)。用鋼卷尺測(cè)量一側(cè)上端集水管下邊與下端集水管下邊的距離；測(cè)量三次，取平均值作為該側(cè)集水管的兩端中心距 (L2)，單位為毫米(mm)。按同樣方法測(cè)量另一側(cè)的中心距。4.3無(wú)滲漏性4.3.1檢測(cè)裝置檢測(cè)前應(yīng)確保檢驗(yàn)所需的壓力表、安全裝置、閥門等附件配置齊全，且檢驗(yàn)合格。壓力表的準(zhǔn)確度等級(jí)不小于1.5級(jí)，且在檢定周期內(nèi)。4.3.2檢測(cè)方法a)集水管與澆鑄槽粘接無(wú)滲漏性檢測(cè)將中空纖維簾式膜組件的一端吊掛在檢驗(yàn)架上。吊掛高度應(yīng)使集水管待檢端浸入水中，且沒過集水管與澆鑄槽粘接處

17、。封住集水管的三個(gè)端口，并將未封住的待檢端與氣源(所用氣體為壓縮空氣或氮?dú)?連接。將待驗(yàn)端的集水管浸入水中，水應(yīng)沒過集水管與澆鑄槽粘接處。接通氣體，使充氣壓力增至0.05 MPa。保持1 min，觀察集水管與澆鑄槽粘接處有無(wú)氣泡。若無(wú)氣泡，則集水管與澆鑄槽粘接無(wú)滲漏。按同樣操作方法，對(duì)另一端集水管進(jìn)行檢驗(yàn)。b)中空纖維膜無(wú)滲漏性檢測(cè)將中空纖維簾式膜組件平放在檢驗(yàn)臺(tái)上，將集水管的三個(gè)端口封閉；從未封閉的端口進(jìn)行充氣(所用氣體為壓縮空氣或氮?dú)?，使壓力表的示值為0.05 MPa；關(guān)閉氣源，保持1 min；觀察壓力表示值；如壓力表示值保持在0.04 MPa0.05 MPa之間，即判定中空纖維膜無(wú)滲漏。4.4產(chǎn)水量4.4.1檢測(cè)裝置檢測(cè)前應(yīng)確保檢測(cè)裝置所需的壓力表、安全裝置、閥門等附件配置齊全，且檢驗(yàn)合格。壓力表的準(zhǔn)確度等級(jí)不小于15級(jí)，流量計(jì)的準(zhǔn)確度等級(jí)不小于25級(jí)，且均應(yīng)在檢定周期內(nèi)。產(chǎn)水量檢測(cè)裝置示意如圖2所示。1壓力表； 2流量計(jì)； 3、5、6、7閥門；4真空泵； 8、11堵頭； 9自來(lái)水；10箱體； 12中空纖維簾式膜組件。圖2產(chǎn)水量檢測(cè)裝置示意圖4.4.2檢測(cè)方法產(chǎn)水量檢測(cè)方法如下：a)按