固-膜分離實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)

固-膜分離實(shí)驗(yàn)（CW100B）——實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)第5頁(yè)共6頁(yè)浙江中控科教儀器設(shè)備有限公司固-膜分離實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)固-膜分離實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?．了解膜的結(jié)構(gòu)和影響膜分離效果的因素，包括膜材質(zhì)、壓力和流量等。2．了解膜分離的主要工藝參數(shù)，掌握膜組件性能的表征方法。二、基本原理膜分離是以對(duì)組分具有選擇性透過(guò)功能的膜為分離介質(zhì)，通過(guò)在膜兩側(cè)施加（或存在）一種或多種推動(dòng)力，使原料中的某組分選擇性地優(yōu)先透過(guò)膜，從而達(dá)到混合物的分離，并實(shí)現(xiàn)產(chǎn)物的提取、濃縮、純化等目的的一種新型分離過(guò)程。其推動(dòng)力可以為壓力差（也稱(chēng)跨膜壓差）、濃度差、電位差、溫度差等。膜分離過(guò)程有多種，不同的過(guò)程所采用的膜及施加的推動(dòng)力不同，通常稱(chēng)進(jìn)料液流側(cè)為膜上游、透過(guò)液流側(cè)為膜下游。微濾（MF）、超濾（UF）、納濾（NF）與反滲透（RO）都是以壓力差為推動(dòng)力的膜分離過(guò)程，當(dāng)膜兩側(cè)施加一定的壓差時(shí)，可使一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過(guò)膜，而微粒、大分子、鹽等被膜截留下來(lái)，從而達(dá)到分離的目的。四個(gè)過(guò)程的主要區(qū)別在于被分離物粒子或分子的大小和所采用膜的結(jié)構(gòu)與性能。微濾膜的孔徑范圍為0.05～10μm，所施加的壓力差為0.015～0.2MPa；超濾分離的組分是大分子或直徑不大于0.1μm的微粒，其壓差范圍約為0.1～0.5MPa；反滲透常被用于截留溶液中的鹽或其他小分子物質(zhì)，所施加的壓差與溶液中溶質(zhì)的相對(duì)分子質(zhì)量及濃度有關(guān)，通常的壓差在2MPa左右，也有高達(dá)10MPa的；介于反滲透與超濾之間的為納濾過(guò)程，膜的脫鹽率及操作壓力通常比反滲透低，一般用于分離溶液中相對(duì)分子質(zhì)量為幾百至幾千的物質(zhì)。2.1微濾與超濾微濾過(guò)程中，被膜所截留的通常是顆粒性雜質(zhì)，可將沉積在膜表明上的顆粒層視為濾餅層，則其實(shí)質(zhì)與常規(guī)過(guò)濾過(guò)程近似。本實(shí)驗(yàn)中，以含顆粒的混濁液或懸浮液，經(jīng)壓差推動(dòng)通過(guò)微濾膜組件，改變不同的料液流量，觀察透過(guò)液測(cè)清液情況。對(duì)于超濾，篩分理論被廣泛用來(lái)分析其分離機(jī)理。該理論認(rèn)為，膜表面具有無(wú)數(shù)個(gè)微孔，這些實(shí)際存在的不同孔徑的孔眼像篩子一樣，截留住分子直徑大于孔徑的溶質(zhì)和顆粒，從而達(dá)到分離的目的。應(yīng)當(dāng)指出的是，在有些情況下，孔徑大小是物料分離的決定因數(shù)；但對(duì)另一些情況，膜材料表面的化學(xué)特性卻起到了決定性的截留作用。如有些膜的孔徑既比溶劑分子大，又比溶質(zhì)分子大，本不應(yīng)具有取反清洗手段，即將低濃度的料液溶液逆向進(jìn)入膜組件，同時(shí)關(guān)閉濃液出口閥，使料液反向通過(guò)膜內(nèi)芯而從物料進(jìn)口側(cè)出液，在這個(gè)過(guò)程中，料液可溶解部分溶質(zhì)而減少膜的吸附。若反清洗后膜組件仍無(wú)法回復(fù)分離性能（如基本的截留率顯著下降），則表面膜組件使用壽命已到盡頭，需更換新內(nèi)芯。附：膜組件工作性能與維護(hù)要求本裝置中的所有膜組件均為科研用膜（工業(yè)上膜組件的使用壽命因分離物系不同而受影響），為使其能較長(zhǎng)時(shí)間的保持正常分離性能，請(qǐng)注意其正常工作壓力、工作溫度，并選取合適濃度的物料，并作好保養(yǎng)工作。（1）系統(tǒng)要求最高工作溫度：50℃正常工作溫度：5－45℃（2）膜組件性能預(yù)濾組件：濾芯材料為聚丙稀混纖，孔徑5μm（3）維修與保養(yǎng)a.實(shí)驗(yàn)前請(qǐng)仔細(xì)閱讀“實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書(shū)”和系統(tǒng)流程，特別要注意各種膜組件的正常工作壓力與溫度。b.新裝置首次使用前，先用清水進(jìn)料10－20分鐘，洗去膜組件內(nèi)的保護(hù)劑（為一些表面活性劑或高分子物質(zhì)，對(duì)膜組件孔徑定型用）。c.實(shí)驗(yàn)原料液必須經(jīng)過(guò)5μm微孔膜預(yù)過(guò)濾（即本實(shí)驗(yàn)裝置中的預(yù)過(guò)濾器）,防止硬顆?；烊攵鴦澠颇そM件。d．使用不同料液實(shí)驗(yàn)時(shí)，必須對(duì)膜組件及相關(guān)管路進(jìn)行徹底清洗。e.暫時(shí)不使用時(shí)，須保持膜組件濕潤(rùn)狀態(tài)（因?yàn)槟そM件干燥后，又失去了定型的保護(hù)劑，孔徑可能發(fā)生變化，從而影響分離性能），可通過(guò)膜組