在發(fā)酵過濾領(lǐng)域,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜動態(tài)錯流過濾技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。在發(fā)酵生產(chǎn)流程中,需要將懸浮在發(fā)酵液中的固體顆粒與液體進(jìn)行分離,且要求濾速快、收率高,得到澄清濾液或純凈固體。傳統(tǒng)板框過濾在處理發(fā)酵液時,常面臨膜污染嚴(yán)重、處理效率低等問題。而飛潮的 Dycera 旋轉(zhuǎn)陶瓷膜過濾系統(tǒng)通過動態(tài)錯流過濾原理,讓膜片高速旋轉(zhuǎn),濾液以切線通過方式濾出,未濾液形成的湍流不斷沖洗膜表面,不僅防止濾膜阻塞,還提升了膜通量,延長了膜壽命,非常適合高粘度發(fā)酵液的過濾,對細(xì)胞顆粒破壞力小。在酶制劑生產(chǎn)過程中,發(fā)酵液的澄清處理極為關(guān)鍵。采用 Membralox^{®} 陶瓷錯流技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)與培養(yǎng)基特性無關(guān)的可靠和高質(zhì)量濾液。膜分離法不受細(xì)胞尺寸、密度以及介質(zhì)粘度影響,可提供完全的物理屏障,確保比較好分離效率,同時減少了下游工藝成本,提高了整體生產(chǎn)效率。某化工企業(yè)采用后年電費(fèi)從 200 萬降至 80 萬,綜合成本降 50% 以上。動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜結(jié)構(gòu)
動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜的工作原理基于以下技術(shù)優(yōu)勢:
陶瓷膜組件高速旋轉(zhuǎn)(轉(zhuǎn)速通常1000~3000轉(zhuǎn)/分鐘),在膜表面形成強(qiáng)剪切流,明顯降低濃差極化和濾餅層厚度,避免膜孔堵塞。
乳化油流體在離心力和剪切力作用下,油滴與雜質(zhì)的運(yùn)動軌跡被破壞,促進(jìn)油滴聚結(jié)和雜質(zhì)分離。
根據(jù)乳化油滴粒徑(通常0.1~10μm)選擇膜孔徑:
微濾(MF)膜(孔徑0.1~10μm):分離較大油滴及懸浮物。
超濾(UF)膜(孔徑0.01~0.1μm):截留膠體態(tài)油滴、表面活性劑及大分子雜質(zhì)。
陶瓷膜因耐污染、耐高溫、化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng),更適合乳化油的復(fù)雜工況。
旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力場與壓力場疊加,加速油滴向膜表面遷移,同時水相透過膜孔形成濾液,實(shí)現(xiàn)油相濃縮與水相凈化。 動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜案例融合數(shù)字孿生技術(shù)的智能化系統(tǒng),預(yù)測膜污染并優(yōu)化參數(shù),能耗降 12%。
抗污染能力:動態(tài)剪切減少膜表面濾餅層形成,膜通量衰減速率比靜態(tài)膜降低 50% 以上,清洗周期延長。
分離效率:油相截留率≥99%,水相含油量可降至 50ppm 以下,滿足嚴(yán)格排放標(biāo)準(zhǔn)(如 GB 8978-1996 三級標(biāo)準(zhǔn)≤100ppm)。
能耗與成本:相比化學(xué)破乳 + 離心工藝,藥劑用量減少 80%,能耗降低 30%~50%,設(shè)備占地面積減少 40%。
操作靈活性:可根據(jù)乳化油成分(如礦物油 / 植物油、表面活性劑類型)調(diào)整膜材質(zhì)與工藝參數(shù),適應(yīng)性強(qiáng)。
環(huán)保性:無化學(xué)藥劑殘留,濃縮油相可回收,減少危廢產(chǎn)生,符合綠色化工要求。
