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關(guān)于微濾

2013-10-23 20:01:19 來(lái)源：唐維

關(guān)于微濾

關(guān)于微濾
什么是濾膜?
濾膜(Membrane)又稱(chēng)分離膜。有人將濾膜依其孔徑之大小與分離效能之不同，大致可分類(lèi)為（由*大孔徑至*小孔徑）：

氣體分離濾膜(Gas Separation Membrane)
透析濾膜(Dialysis/Hemodialysis Membrane)
反滲透濾膜(Reverse Osmosis Membrane)
超濾膜(Ultrafiltration Membrane)
微孔濾膜(Microporous Membrane)

全球?yàn)V膜之應(yīng)用，乃始于二十世紀(jì)六十年代的海水淡化工程。目前除了大規(guī)模應(yīng)用于海水、苦咸水之淡化與純水、超純水生產(chǎn)外，由于濾膜在過(guò)濾、分離、吸附、擴(kuò)散等方面之高超效能與環(huán)保優(yōu)性，如今亦已廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥制程、化學(xué)工程、飲料制程、半導(dǎo)體電子沖洗、凈水處理、生化檢驗(yàn)等領(lǐng)域，儼然已成為本世紀(jì)生化科學(xué)中在過(guò)濾分離與檢驗(yàn)分析應(yīng)用上，極為重要之高新技術(shù)之一。
一般來(lái)說(shuō)，濾膜使用者根據(jù)其應(yīng)用上（過(guò)濾分離或檢驗(yàn)分析）之不同要求，采用不同種類(lèi)之濾膜。例如小分子的濃縮，通常使用NF或RO濾膜，而大分子的澄清，則使用UF或MF濾膜。各濾膜因不同之特質(zhì)與效能，在今日五花八門(mén)的科學(xué)與工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用上，均扮演著不可缺少之重要角色。

什么是微孔濾膜?
微孔濾膜從結(jié)構(gòu)上分析，乃一極薄濾膜，內(nèi)呈多孔海綿狀之結(jié)構(gòu)。一般常見(jiàn)之孔徑范圍為0.1微米至10微米。時(shí)下微孔濾膜之制造者，又按其形態(tài)差異，將其分類(lèi)為：

平板薄紙型濾膜(Flat Sheet Membrane)
中空纖維型濾膜(Hollow Fiber Membrane)
管狀型濾膜(Tubular Membrane)

而上述三者之中「平板薄紙型濾膜」又依其結(jié)構(gòu)上可再細(xì)分為「無(wú)支撐物之平板薄紙型濾膜Unsupported」與「有支撐之平板薄紙型濾膜Supported」兩種。若由此兩者制造上所需科技之要求，生產(chǎn)「無(wú)支撐物之平板薄紙型濾膜」則較生產(chǎn)「有支撐物之平板薄紙型濾膜」來(lái)得更為精密與復(fù)雜。
微孔過(guò)濾乃篩分過(guò)程，屬于精密過(guò)濾。微孔精密過(guò)濾是指濾除0.1μm至10μm 微粒之過(guò)濾技術(shù)，一般而言，過(guò)濾機(jī)理分表面型與深層型兩類(lèi)。微孔過(guò)濾乃篩分過(guò)程，屬于精密過(guò)濾。經(jīng)由高級(jí)技術(shù)制造的MF膜其過(guò)濾機(jī)理為表面型過(guò)濾。因過(guò)濾孔徑固定，故可確保過(guò)濾的精度與可靠度。深層過(guò)濾又分非固定不規(guī)則孔徑與固定不規(guī)則孔徑，前者如化纖繞線(xiàn)型濾芯，一般只作為比較粗糙的預(yù)過(guò)濾。

孔徑	用途
3.0-10.0μm	RO脫鹽前之保安過(guò)濾
0.6-0.8μm	大劑量注射液、大輸液中的微粒過(guò)濾，啤酒、飲料過(guò)濾，油類(lèi)光刻膠、噴漆溶劑等的澄清過(guò)濾
0.45μm	電子工業(yè)高純水終端過(guò)濾，MOS試劑的過(guò)濾
0.2μm	藥液、生物制劑和熱敏性流體的除菌過(guò)濾，電子工業(yè)超純水終端過(guò)濾，低度酒的澄清過(guò)濾

