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過濾是實驗室常用的技術(shù)，使用膜過濾器是效果且易于操作的過濾方法。從能量消耗，操作簡便和過濾效果上看，膜過濾優(yōu)于其他分離過程，比如蒸餾或結(jié)晶。特別是對于生化或藥物的應(yīng)用尤為重要，因為其中的蛋白質(zhì)和有效成分很多是熱敏感的。隨后實驗室的過濾工藝才可能被放大和改進，并zui終應(yīng)用到實際的大規(guī)模生產(chǎn)中。
過濾也是分離液體中固體顆粒的zui常用方法之一。我們熟悉的土壤是zui大的天然過濾器，地下水在通過不同類型的土壤之后積聚，并保留了各種成分，如顆粒物和污染物。
在生物和制藥技術(shù)行業(yè)的許多領(lǐng)域，包括食品和飲料行業(yè)，生物技術(shù)和飲用水處理行業(yè)，都普遍使用過濾膜用于過濾。
過濾膜的工作原理
膜過濾器的原理非常簡單：待過濾的溶液通過薄的微孔膜，其滲透性取決于孔的大小，與普通篩的網(wǎng)孔大小相當(dāng)。比濾膜孔更小的顆粒穿過濾膜，同時比過濾膜孔大的顆粒截留下來。
PTFE濾芯
由PTFE聚四氟乙烯制成的ZITEX圓形過濾器，除孔徑外的其他變量取決于過濾器的設(shè)計和材料。在簡單的過濾過程中，膜過濾器只作為一個膜片，待過濾的液體在壓力下通過該膜片被吸入或壓入。但是它們也可以作為過濾膜組或濾芯，在離心管中或在96孔板中作為高通量篩選(HTS)的微孔板來使用。膜過濾器的技術(shù)設(shè)計幾乎是無限的。
PVDF濾芯
PTFE聚四氟乙烯膜過濾器作為過濾器的特定應(yīng)用取決于不同材料，例如疏水性的PVDF，硝酸纖維素，醋酸纖維素，尼龍，PES和PTFE。材料的選擇取決于將要分離的物質(zhì)以及顆粒存在于何種溶劑中，PVDF和PTFE過濾膜更適合于特殊應(yīng)用，例如需要化學(xué)穩(wěn)定性過濾或清潔氣體過濾。
纖維素濾芯
硝酸纖維素膜和醋酸纖維素膜堪稱過濾材料中的“經(jīng)典過濾膜”，具有非常廣泛的應(yīng)用。
孔徑?jīng)Q定了應(yīng)用，根據(jù)孔徑的大小，將不同的過濾膜技術(shù)分為三類：微過濾，超過濾和納米級過濾。
1.微過濾膜技術(shù)
微孔過濾膜的孔徑一般在5μm和0.1μm之間?？讖綖?.1μm至0.2μm，可以分離酵母菌和細菌，這就是為什么微孔過濾膜在微生物實驗中經(jīng)常被使用，它是一種溫和快速的殺菌方法。例如注射式過濾器，即使在少量溶液的情況下，各種溶液也可以進行無菌過濾，這類微過濾膜主要應(yīng)用于研究和醫(yī)學(xué)工作。微型過濾錐由硼硅酸鹽玻璃制成。
在工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)上，這種濾膜技術(shù)以濾芯形式使用，特別是在醫(yī)藥，食品和飲料工業(yè)中。例如，在生物技術(shù)中用于生物反應(yīng)器中生長階段之后的“收獲”和細菌分離的生物技術(shù)，廢水處理或渾濁液的油水分離。這類過濾只需要低于2巴的低壓。
2.超過濾膜技術(shù)
大分子被濃縮時可使用超濾技術(shù)，所以過濾原理在這里被逆轉(zhuǎn)使用，超濾過濾膜孔徑在0.1μm和0.01μm之間。由于該技術(shù)主要用于濃縮蛋白質(zhì)，所以不被稱為“孔徑”，而是被特殊定義為“分子量切斷”(MWCO)或“標(biāo)稱分子量切斷”(NMWC)，SI 單元被稱為道爾頓(質(zhì)量單位，等于一氧原子的1/16)。MWCO值表示被膜截留的球狀分子的zui小分子量。為了安全起見，應(yīng)總是選擇MWCO值至少比要分離的大分子的分子量高20%。這種膜過濾技術(shù)的應(yīng)用，必須有外部壓力，通常在1-10巴之間。
離心管由無內(nèi)襯的PP管制成，也可用于離心力分離。使用離心過濾器需要有配合的特殊離心管，其底端帶有特定分子量值的過濾膜并充滿了待過濾的溶液。在離心過程中，溶液被壓進管底端的過濾膜進入離心管。大分子由于太大，被截留下來。離心過濾器有很多不同的設(shè)計，無論是小型還是大型，都可利用離心膜技術(shù)實現(xiàn)自己的過濾目的。離心過濾的一個變種被稱為“滲濾”，這是透析和過濾的組合，用于交換緩沖溶液或改變?nèi)芤褐宣}的濃度，飲用水處理廠大規(guī)模使用滲濾膜技術(shù)。
3.納米級過濾技術(shù)
納米級過濾使用帶更小孔徑的膜過濾器，其孔徑小于0.005μm。該膜過濾器用來截留更小的有機分子和鹽，例如重金屬離子。納米級過濾需要外部壓力，過濾壓力一般在10-80巴之間。納米級過濾膜技術(shù)zui主要應(yīng)用于污水處理中的污染物截留，并可在制藥和生物技術(shù)工業(yè)中用于分類和處理可回收物質(zhì)?，F(xiàn)在中國政府加大環(huán)境治理力度，嚴格控制工業(yè)排污，如何有效進行污水處理和回收有用物料成為生產(chǎn)企業(yè)的重要課題，RCT的納米級過濾膜產(chǎn)品可以幫助您解決這些難題。
納米級過濾工藝簡便且應(yīng)用廣泛，不僅可以使用過濾器進行消毒或濃縮，還可以將濾膜制成各種形狀，用于溶劑和緩沖液的日常精細過濾。許多分析儀器如HPLC或UHPLC系統(tǒng)，需要使用極其清潔和無顆粒的溶液，以防止毛細管堵塞和敏感的高孔隙吸附劑失活。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。
膜過濾器是可以“串聯(lián)”的，具有不同孔徑的膜過濾器可用于分離不同尺寸的粒子并將其分餾。例如預(yù)過濾器可以用來分離污垢和懸浮顆粒，后續(xù)過濾過程中，膜過濾器的孔徑可以逐漸減小，以zui終獲得所需的溶液純度或不同大小的分子。
總體看來，簡便的膜過濾技術(shù)顯示出巨大的潛力并被正確使用，可有效取代或替代許多其他清潔或提純工藝。
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