超濾膜,是一種孔徑規(guī)格一致,額定孔徑范圍為0.001-0.02微米的微孔過濾膜。在膜的一側(cè)施以適當壓力,就能篩出小于孔徑的溶質(zhì)分子,以分離分子量大于500道爾頓(原子質(zhì)量單位)、粒徑大于10納米的顆粒。超濾膜是zui早開發(fā)的高分子分離膜之一,在60年代超濾裝置就實現(xiàn)了工業(yè)化。
超濾膜的工業(yè)應用十分廣泛,已成為新型化工單元操作之一。用于分離、濃縮、純化生物制品、醫(yī)藥制品以及食品工業(yè)中;還用于血液處理、廢水處理和超純水制備中的終端處理裝置。在我國已成功地利用超濾膜進行了中草藥的濃縮提純。超濾膜隨著技術(shù)的進步,其篩選功能必將得到改進和加強,對人類社會的貢獻也將越來越大。
超濾膜的結(jié)構(gòu)有對稱和非對稱之分。前者是各向同性的,沒有皮層,所有方向上的孔隙都是一樣的,屬于深層過濾;后者具有較致密的表層和以指狀結(jié)構(gòu)為主的底層,表層厚度為0.1微米或更小,并具有排列有序的微孔,底層厚度為200~250微米,屬于表層過濾。工業(yè)使用的超濾膜一般為非對稱膜。超濾膜的膜材料主要有纖維素及其衍生物、聚碳酸酯、聚氯乙烯、聚偏氟乙烯、聚砜、聚丙烯腈、聚酰胺、聚砜酰胺、磺化聚砜、交鏈的聚乙烯醇、改性丙烯酸聚合物等等。
超濾膜篩分過程,以膜兩側(cè)的壓力差為驅(qū)動力,以超濾膜為過濾介質(zhì),在一定的壓力下,當原液流過膜表面時,超濾膜表面密布的許多細小的微孔只允許水及小分子物質(zhì)通過而成為透過液,而原液中體積大于膜表面微孔徑的物質(zhì)則被截留在膜的進液側(cè),成為濃縮液,因而實現(xiàn)對原液的凈化、分離和濃縮的目的。每米長的超濾膜絲管壁上約有60億個0.01微米的微孔,其孔徑只允許水分子、水中的有益礦物質(zhì)和微量元素通過,而zui小細菌的體積都在0.02微米以上,因此細菌以及比細菌體積大得多的膠體、鐵銹、懸浮物、泥沙、大分子有機物等都能被超濾膜截留下來,從而實現(xiàn)了凈化過程。
其計算公式為:
S內(nèi)=πdL×n
S外=πDL×n
其中:S內(nèi)為膜絲總內(nèi)表面積,d為超濾膜絲的內(nèi)徑;
S外為膜絲總外表面積,D為超濾膜絲的外徑;
L為超濾膜絲的長度;
n為超濾膜絲的根數(shù)。
內(nèi)壓式和外壓式中空纖維超濾膜
3H-2000PB型超濾膜孔徑分析儀應用范圍:
3H-2000PB型超濾膜孔徑分析儀主要用于濾膜、織物、纖維、紙張、陶瓷、燒結(jié)金屬、巖石、混凝土等材料的貫通孔的孔徑分布及滲透率測試。
3H-2000PB型超濾膜孔徑分析儀性能參數(shù):
分析功能:泡點直徑(zui大孔直徑);平均流量孔徑(平均孔徑);zui小孔徑;
孔徑分布、累計/差分流量分布;氣體滲透率;干、濕氣體流量;
測試過程:全自動;
真空助潤裝置:儀器具有全自動真空助潤裝置,可自定義自動真空潤濕的次數(shù)和時長;
孔徑測試范圍:0.02-500um;
壓力測試范圍:0-1bar,0-40bar;高精度進口雙壓力傳感器,分段壓力量程,量程互補,自動切換;
流量測試范圍:0-1L/min,0-100L/min;高精度進口雙流量傳感器,分段流量量程,量程互補,自動切換;
樣品池:標配:圓形;
直徑13mm(適應樣品厚度0-6mm);
直徑25mm(適應樣品厚度0-7mm);
直徑47mm(適應樣品厚度0-9mm);
其它形狀和尺寸可定做;
測試精度:壓力靈敏度:± 0.05 mbar ;
流量靈敏度:± 0.5ml/min;
氣路管路:全不銹鋼管路,金屬硬密封,密封性好,耐壓高,耐腐蝕,高耐用;
儀器配件:關(guān)鍵部件壓力傳感器、流量傳感器、閥門、管路、接頭等全部進口;
售后服務:專業(yè)且完善的售后服務系統(tǒng),可提供24小時咨詢,48小時內(nèi)現(xiàn)場服務,北京,上海,廣州均設(shè)有服務機構(gòu),全力保障用戶儀器正常運行;
儀器規(guī)格:尺寸:長72cm寬55cm高48cm,凈重:35Kg,電壓:AC220v±5%,功率小于1000瓦。
3H-2000PB型儀基本原理:
以某種膜材料為例,將膜用可與其浸潤的液體充分潤濕,由于表面張力的存在,浸潤液將被 束縛在膜的孔隙內(nèi);給膜的一側(cè)加以逐漸增大的氣體壓強,當氣體壓強達到大于某孔徑內(nèi)浸潤液的表面張力產(chǎn)生的壓強時,該孔徑中的浸潤液將被氣體推出;由于孔徑越小,表面張力產(chǎn)生的壓強越高,所以要推出其中的浸潤液所需施加的氣體壓強也越高;同樣,可知,孔徑zui大的孔內(nèi)的浸潤液將首先會被推出,使氣體透過,然后隨著壓力的升高,孔徑由大到小,孔中的浸潤液依次被推出,使氣體透過,直至全部的孔被打開,達到與干膜相同的透過率;
首先被打開的孔所對應的壓力,為泡點壓力,該壓力所對應的孔徑為zui大孔徑; 在此過程中,實時記錄壓力和流量,得到壓力-流量曲線;壓力反應孔徑大小的信息,流量反應某種孔徑的孔的多少的信息;然后再測試出干膜的壓力-流量曲線,可根據(jù)相應的公式計算得到該膜樣品的zui大孔徑、平均孔徑、zui小孔徑以及孔徑分布、透過率。
孔徑和壓力的關(guān)系如Washburn公式:
D=4γCos θ/ p
公式中D=孔隙直徑 γ=液體的表面張力 θ=接觸角和p=壓差
孔徑分布的流量百分比:
f(D) = - d[Fw/Fd)x100]/dD
公式中Fw為濕樣品流量,F(xiàn)d為干樣品流量