微孔過(guò)濾操作有無(wú)流動(dòng)(Deadend與錯(cuò)流(Crossflow兩種。前者應(yīng)用于稀(固體含量)料液和較小規(guī)模應(yīng)用。濾膜制成濾芯，大多為一次性。錯(cuò)流操作又稱(chēng)切線(xiàn)流操作，對(duì)于懸浮粒子大小、濃度的變化不很敏感，適用于較大規(guī)模之應(yīng)用，此類(lèi)操作的濾膜組件需經(jīng)常周期性清洗、再生。))
微孔濾膜之應(yīng)用極為廣泛。時(shí)下許多MF應(yīng)用中之微孔濾膜通常是一次性的，且使用壽命短�？諝膺^(guò)濾之微孔組件壽命可達(dá)幾個(gè)月，而過(guò)濾批量液體組件壽命可短至幾小時(shí)。

與濾膜有關(guān)的術(shù)語(yǔ)
Adsorption 吸附

是指氣態(tài)物質(zhì)的粒子、液態(tài)物質(zhì)的離子，或溶解質(zhì)的粒子，物理性覆蓋或吸附在另一相的表面之現(xiàn)象。例如：糖類(lèi)的脫色，油類(lèi)的漂白，肥皂之去垢，活性炭之吸附毒氣，均屬此理。

Affinity 親和力

指某物質(zhì)對(duì)其他物質(zhì)、分子、離子、電子或質(zhì)子等具有結(jié)合傾向力者謂之。

Air Flow Rate空氣通量

為測(cè)量空氣通過(guò)濾器之一種方法。即在不同的壓力、不同的孔率和不同濾器面積情況下，空氣所流過(guò)的流量。
在濾膜行業(yè)中，通常是在一個(gè)指定的壓力下，以立方英尺/分鐘/平方英尺或升/分鐘/平方米為單位來(lái)表示。

Buffer 緩沖劑

為一特定水溶液，其PH值不會(huì)因外加小量酸或堿而改變其PH值者稱(chēng)之。

Bubble Point 氣泡點(diǎn)

在微孔濾膜行業(yè)中，使用特定液體浸濕濾膜，并在特定溫度下，所須排擠出濾膜孔中液體的*小壓力之稱(chēng)。

Combination Filtration 混合過(guò)濾

混合過(guò)濾中包含有幾種不同孔徑的過(guò)濾介質(zhì)。例如由深層過(guò)濾媒質(zhì)和微孔濾膜過(guò)濾器而混合組裝的自制系統(tǒng)過(guò)濾裝置。這樣的裝置中獨(dú)立的預(yù)過(guò)濾和*終過(guò)濾串聯(lián)并用提供了一種經(jīng)濟(jì)的選擇。

Cross-flow Filtration 錯(cuò)流過(guò)濾

在cross-flow filtration中，過(guò)濾液沿著平行方向流向?yàn)V膜。在如此操作中，過(guò)濾液在濾膜表面上有著不同的過(guò)濾壓力，這使得一些濾液已通過(guò)濾膜，而剩下的濾液繼續(xù)沿著濾膜流動(dòng)。這種平行方向的過(guò)濾方法即為錯(cuò)流過(guò)濾。此法可以防止厚的微粒堆積形成“濾餅”。

Dead-end Filtration 無(wú)流動(dòng)過(guò)濾

在Dead-end filtration中，所有的過(guò)濾液體垂直流向流經(jīng)濾膜。所有比濾膜孔徑大的微粒截留在濾膜的表面，同時(shí)，在過(guò)濾的過(guò)程中，所有被截留的微粒會(huì)堆積在濾膜的表面，而形成一層“濾餅”。

Depth Filtration 深層過(guò)濾

深層過(guò)濾一般被劃定為：過(guò)濾后的微粒會(huì)停留在過(guò)濾介質(zhì)的表面及內(nèi)部。一般普通常見(jiàn)過(guò)濾器材都是采用深層過(guò)濾的。
深層濾質(zhì)多由纖維材質(zhì)組成重疊累積組成。這樣的濾質(zhì)依靠這些緊簇的密度和厚度來(lái)吸附微粒。

Filter 濾器，濾機(jī)

為分離固體與液體之用器。實(shí)驗(yàn)室用漏斗及濾紙，工業(yè)采用砂濾器、壓濾機(jī)，濾器及連續(xù)過(guò)濾機(jī)。
過(guò)濾器在其特定壓力下，以其過(guò)濾總量和阻礙微粒大小定義其過(guò)濾功效。一般來(lái)說(shuō)，阻礙程度及壓力越低時(shí)，過(guò)濾器的功效越大。

