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低压区影响膜污染阻力的主要因素有哪些

日期:2022-07-29    发布人:杭州菲贝   阅读量:0

当操作压力位于低压区时,膜阻力主要来自于膜自身的机械阻力和膜污染阻力,膜通量与膜两侧压差成正比例关系。此时,若工作压力不变,要保证较高的膜通量,只有尽量减小膜的机械阻力和膜污染阻力。其中,膜的机械阻力与膜材料和膜结构有关,一旦膜选定后,其大小几乎不变。因此,应主要考虑膜污染阻力。而影响膜污染阻力的主要因素有:

(1)   膜材料:膜的亲疏水性和荷电性会影响膜与溶质之间的作用力大小,所以在设计膜装置之前,应根据料液性质,在不同条件下对膜材料进行筛选。一般强亲水性和强疏水性且表面电荷与溶质电荷相同的膜较耐污染。

(2)  膜孔径:理论上,在保证膜的截留率的前提下,为了能够获得较高的膜通量,应尽量选择孔径大一些的膜。但实验结果显示,当选用更大孔径的膜后,因有更高的膜污染速率,膜通量反而下降得更快。一般应选择孔径比被截留粒子尺寸小一个数量级的膜。

(3)  溶液pH:溶液pH值对蛋白质在水中的溶解性、荷电性及分子构型有很大影响。通常蛋白质在等电点时溶解度最低,偏离等电点时溶解度增加,并带一定量的电荷。因此在用膜分离、浓缩蛋白质和酶时,在不使蛋白质或酶变性失活的前提下,把pH值调至远离等电点,可以减少膜污染。

(4)   :无机盐对膜污染产生重大影响的方式为:一是有些无机盐复合物会在膜表面或膜孔内直接沉积,或使膜对蛋白质的吸附量增大而污染膜;二是无机盐改变了溶液的离子强度,影响到蛋白质的溶解性、构型与悬浮状态,使其形成的沉积层疏密程度发生改变,从而影响膜的过滤阻力并最终导致膜通量的改变。但无机盐对膜污染的影响与膜的化学特性、待分离蛋白质的特性及料液pH值有关,需进行综合考虑。

(5)   温度:通常情况下,温度的升高会使料液黏度降低,从而增大膜通量。但对某些蛋白质来说,温度升高会造成膜对这些蛋白质的吸附量增大,反而使膜通量降低。对基因工程产品、生物活性制品等来说,温度过高会导致产品失活。另外,膜本身也有一个适宜的工作温度范围,过高的温度会破坏膜的化学结构,而改变膜性能。

低压区影响膜污染阻力的主要因素有哪些