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过滤浓缩机(超滤浓缩机)

来源:www.haichao.net  时间:2023-01-19 03:59   点击:186  编辑:admin   手机版

1. 超滤浓缩机

可能是这个蛋白的水溶性较差,也就是只能保持在一定浓度不能太高另外就和这个蛋白的稳定性有关了,超滤时保持低温,体积缩小一点后就把滤液混匀避免局部浓度过高,选择更合适的缓冲液,添加一点甘油等小分子物质等都可以增加蛋白的稳定性。

2. 纳滤浓缩设备

浓缩果汁是原汁浓缩到1/2-1/6而制成。传统的真空蒸发浓缩在处理糖度较稀的果汁时,不仅处理温度高,能量消耗大,而且对于果汁有效成分的破坏也很大。膜在浓缩还原果汁中的应用主要在原汁超滤除果胶和果肉、蛋白质和纳滤浓缩果汁上。

  一、浓缩还原果汁工艺:

  水果—清洗—榨汁—酶解—膜分离澄清脱色—膜分离浓缩—浓缩汁

  二、浓缩还原果汁工艺优点:

  1、超滤脱色后的果汁色值稳定,在运行成本也远远小于树脂吸附。

  2、膜法浓缩不存在相态变化,因此无需加热,因此处理温度低,能够很好的保护果汁中的营养成分,这给生产带来更多的选择,低糖度果汁可以作为国内市场或区域市场的产品向市场提供。

  3、适合于处理传统生化方法难以处理的含酸碱废水,处理后的水可以达到生产用水标准,既达到了处理废水的目的,又可以回收部分水。

3. 超滤浓缩器

透析和超滤基本原理差不多,都是利用半透膜分离大小不同的分子。但是也有一些区别,主要是应用范围不同。具体介绍如下:

透析

自Thomas Graham 1861年发明透析方法至今已有一百多年。透析已成为生物化学实验室最简便最常用的分离纯化技术之一。在生物大分子的制备过程中,除盐、除少量有机溶剂、除去生物小分子杂质和浓缩样品等都要用到透析的技术。

透析只需要使用专用的半透膜即可完成。通常是将半透膜制成袋状,将生物大分子样品溶液置入袋内,将此透析袋浸入水或缓冲液中,样品溶液中的大分子量的生物大分子被截留在袋内,而盐和小分子物质不断扩散透析到袋外,直到袋内外两边的浓度达到平衡为止。保留在透析袋内未透析出的样品溶液称为"保留液",袋(膜)外的溶液称为"渗出液"或"透析液"。

透析的动力是扩散压,扩散压是由横跨膜两边的浓度梯度形成的。透析的速度反比于膜的厚度,正比于欲透析的小分子溶质在膜内外两边的浓度梯度,还正比于膜的面积和温度,通常是4℃透析,升高温度可加快透析速度。

透析膜可用动物膜和玻璃纸等,但用的最多的还是用纤维素制成的透析膜,目前常用的是美国Union Carbide (联合碳化物公司)和美国光谱医学公司生产的各种尺寸的透析管,截留分子量MwCO(即留在透析袋内的生物大分子的最小分子量,缩写为MwCO)通常为1万左右。商品透析袋制成管状,其扁平宽度为23 mm~50 mm不等。为防干裂,出厂时都用10%的甘油处理过,并含有极微量的硫化物、重金属和一些具有紫外吸收的杂质,它们对蛋白质和其它生物活物质有害,用前必须除去。可先用50%乙醇煮沸1小时,再依次用50%乙醇、0.01 mol/L碳酸氢钠和0.001 mol/L EDTA溶液洗涤,最后用蒸馏水冲洗即可使用。实验证明,50%乙醇处理对除去具有紫外吸收的杂质特别有效。使用后的透析袋洗净后可存于4℃蒸馏水中,若长时间不用,可加少量NaN2,以防长菌。洗净凉干的透析袋弯折时易裂口,用时必须仔细检查,不漏时方可重复使用。

