Modalità operativa di ultrafiltrazione e sua applicazione
A differenza della normale filtrazione, l'ultrafiltrazione adotta una membrana di ultrafiltrazione asimmetrica porosa per realizzare la separazione liquido-liquido sulla superficie della membrana. La modalità di filtrazione è il flusso incrociato, cioè il liquido di alimentazione scorre parallelo alla superficie della membrana. L'ultrafiltrazione può essere suddivisa in funzionamento intermittente e funzionamento continuo in base alla modalità operativa.
Funzionamento intermittente
Secondo la modalità di circolazione del liquido intercettante, il funzionamento intermittente è diviso in due modalità operative: circolazione completa del liquido intercettante e circolazione parziale del liquido intercettante. Nel processo di ultrafiltrazione, al fine di ridurre l'influenza della polarizzazione della concentrazione e dell'inquinamento da membrana, è necessario mantenere un'elevata portata del liquido di alimentazione nel serbatoio a membrana. Pertanto, un gran numero di circolazione di liquido intercettato deve essere adottato per mantenere l'alta portata. Inoltre, a causa del piccolo flusso di permeazione della membrana, il liquido di alimentazione deve anche circolare sulla membrana per molte volte per soddisfare i requisiti di concentrazione.
L'ultrafiltrazione intermittente ha i vantaggi di un'elevata trasmittanza, un'elevata efficienza di separazione, un funzionamento semplice, una piccola attrezzatura e un'area della membrana e può realizzare la rapida concentrazione di una piccola quantità di soluzione madre. Pertanto, è adatto per il trattamento di prodotti di laboratorio e su piccola scala. Lo svantaggio dell'ultrafiltrazione intermittente è che la capacità di elaborazione è piccola, mentre la capacità di elaborazione dell'ultrafiltrazione continua è grande e il tempo di permanenza del liquido di alimentazione sulla membrana è breve, quindi il rapporto di concentrazione è basso, quindi è necessaria un'ampia area della membrana.
Funzionamento continuo
Sono stati confrontati gli effetti dell'ultrafiltrazione continua a piastre e dell'ultrafiltrazione intermittente delle piastre nella filtrazione e purificazione del brodo di fermentazione della cefalosporina C. Si è riscontrato che l'ultrafiltrazione continua delle piastre aveva i vantaggi di un basso inquinamento da membrana, un facile recupero del flusso di membrana dopo la pulizia, una buona qualità del filtrato e un'unità di filtrato uniforme.
L'ultrafiltrazione continua può essere suddivisa in monostadio e multistadio in base alla tecnologia delle apparecchiature. Secondo la modalità di circolazione del liquido intercettato, può essere diviso in non circolazione e circolazione parziale. Tra questi, la circolazione parziale monostadio e la circolazione parziale multistadio sono ampiamente utilizzate nel processo. La caratteristica dell'ultrafiltrazione continua monostadio è che il processo di ultrafiltrazione viene sempre eseguito sotto alta concentrazione, quindi la permeabilità e il tasso di rigetto sono bassi. Per superare questo svantaggio, viene generalmente adottato il funzionamento continuo a più stadi. La concentrazione di liquido circolante in ogni sezione di ultrafiltrazione multistadio aumenta a sua volta e il liquido concentrato viene portato fuori nell'ultima sezione. Pertanto, il liquido di alimentazione nelle sezioni precedenti può essere utilizzato a una concentrazione inferiore.
