表面型微濾器

一個(gè)清潔的或新的微濾器的滲透通量通常可達(dá)1000L/m²以上，但在操作過(guò)程中，滲透通量通常下降到接近于超濾的水平。如果物料顆粒塞入過(guò)濾器的膜孔內(nèi)，滲透通量可能會(huì)降低到更低的數(shù)值。因此，在固液分離操作中，錯(cuò)流微濾有可能實(shí)現(xiàn)非常高的滲透通量，但是由于膜表面的污染，這一點(diǎn)很難實(shí)現(xiàn)。如果該污染僅限于膜表面附近的沉積層，那么就可以用前一節(jié)所講機(jī)械方法將其清除或減小其影響。過(guò)濾器的不可逆污染通常是由于原料在膜內(nèi)部發(fā)生吸附、沉積造成的。工業(yè)上使用的普通微濾器是依靠深層過(guò)濾機(jī)理來(lái)實(shí)現(xiàn)其孔截留的，見圖10-2、圖10-9和圖10-10。與之相反，表面微濾器并不是依靠曲折的流道來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)顆粒的截留。例如實(shí)驗(yàn)室中常用的一種表面微濾器是核孔膜過(guò)濾器。核孔膜是通過(guò)對(duì)聚合物薄膜進(jìn)行核照射和化學(xué)刻蝕而得到的。這就使膜上有高度均勻的直通圓孔，它就不是靠曲折的孔道來(lái)實(shí)現(xiàn)其對(duì)顆粒的截留。由于它濾除的特大顆粒和其他被沉積層捕捉的懸浮物均保留在過(guò)濾元件表面，因此，它們被描述成篩網(wǎng)。

人們對(duì)工業(yè)中使用的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的錯(cuò)流式表面型微濾器另外進(jìn)行了改進(jìn)，目的是生產(chǎn)出一種流動(dòng)面積高、有效孔徑小、盡可能薄但同時(shí)保持足夠機(jī)械強(qiáng)度的微濾膜。這種膜器可能會(huì)使錯(cuò)流式微濾裝置在大型化工業(yè)生產(chǎn)中得到更廣泛的應(yīng)用。如今設(shè)計(jì)和試驗(yàn)中的表面型膜，通常是基于光學(xué)和化學(xué)腐蝕方法形成孔結(jié)構(gòu)，圖10-28為一表面型微濾膜在掃描電子顯微鏡下的照片表面型微濾器用于處理含酵母、紅細(xì)胞、含有分散油滴的懸浮液，并可達(dá)到數(shù)百甚至數(shù)千L/m²的穩(wěn)態(tài)滲透通量。使用深層過(guò)濾機(jī) 理的常規(guī)微濾膜器在處理以上的料液時(shí)，所能達(dá)到的準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)滲透通量遠(yuǎn)小于100L/m² 。

錯(cuò)流式微濾是三種壓力推動(dòng)的膜過(guò)程（反滲透、超濾、微濾）中的最后一個(gè)被普遍商業(yè)化的膜過(guò)程，但真正的表面型微濾器的不斷發(fā)展，將使此技術(shù)在大型化工業(yè)生產(chǎn)中得到更廣泛應(yīng)用。