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原则
陶瓷膜分离过程是一种“错流过滤”形式的流体分离过程:原液在膜管中高速流动,含有小分子组分的澄清透过液沿垂直方向透过膜,含有大分子组分的混浊浓缩液被膜截留,使流体得到分离、浓缩和净化。
陶瓷膜是以孔隙率为30%~50%,孔径为50nm~15μm的陶瓷为载体,采用溶胶-凝胶法或其他工艺制成的不对称复合膜。用于分离的陶瓷膜的结构通常是夹层:支撑层(也叫载体层)、过渡层(也叫中间层)和膜层(也叫分离层)。支撑层的孔径一般为1~20μm,孔隙率为30%~65%,可以增加膜的机械强度。中间层的孔径比支撑层的孔径较小,其作用是在制备膜层的过程中防止颗粒渗透到多孔支撑层中。厚度约为20~60μm,孔隙率为30% ~ 40%。该膜具有分离功能,孔径为0.8纳米至1微米,厚度约为3至10微米,孔隙率为40%至55%。整个膜的孔径分布从支撑层到膜层逐渐减小,形成不对称的结构分布。
根据孔径大小,陶瓷膜可分为微滤(孔径大于50纳米)、超滤(孔径2 ~ 50纳米)和纳滤(孔径小于2纳米)。分离过程中,在外力的作用下,小分子物质透过膜,大分子物质被膜截留,从而达到分离、浓缩、纯化、除杂、灭 菌的目的。