Filter Medium 濾介

為過(guò)濾材質(zhì)。如濾紙濾布、尼龍、石棉、木炭、砂礫、多孔陶器等，有微細(xì)小孔，足使液體通過(guò)，阻住固體。選用濾介之時(shí)，應(yīng)注意其過(guò)濾效力與過(guò)濾液之相容性。

Filter Medium 濾液

過(guò)濾液通過(guò)濾膜處理之后，得到的新液體。

Filtration 過(guò)濾，濾清

為分離固體與液體之一種方法，視性質(zhì)與容量分別采用過(guò)濾機(jī)、離心機(jī)、榨壓器或沉析器，完成其目的。

Flow Rate 流率

流率是在特定溫度及壓力下單位時(shí)間內(nèi)過(guò)濾液通過(guò)濾膜的總量。流率與濾膜表面性質(zhì)有密切關(guān)系。

Flow Rate 流量

流率和通量是濾材和設(shè)計(jì)性能的二個(gè)重要參數(shù)。這種性能取決于以下幾個(gè)方面：

1）Viscosity 粘性

粘度決定了液體流動(dòng)的難易。液體的粘度越高（在一定的溫度和壓力條件下）流率越低。而要達(dá)到相同流率時(shí)所需的壓力越高。

2）Differential Pressure 壓力差

過(guò)濾中進(jìn)口與出口的壓力差，當(dāng)濾器的滿(mǎn)負(fù)荷時(shí)，過(guò)濾壓力差增大。
為物體流動(dòng)時(shí)之阻力，即兩面接觸時(shí)移動(dòng)之抵抗力，一般而言，溫度升高黏性降低，壓力升高黏性略。

3) Porosity 孔率

Porosity是指濾膜上所有孔的體積占全部濾膜體積的比例。通常：濾膜有50-90%孔面積，流率與膜的Porosity有直接的關(guān)系。（孔越多意味著越高的流率）

4) Filtration Area 過(guò)濾面積

有效過(guò)濾面積（EFA)與過(guò)濾的量有直接關(guān)系（有效面積越大，產(chǎn)量越高）。有效過(guò)濾面積可能在一個(gè)很大的范圍內(nèi)浮動(dòng)，此值取決于濾器的材質(zhì)和設(shè)計(jì)。EFA是真正在過(guò)濾中使用到的面積。有效過(guò)濾面積越大，在一定壓力條件下的通量越大，濾液的產(chǎn)量越大。

應(yīng)用孔徑表

應(yīng)用/孔徑表	孔徑（μm）
真菌原生質(zhì)分離物體滅菌 <3μm的柱狀物 >3μm的粒狀物	0.1--0.2 0.2 0.45—1.0 0.45

Hydrophilic 親水性

Hydrophilicity的定義為親水性，親水性的濾膜通常有一層特殊化學(xué)層使得濾膜可以被水浸潤(rùn)。

Hydrophobic 疏水性

Hydrophobiity是對(duì)水的斥力的一個(gè)參考。疏水性濾膜很少完全不吸水。在觀察上可目視小水液滴停留在濾膜的表面而不會(huì)被表面吸附而擴(kuò)散成水面。疏水性的大小取決于濾材的孔徑和濾膜原料的特性。

Membrane Filter 濾膜過(guò)濾器

濾膜過(guò)濾一般被定義為表面過(guò)濾，過(guò)濾后的固體顆粒幾乎全在膜光滑的表面上。

Membrane filtration 濾膜過(guò)濾

利用濾膜表面的小孔，過(guò)濾掉比小孔孔徑大的微粒的過(guò)濾過(guò)程。簡(jiǎn)言之濾膜過(guò)濾是利用濾膜孔徑過(guò)濾的過(guò)程。

Microfiltration 微孔過(guò)濾

微孔過(guò)濾（又稱(chēng)微濾）是一種通過(guò)微孔濾膜去除液體或氣體中污染物的一種方法。微孔濾膜的孔徑一般在0.1μm到10μm之間,有兩種過(guò)濾技術(shù)在微濾中經(jīng)常被用即是，Dead-end Filtration, Cross-flow Filtration。微濾已經(jīng)廣泛運(yùn)用于生產(chǎn)和分析上，例如：純水的制備、澄清、廢水處理，等等... ...

Prefiltration 預(yù)濾