新透析袋如不作如上地殊处理,则可用沸水煮五至十分钟,再用蒸馏水洗净,即可使用。使用时,一端用橡皮筋或线绳扎紧,也可以使用特制的透析袋夹夹紧,由另一端灌满水,用手指稍加压,检查不漏,方可装入待透析液,通常要留三分之一至一半的空间,以防透析过程中,透析的小分子量较大时,袋外的水和缓冲液过量进入袋内将袋涨破。含盐量很高的蛋白质溶液透析过夜时,体积增加50%是正常的。为了加快透析速度,除多次更换透析液外,还可使用磁子搅拌。透析的容器要大一些,可以使用大烧杯、大量筒和塑料桶。小量体积溶液的透析,可在袋内放一截两头烧园的玻璃棒或两端封口的玻璃管,以使透析袋沉入液面以下。

检查透析效果的方法是:用1% BaCl2检查(NH4)2SO4,用1% AgNO3 检查NaCl、KCl等。

为了提高透析效率,还可以使用各种透析装置。使用者也可以自行设计与制作各种简易的透析装置。美国生物医学公司(Biomed Instruments Inc.)生产的各种型号的Zeineh 透析器,由于使用对流透析的原理,使透析速度和效率大大提高。

超滤

超过滤即超滤,自20年代问世后,直至60年代以来发展迅速,很快由实验室规模的分离手段发展成重要的工业单元操作技术。超滤现已成为一种重要的生化实验技术,广泛用于含有各种小分子溶质的各种生物大分子(如蛋白质、酶、核酸等)的浓缩、分离和纯化。

超滤是一种加压膜分离技术,即在一定的压力下,使小分子溶质和溶剂穿过一定孔径地制的薄膜,而使大分子溶质不能透过,留在膜的一边,从而使大分子物质得到了部分的纯化。超滤根据所加的操作压力和所用膜的平均孔径的不同,可分为微孔过滤、超滤和反渗透三种。微孔过滤所用的操作压通常小于4×104 Pa,膜的平均孔径为500埃~14微米(1微米=104埃),用于分离较大的微粒、细菌和污染物等。超滤所用操作压为4×104 Pa~7×105 Pa,膜的平均孔径为10-100埃,用于分离大分子溶质。反渗透所用的操作压比超滤更大,常达到35×105 Pa~140×105 Pa,膜的平均孔径最小,一般为10埃以下,用于分离小分子溶质,如海水脱盐,制高纯水等。

超滤技术的优点是操作简便,成本低廉,不需增加任何化学试剂,尤其是超滤技术的实验条件温和,与蒸发、冰冻干燥相比没有相的变化,而且不引起温度、pH的变化,因而可以防止生物大分子的变、失活和自溶。

在生物大分子的制备技术中,超滤主要用于生物大分子的脱盐、脱水和浓缩等。

超滤法也有一定的局限,它不能直接得到干粉制剂。对于蛋白质溶液,一般只能得到10~50%的浓度。

超滤技术的关键是膜。膜有各种不同的类型和规格,可根据工作的需要来选用。早期的膜是各向同的均匀膜,即现在常用的微孔薄膜,其孔径通常是0.05mm 和0.025mm。近几年来生产了一些各向异的不对称超滤膜,其中一种各向异扩散膜是由一层非常薄的、具有一定孔径的多孔"皮肤层"(厚约0.1mm ~1.0mm ),和一层相对厚得多的(约1mm )更易通渗的、作为支撑用的"海绵层"组成。皮肤层决定了膜的选择,而海绵层增加了机械强度。由于皮肤层非常薄,因此高效、通透好、流量大,且不易被溶质阻塞而导致流速下降。常用的膜一般是由乙酸纤维或硝酸纤维或此二者的混合物制成。近年来为适应制药和食品工业上灭菌的需要,发展了非纤维型的各向异膜,例如聚砜膜、聚砜酰胺膜和聚丙烯腈膜等。这种膜在pH 1~14都是稳定的,且能在90℃下正常工作。超滤膜通常是比较稳定的,若使用恰当,能连续用1~2年。暂时不用,可浸在1%甲醛溶液或0.2% 叠氮化钠NaN3中保存。