生物醫(yī)藥與發(fā)酵工程
在乳清蛋白、酶制劑生產(chǎn)中,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜可替代傳統(tǒng)離心+板框過濾組合工藝,實(shí)現(xiàn)發(fā)酵液的高效澄清。例如,采用Membralox®陶瓷膜處理青霉素發(fā)酵液時,濾液透光率>99%,下游純化成本降低30%。
超細(xì)粉體生產(chǎn):在球形氧化硅、納米碳酸鈣等粉體的制備中,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜可將漿料濃縮至固含量65%-70%,后續(xù)干燥能耗降低50%以上。例如,領(lǐng)動膜科技的碟式陶瓷膜在石墨漿料處理中,節(jié)水量超過60%,且粉體顆粒團(tuán)聚率下降40%。
工業(yè)廢水處理
針對含油廢水、重金屬廢水,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜可實(shí)現(xiàn)微米級顆粒物(如乳化油滴)的高效截留,出水濁度<0.1NTU。例如,上海科域的軸流旋轉(zhuǎn)膜過濾系統(tǒng)結(jié)合微納米氣泡技術(shù),可將垃圾滲濾液中的COD從50000mg/L降至500mg/L以下。
食品飲料加工
在果汁澄清、乳制品濃縮中,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜可保留天然風(fēng)味物質(zhì),同時實(shí)現(xiàn)無菌過濾。例如,處理蘋果汁時,膜通量可達(dá)80L/(m2?h),且無需添加助濾劑,產(chǎn)品保質(zhì)期延長20%。 錯流速率 4-6m/s,微濾壓力 2-3bar,優(yōu)化能耗與效率。
醬油澄清:傳統(tǒng)醬油過濾需添加助濾劑,陶瓷膜(0.1μm)可直接截留醬醪中的殘?jiān)⑽⑸?,濾液無需活性炭脫色,氨基酸態(tài)氮損失率<5%,且風(fēng)味物質(zhì)(如酯類、氨基酸)保留完整。
益生菌濃縮:采用錯流旋轉(zhuǎn)膜分離益生菌(如雙歧桿菌),菌體濃度從 10? CFU/mL 濃縮至 101? CFU/mL,存活率超 95%(傳統(tǒng)離心法存活率<70%),用于生產(chǎn)高活性益生菌制劑。
酒精回收:納濾膜可從料酒、米酒中分離乙醇(分子量 46Da),與蒸發(fā)法相比,能耗降低 60%,同時保留酯類香氣成分,提升產(chǎn)品風(fēng)味。 動態(tài)錯流技術(shù)突破傳統(tǒng)濾餅瓶頸,開創(chuàng)分離新紀(jì)元。生化系統(tǒng)廢水處理中動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜設(shè)備怎么樣
替代管式膜后端,濃縮倍數(shù)更高且節(jié)水節(jié)能。動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜結(jié)構(gòu)
從設(shè)備構(gòu)成來看,旋轉(zhuǎn)陶瓷膜過濾裝置通常包括料液罐、旋轉(zhuǎn)膜組、驅(qū)動結(jié)構(gòu)等部分。旋轉(zhuǎn)膜組由殼體、空心轉(zhuǎn)動軸和具有夾層的過濾膜片組成。轉(zhuǎn)動軸分為殼體內(nèi)的收液部和殼體外的出液部,二者內(nèi)部空間連通。過濾膜片安裝在收液部上,其夾層與收液部相連。出液部連接轉(zhuǎn)動驅(qū)動結(jié)構(gòu),并設(shè)有清液出口,殼體上設(shè)有進(jìn)液口和濃液出口,進(jìn)液口通過供料泵與料液罐連通,濃液出口通過濃液回流閥連通料液罐。部分裝置還配備反沖罐,用于對膜片進(jìn)行反沖洗,以恢復(fù)膜的性能,延長使用壽命。動態(tài)錯流旋轉(zhuǎn)陶瓷膜結(jié)構(gòu)
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