纳滤是一种介于超滤和反渗透之间的压力驱动的膜分离过程。其核心原件-纳滤膜材料由于具有纳米尺寸的微孔(孔径:1~2nm)且表面荷电,使得纳滤膜不仅可以截留分子量在200~1000Da的有机小分子,而且对离子具有一定的截留效应。
可根据目标产品分子量做出选择,在超滤的基础上进一步脱除小分子蛋白、多肽、二价盐等杂质,陶瓷膜设备费用,可分离单糖与多糖、单价盐与多价盐,实现传统工艺无法达到的效果。
陶瓷膜是由孔隙率30%~50%、孔径50nm~15μm的陶瓷载体,采用溶胶-凝胶法或其它工艺制作而成的非对称复合膜。用于分离的陶瓷膜的结构通常为三明治式的:支撑层、过渡层、膜层。其中支撑层的孔径一般为1~20μm,孔隙率为30%~65%,其作用是增加膜的机械强度。
因开发时期较晚且成本高昂,无机分离膜领域所占的市场份额还比较小,1997年美国无机膜市场销售额为1亿美元,其中陶瓷膜占80%左右,仅占膜市场的9%。另据估计,2004年世界陶瓷膜的市场销售额约超过100亿美元,无机膜的市场占有率占12%。由于陶瓷膜在精密过滤分离中的成功应用,其市场销售额以30%的年增长率发展。
陶瓷膜分离是一种与孔径大小相关的筛分过程,采用动态的错流过滤方式:原料液通过循环泵在陶瓷膜孔道中作高速循环运动,在压力作用下,澄清渗透液通过陶瓷膜片和多孔的陶瓷基体,沿与之垂直方向向外透过膜,浓缩液被膜截留,并在孔道中作高速流动而引起湍流,不断冲洗陶瓷膜片内表面,将附在滤膜上的少量沉积物带走,保持稳定的清液流出,从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。
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