超滤膜的基本能指标主要有:水通量(cm3/(cm2·h));截留率(以百分率%表示);化学物理稳定(包括机械强度)等。

超滤装置一般由若干超滤组件构成。通常可分为板框式、管式、螺旋卷式和中空纤维式四种主要类型。由于超滤法处理的液体多数是含有水溶生物大分子、有机胶体、多糖及微生物等。这些物质极易粘附和沉积于膜表面上,造成严重的浓差极化和堵塞,这是超滤法最关键的问题,要克服浓差极化,通常可加大液体流量,加强湍流和加强搅拌。

国外生产超滤膜和超滤装置最有名的厂家是美国的Milipore公司和德国的Sartorius公司。国内主要的研究机构和生产厂家是:中科院生态环境研究中心、杭州淡化和水处理开发中心、兰州膜科学技术研究所、无锡化工研究所、上海医药工业研究所、天津膜分离工程研究所、北京化工厂、常熟膜分离实验厂、无锡市超滤设备厂、无锡纯水设备厂、天津超滤设备厂、湖北沙市水处理设备厂等。从膜的品种,以及从某些研究工作的深度方面看,我国与世畀先进国家的差距不很大,但在膜的质量能及商品化方面尚有较大差距。

在生物制品中应用超滤法有很高的经济效益,例如供静脉注射的25%人胎盘血白蛋白(即胎白)通常是用硫酸铵盐析法、透析脱盐、真空浓缩等工艺制备的,该工艺流程硫酸铵耗量大,能源消耗多,操诈时间长,透析过程易产生污染。改用超滤工艺后,平均回收率可达97.18%;吸附损失为1.69%;透过损失为1.23%;截留率为98.77%。大幅度提高了白蛋白的产量和质量,每年可节省硫酸铵6.2吨,自来水16000吨。

超滤技术的应用有很好的前景,应引起足够的重视。

4. 浓缩压滤机

脱水和干燥是固体和液体分离的过程。绝大多数选煤厂分选过程是在水中进行的,为此选煤产品在出厂前需进行脱水,以满足用户和运输要求。

根据不同的工艺环节,使用的脱水方法很多,大致可以分为以下几种:

靠重力而实现的脱水。又可细分为以下两种形式:

(1) 重力脱水

自然重力脱水:即利用物料颗粒表面水分的重力作用而脱水。

重力浓缩脱水: 即依靠细粒物料的重力作用,在液体中沉降的方法,来实现固液分离。

(2) 机械力脱水

靠机械力而实现的水和物料的分离。

筛分脱水: 靠物料与筛面做相对运动产生的惯性力而脱水,如直线振动筛的脱水。

离心脱水:利用离心力作用使固液分离或提高煤泥水的浓度,如过滤式离心机和沉降式离心脱水机等的脱水。

过滤脱水:利用真空抽吸的负压力使固被分离,如真空过滤机的脱水。

压力脱水:利用机械力造成的正压力使固液分离,如板框压滤机的脱水。

(3) 热能脱水

利用热能使水汽化而蒸发的脱水,如火力干燥及光曝晒等。

选煤厂常用的脱水方法是重力脱水、机械脱水和热能脱水。

5. 超滤浓缩机作用

  它们的过滤孔径不同  超滤膜:能截留0.002-0.1  微米之间的大分子物质和蛋白质。超滤膜允许小分子物质和溶解性固体(无机盐)等通过,同时将截留下胶体、蛋白质、微生物和大分子有机物,用于表示超滤膜孔径大小的切割分子量范围一般在1000-500000之间。超滤膜的运行压力一般1-7bar。  纳滤膜:能截留纳米级(0.001微米)的物质。纳滤膜的操作区间介于超滤和反渗透之间,其截留有机物的分子量约为200-800MW左右,截留溶解盐类的能力为20%-98%之间,对可溶性单价离子的去除率低于高价离子,纳滤一般用于去除地表水中的有机物和色素、地下水中的硬度及镭,且部分去除溶解盐,在食品和医药生产中有用物质的提取、浓缩。纳滤膜的运行压力一般3.5-30bar。

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