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1、 过滤级别:Ultra-flo超滤系统:超滤膜,分子量为2,000——200,000,可根据料液性质选择不同分子量的膜。可同时截留菌丝体和可溶性蛋白,料液澄清透明。通过实验室高转离心机实验没有沉淀物出现。 陶瓷膜与金属膜:属于微滤膜,不以分子量计,而是以微米计,孔径在0.1-0.5um之间,用于截留菌丝体和悬浮固体,不能截留可溶性蛋白和大分子有机物。也因为这种不能截留蛋白的特性,陶瓷膜通常适用于纯生啤酒的过滤。2、 功率消耗差别:从下表的计算方式可以看出,不同膜系统的配备电机功率的比较:  单位 Ultra-flo 金属膜 陶瓷膜预定单台面积 m2 50 50 50单支管内径 mm / 18.3 6最长串联长度 m / 12 4设计流速 m/s / 4.6 4.6单支组件流量 m3/hr / 4.35 0.47折合标准流量 m3/hr.m2 2.8 6.31 6.21系统循环流量 m3/hr 140 315.68 310.50系统配备电机功率 kw 45 95.57 94.01折合标准面积配备功率 kw/m2 0.9 1.91 1.88单从配备电机方面比较,Ultra-flo超滤系统配备的电机功率只有金属膜或陶瓷膜系统的45%。而实际运行时,功率消耗差别更大,从以下例子可以看出:A. 目前运行的Ultra-flo超滤系统,匹配的循环泵电机为380V / 102.6A / 55kw,配备变频器后,长时间运行时的运行电压为300V,运行电流为65A,功率消耗计算如下:300*65*1.732*0.815(效率)/1000=27.5kw。即:实际的消耗功率仅为额定功率的50%。折合单位膜面积的功率消耗为0.55kw。B. 我们在山东设计制造的金属膜系统,单个膜组件27.4m2,按膜公司的设计导则,匹配循环泵电机亦为55kw(380V/102.6A),配备变频器后,现在的运行电压为360V,运行电流为95A,功率消耗计算如下:360*95*1.732*0.815(效率)/1000=48.3kw。即:实际的消耗功率为额定功率的87.7%。折合单位膜面积的功率消耗为1.76kw。所以从实际运行时的功率消耗比较,金属膜系统是Ultra-flo超滤系统的3.2倍。3、 对于染菌发酵罐的处理性能料液染菌后,由于菌丝体将很快发生自溶,将使料液中的蛋白含量大幅增加,料液粘度增大,因此在过滤时,容易在膜表面形成一层保护层,导致浓差极化现象,浓差极化现场将导致过滤速度大幅下降,严重时,根本无法滤出。金属膜系统和陶瓷膜系统的过滤料液流动形式为表面恒流,因此系统不可能克服由于料液粘度加大而形成的浓差极化层。所以会面临无法过滤严重染菌料液的问题。Ultra-flo超滤系统,由于系统内料液的流动形式为紊流(非恒流)过滤,料液在系统组件内部构成湍流,因此可充分克服浓差极化现象,因此对于染菌料液的过滤不受影响。4、 清洗恢复性能Ultra-flo超滤系统:采用清洗剂清洗膜,由于膜是有机膜,在清洗时通过改变pH和温度,膜孔会发生扩张,因此被堵塞在膜孔上和基材上的污染物可以完全清除,膜通量可以完全恢复。每台设备的年清洗成本约12500元。陶瓷膜和金属膜:膜材质都为同样的无机材料,膜支撑层分别为陶瓷或不锈钢材料粉末烧结材料,膜层和支撑层均不能通过改变pH和温度来疏松膜孔,堵塞在膜孔上的污染物无法透过膜孔而排出,因此需采用强酸或强碱溶解或破坏污染物的方法来达到清洗的目的。但是由于很多蛋白质和大分子有机物会透过膜层后被夹在厚达1.5mm-3mm的烧结支撑层的多孔体内,而这些物质无法通过强酸或强碱完全溶解,因此会被慢慢累积,导致通量逐渐下降,而过滤阻力逐步加大,直至失去过滤性能。从陶瓷膜的使用情况来看,也是在这种原因导致膜的使用寿命到期。5、 耐温及耐pH范围:Ultra-flo超滤系统:耐温范围为0-70C,耐pH范围为1-13,在这两个方面均不如无机膜系统的性能。陶瓷膜耐温范围为0-110C(取决于密封件),耐pH范围为0-14,可以直接耐受强酸碱腐蚀(取决于管路系统材质和密封材料),各方面性能最优秀。金属膜:耐温范围为0-180C,耐pH范围为1-14,可以直接耐受强碱腐蚀,但由于不锈钢材料的特性,不能耐受强酸,尤其对于料液中的含硅消泡剂及卤盐类物质。6、 膜使用寿命与换膜成本:Ultra-flo超滤系统:平均使用年限10个月-1年,膜使用到期的原因为经反复使用和清洗后,膜表面磨损,膜表面活性层的脱落等。一次更换膜片成本占设备投资的8%。平均年换膜成本为设备投资的9.6%。陶瓷膜系统:平均使用年限2-3年,膜使用到期的原因为膜表面磨损,膜涂层的脱落,支撑层污染堵塞后无法清洗去除等。膜管成本占设备投资的30-35%,平均年换膜成本为设备投资的15-20%。金属膜系统:预计使用年限3-4年(目前在中国实际工程使用年限较短,无案例可参考),膜使用到期的原因为膜表面磨损,膜涂层的脱落,支撑层污染堵塞后无法清洗去除等。膜管成本占设备投资的60%,平均年换膜成本为设备投资的15-20%。7、 部分膜异常损坏的处理:Ultra-flo超滤系统:无须检测,直接可以发现,并随机处理,无须系统停机。单片更换成本非常低。陶瓷膜系统:发现中途漏料需停机检查,并需要逐根检查测试,但检查出损坏膜管后可以单根更换。金属膜系统:发现中途漏料需停机检查,并需要逐根检查测试,但若是膜层脱落导致的损坏,则无法检测出来;若是机械断裂破损,则可以检测出来,检查出损坏膜管后不能单支更换,只能采用整支膜管堵塞的方法,减少膜面积来解决。附:陶瓷膜与金属膜的比较a) 仅仅是基材不同,膜层材质完全相同。b) 使用寿命:在不受外力破坏、膜系统没有受到腐蚀污染的前提下,两种膜组件的寿命相同。c) 机械强度:金属膜比陶瓷膜的抗机械冲击能力强。d) 反冲损坏:在膜管污染严重,采用大流量水反冲时,陶瓷膜易造成膜管断裂,金属膜易造成膜层脱落。e) 腐蚀损坏:在过滤料液pH较低,或腐蚀性较高时,由于金属膜系统其外层支持层材质为金属烧结粉体材料,抗腐蚀性较陶瓷膜低,因此膜管易受到腐蚀损坏。另外金属膜组件特别要求禁止料液中含硅或卤代盐类,因这些物质会致命性破坏膜的性能,导致无可恢复的性能丧失。f) 金属膜无密封件,陶瓷膜有密封件,但金属膜不可以单支更换,陶瓷膜可以单根更换。
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2010-12-03 [来自版块 - ]

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