發(fā)酵產(chǎn)物的分離提取-過濾與膜分離

第三節(jié)過濾與膜分離一、過濾過濾是分離懸浮液最普遍和最有效的單元操作之一過濾澄清過濾濾餅過濾（一）過濾原理

式中：V——濾液體積，m3t——過濾時間，sΔp——過濾壓力差，PaF——過濾面積，m2μ——濾液黏度，Pa·sr0——濾餅的體積比阻力，1/m2l——濾餅層厚度，mR——濾布阻力，1/m（二）過濾介質(zhì)過濾介質(zhì)織物介質(zhì)（天然纖維濾布和合成纖維濾布）粒狀介質(zhì)（硅藻土、珍珠巖石、細砂、活性碳）多孔固體介質(zhì)（多孔陶瓷、多孔玻璃、多孔塑料）硅藻土一般不與酸堿反應，化學性質(zhì)穩(wěn)定形狀不規(guī)則，空隙大且多孔無毒切不可壓縮用途：作為深層過濾介質(zhì)作為預涂層作為助濾劑特點：（三）過濾設備過濾設備常壓過濾機加壓過濾機真空過濾機1.常壓過濾機平底篩板啤酒麥汁過濾槽薄糟層過濾單元式過濾槽2.加壓過濾機（1）板框過濾機板框式壓濾機主要由許多濾板和濾框間隔排列而組成。濾板的作用？1.板和框多為正方形，角端開有小孔，組合壓緊后即成原料、濾液或洗水的流道。2.左圖為濾框的一角，料液從總管流向框內(nèi)3.空框與濾布圍成容納原料及濾餅的空間實驗室用的板框壓濾機－－板框部分自動板框壓濾機結(jié)構與普通板框壓濾機大體相同。配有自動控制操作系統(tǒng)，自動卸料、洗滌濾布濾布是首尾封閉的整體油壓機拉開板框，降下濾框，框內(nèi)濾餅被推落。傳動裝置帶動環(huán)形濾布繞一系列轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)，洗滌濾布；最后使濾框復位，全部操作可在10min內(nèi)完成。（2）葉片式過濾機主要構件：1.矩形或圓形的濾葉：由金屬絲網(wǎng)框架+濾布構成。2.平行排列的濾葉組成一體，安裝在密閉機殼內(nèi)。3.濾葉可垂直或水平。4.推動力可以是真空或正壓

3.真空過濾機轉(zhuǎn)筒結(jié)構1一轉(zhuǎn)鼓2一過濾室3一分配閥座4一料液槽5一搖擺式攪拌器6一洗滌液噴嘴7一刮刀轉(zhuǎn)筒浸入濾漿槽中，浸沒角90-130度，緩慢旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)速0.5-2rpm圓筒分為過濾區(qū)、洗滌及脫水區(qū)、卸渣及再生區(qū)。二、膜分離概念：利用膜的選擇性（孔徑大小），以膜的兩側(cè)存在的能量差作為推動力，由于溶液中各組分透過膜的遷移率不同而實現(xiàn)分離的一種技術。1.膜的種類膜合成膜生物膜液膜帶支撐層的液膜乳狀液膜固膜不對稱膜不對稱膜多孔膜無孔膜無機膜有機膜對稱膜多孔膜不對稱膜對稱膜荷電膜不荷電膜復合膜轉(zhuǎn)相膜復合膜轉(zhuǎn)相膜——(原生質(zhì)、細胞膜)2.膜分離的作用機理以推動力的過程分類：1.以濃度差為推動力的過程：A、透析技術(Dialysis,DS)2.以電場力為推動力的過程：A、電透析，B、離子交換電透析3.以靜壓力差為推動力的過程：A、微濾(microfiltration)，B、超濾(untrafiltration)，C、反滲透(reverseosmosis)4.以蒸氣壓差為推動力的過程：A、膜蒸餾，B、滲透蒸餾膜分離法與物質(zhì)大小的關系膜進料濃縮液稀釋液濃縮液滲透膜進料純化液雜質(zhì)滲析液進料透析膜鹽水進料濃縮液水反滲透膜進料水微過濾膜進料濃縮液水超濾膜進料貧氣富氣氣體透過工業(yè)應用的反滲透裝置（二）膜分離裝置2.管狀膜器3.螺旋盤繞狀膜器4.空心纖維膜器膜斷面圖過程應用對象實例微濾消毒、澄清收集細胞培養(yǎng)懸浮液除菌，產(chǎn)品消毒，細胞收集超濾大分子物質(zhì)分離酶及蛋白質(zhì)的分離、濃縮、純化，血漿分離、脫鹽、去熱源，膜反應器納濾小分子