Режим работы ультрафильтрации и ее применение

В отличие от обычной фильтрации, ультрафильтрация использует пористую асимметричную ультрафильтрационную мембрану для реализации разделения жидкости и жидкости на поверхности мембраны. Режим фильтрации – поперечный поток, то есть питающая жидкость течет параллельно поверхности мембраны. Ультрафильтрацию можно разделить на прерывистую работу и непрерывную работу в соответствии с режимом работы.

Прерывистая работа

По режиму циркуляции перехватывающей жидкости прерывистая работа подразделяется на два режима работы: полная циркуляция перехватывающей жидкости и частичная циркуляция перехватывающей жидкости. В процессе ультрафильтрации, чтобы уменьшить влияние поляризации концентрации и мембранного загрязнения, в мембранном резервуаре должен поддерживаться высокий расход питательной жидкости. Поэтому для поддержания высокого расхода необходимо принять большое количество циркуляций перехваченной жидкости. Кроме того, из-за небольшого потока проникновения мембраны, питательная жидкость также должна циркулировать на мембране много раз, чтобы соответствовать требованиям к концентрации.

Прерывистая ультрафильтрация имеет преимущества высокой пропускаемости, высокой эффективности разделения, простоты эксплуатации, небольшого оборудования и площади мембраны, а также может реализовать быструю концентрацию небольшого количества запасного раствора. Поэтому он подходит для лабораторной и мелкомасштабной обработки продукта. Недостатком прерывистой ультрафильтрации является то, что производительность обработки невелика, в то время как мощность обработки непрерывной ультрафильтрации велика, а время пребывания питательной жидкости на мембране короткое, поэтому коэффициент концентрации низкий, поэтому требуется большая площадь мембраны.

Непрерывная работа

Сравнивались эффекты непрерывной пластинчатой ультрафильтрации и прерывистой пластинчатой ультрафильтрации при фильтрации и очистке ферментационного отвара цефалоспорина С. Было установлено, что непрерывная пластинчатая ультрафильтрация имеет преимущества низкого мембранного загрязнения, легкого восстановления мембранного флюса после очистки, хорошего качества фильтрата и равномерного фильтратного блока.

Непрерывная ультрафильтрация может быть разделена на одноступенчатую и многоступенчатую в соответствии с технологией оборудования. По режиму циркуляции перехваченной жидкости ее можно разделить на нециркуляцию и частичную циркуляцию. Среди них в процессе широко используются одноступенчатая частичная циркуляция и многоступенчатая частичная циркуляция. Характерной чертой одноступенчатой непрерывной ультрафильтрации является то, что процесс ультрафильтрации всегда осуществляется при высокой концентрации, поэтому проницаемость и скорость отбраковки низкие. Чтобы преодолеть этот недостаток, обычно используется многоступенчатая непрерывная работа. Концентрация циркулирующей жидкости в каждой секции многоступенчатой ультрафильтрации по очереди увеличивается, и концентрированная жидкость выводится в последнюю секцию. Поэтому питательная жидкость в предыдущих секциях может эксплуатироваться в более низкой концентрации.