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中压区和高压区减少浓差极化现象的措施有哪些

日期:2022-07-29    发布人:杭州菲贝   阅读量:0

通过促进物质传递,增大物质传质系数,可以达到减少甚至消除浓差极化现象的目的.

中压区

当操作压力介于plp2之间时,浓差极化阻力占主导地位,通量与操作压力呈曲线关系。故此时应尽量减少浓差极化阻力。通过促进物质传递,增大物质传质系数,可以达到减少甚至消除浓差极化现象的目的。主要措施包括:

(1)   增大料液流速:增大料液流速就增大了溶质与溶剂的扩散速度,减小浓差极化层厚度,从而提高膜通量。但料液流速的升高会增加系统的能耗,所以料液流速不能无限制地升高,此时存在一个投资效益问题;另外,料液流速越高,流体剪切力越大,此时应考虑某些生物产品对剪切力的敏感性。

(2)  升高料液温度:温度升高,溶质和溶剂的扩散系数要增大,浓差极化会减弱。

(3)   选择合适的膜组件结构:当料液的固含量较低且产品是透过液时,组件结构的选择余地较大。如浓缩液是产品时,选择组件结构时要慎重。一般来说应尽量选择流道较窄的膜组件形式。如选用中空纤维式和薄流道式,料液流速高,剪切力大,能减弱浓差极化和防止凝胶层形成。一般不宜釆用流道中有隔网的组件,因为这样会造成固体在膜面沉积,且清洗困难。

高压区

当操作压力大于p2时,膜面形成了凝胶层,凝胶层阻力占主导地位,此时膜通量与操作压力无关。实际应用中应尽量避免凝胶层的形成。因为凝胶层是浓差极化造成的,所以防止凝胶层形成的方法与控制浓差极化的方法一样。

在实际应用中,超滤膜的操作压力通常选择在中压区,这样既能保证有较高的膜通量,又能防止凝胶层的形成,过滤总阻力不致太高。尽管上述方法在一定程度上可以减少膜污染和浓差极化,但是并不能完全阻止,所以还必须对膜进行定期的物理清洗和化学清洗。

图9-27操作压力对膜通量的影响