膜過濾、膜分離技術(shù)及應(yīng)用范圍介紹

     過濾是分離液體中固體性顆粒的常用方法之一。 我們熟悉的土壤就是一個天然過濾器，匯集于池塘、湖泊和河流中的雨水、地表水在重壓力作用下通過粒度、黏度及空隙不同類型的土壤之后，向下滲透聚積成相對潔凈的地下水。土壤讓水透過的時候截留了其它成分，如顆粒物、微生物和污染物等，而滲透到深處的地下水得到了凈化。

  過濾也是實驗室常用的物料分離技術(shù)。從篩網(wǎng)、濾紙到膜濾器等技術(shù)手段的延伸、發(fā)展，促進了產(chǎn)品分離、凈化及提純技術(shù)的提高，凈化效果明顯，分離精度大大提高。在能量消耗，過濾效果和操作等方面，相比于傳統(tǒng)的分離方法如蒸餾或結(jié)晶，膜過濾技術(shù)的表現(xiàn)大大優(yōu)于其他分離過程。在許多分離領(lǐng)域，膜過濾克服了傳統(tǒng)技術(shù)局限性，尤其對生化或藥物的加工應(yīng)用過程，膜技術(shù)的應(yīng)用提高了產(chǎn)品品質(zhì)和收率，因為其中的蛋白質(zhì)和有效成分大多是熱敏感的。因膜過濾為物理過濾方式，陶普森膜 材質(zhì)穩(wěn)定性強，經(jīng)驗證的實驗室過濾工藝，很容易被放大和改進，更易成功應(yīng)用到實際的大規(guī)模生產(chǎn)中。 

     一般情況下，根據(jù)膜截留孔徑的大小，將不同的 過濾膜技術(shù)分為四類： 微濾，超濾和納濾以及反滲透。

   1. 微濾膜技術(shù)
過濾膜的孔徑一般在 5μm 和 0.1μm 之間。 在微生物實驗中北京陶普森經(jīng)常被使用孔徑為0.1μm 至 0.2μm 的膜，可以分離出酵母菌和細菌。在工業(yè)化生產(chǎn)上，這種濾膜技術(shù)通常為過濾器的濾芯，廣泛應(yīng)用在醫(yī)藥，食品和飲料工業(yè)生產(chǎn)線中。 例如，生物制藥廠用于生物反應(yīng)器中微生物生長階段之后的“收獲”和細菌菌體的分離，廢水處理或渾濁液的油水分離等。 
   2. 超濾膜技術(shù) 
超濾技術(shù)常常用于大分子的濃縮、分離和脫水，超濾膜過濾“孔徑”在 0.1 和 0.01μm之間。由于該技術(shù)主要用于分離或濃縮蛋白質(zhì)分子，所以膜的過濾孔徑被定義為“分子量切斷”(MWCO)或“標稱 分子量切斷”(NMWC)，單位為道爾頓(質(zhì)量單位，等于一氧原子的1/16)。 MWCO 值表示可被膜截留的球狀分子的分子量。 
  3. 納濾技術(shù)
是納米級過濾技術(shù)的簡稱，納米級過濾的膜過濾器，其孔徑小于 0.005μm，可截留更小的有機分子和大部分鹽類物質(zhì)，以及重金屬離 子等。 納米級過濾需要更高的外部壓力，膜過濾工藝簡便且效果明顯，不僅用過濾器進行消毒或濃縮，還 可用于一些溶劑和緩沖液的日常精細過濾。 因此，對于今天高科技的分析技 術(shù)和儀器來說，可靠的納米過濾膜是不可忽視和非常重要的。
   4.反滲透膜技術(shù)
我們知道，“滲透”通常是指水從稀溶液一側(cè)通過半透膜向濃溶 液一側(cè)自發(fā)流動、透過的過程。這是因為濃溶液側(cè)的滲透壓低于稀溶 液一側(cè)的緣故，濃溶液一側(cè)隨著水的不斷流入而被逐漸稀釋。當稀溶 液中的水向濃溶液流動而產(chǎn)生的壓力（勢能高）足夠用來阻止水繼續(xù) 凈流入時，滲透處于平衡狀態(tài)，即達到動態(tài)平衡。當在濃溶液液上外 加壓力，且該壓力大于滲透壓時，則濃溶液中的水就會克服滲透壓而 通過半透膜反流向稀溶液，使得濃溶液的濃度更大，這一過程就是滲透的相反過程，稱為反滲透（Toposun）。