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(一)料液处理的适应性锯齿超滤膜系统有三个突出特点:① 抗污染、高强度,带湍流流道的膜;② 组件支撑板棱纹结构;③ 适于高粘度液体输送的管道系统。由于采用诸如膜面改性技术等先进工艺制成的超滤膜,具有很强的抗污染能力和抗菌丝体流体磨损,膜表面带湍流流道配合其独特的棱纹状支撑板结构,形成凸凹不平的错流通道,从而增加系统湍流效果,减少了浓差极化,阻止膜面吸附和系统堵塞。因此锯齿超滤膜系统对处理含固量高、粘性大的发酵液具有很强的适应性。并且处理完一批料液通过简单的清洗工作(系统备有现场清洗装置CIP)即可恢复的性能,膜的通量可以保持在一个较高的水平!这是大规模工业化应用的一个根本基础。在应用膜过滤过程中,膜通量总是随着过滤的进行而递减下降的,通常导致膜通量下降的原因有三个:1) 被过滤料液浓度增加,料液含固量增加,流动性变差;2) 膜表面浓差极化严重,导致过滤效率下降,膜通量亦下降;3) 膜表面物理性的污染堵塞,导致过滤速度下降。在以上三种影响因素中,第一种通常可以通过改变料液来获得改善,而第二、三种则与膜系统的技术密切相关。锯齿超滤膜系统由于其膜与系统的独特性,已基本上克服了以上第二、三种影响因素,因此最大限度地保证了膜系统在应用中的连续性。在医药及化工其他的发酵产物过滤中,我们均做过膜通量衰减对比测试,结果都表明,在过滤料液浓度、温度及操作压力等指标都恒定的条件下,膜的过滤速度下降非常缓慢。经过对比测试证明,在实际应用中膜通量的下降主要都是由于随着过滤的进行,料液的含固量提高,料液流动性下降而引起的。当然,值得注意的是,在实际生产操作中,随着过滤的持续进行,料液含固量不断提高,固体杂质与膜表面的接触的机会也更多,因此膜表面的污染堵塞也将加剧,此时必须借助于化学清洗方法来恢复锯齿超滤膜系统的过滤性能,所以我们在系统设计时要求每批过滤完成后均需做CIP化学清洗。(二)料液质量与过滤收率的优越性锯齿超滤膜系统通过选择一定分子量的膜、优化操作条件,可实现对可溶性蛋白及大分子物质的有效截留,滤液在浊度、透光度、沉淀物等各项指标的对比质量均明显好于离心分离、板框分离、无机膜微滤的滤液,由于保证了滤液的高质量,对后工艺的提取与聚合步骤均有着显著的优越性。同时,由于锯齿超滤膜系统的过滤是通过膜的强制性分离过滤,是在流动状态下的过滤,在过滤时不需要借助于料液的滤饼效应,因此过滤后期的加水洗涤可以将滤渣中夹带的产物彻底洗涤并滤出,不会出现如离心过滤时的短路现象,滤渣中残留的物可以降至较低水平。而根据客户在生产应用中的反馈表明,除了过滤收率的提高外,由于滤液质量的提高,对于后工艺收率的提高具更为显著的效果。(三)优秀的抗污染性能与清洗恢复性能许多膜公司及发酵生产厂均试图将膜技术用于发酵液的直接过滤与分离,但效果均不理想,却并非过滤的滤液质量不能达到期望的指标,而往往是因为系统无法实现连续操作,更不能保证长时间多批次重复运行,因为在第一次投入使用其过滤速度就会随着操作的继续而迅速衰减,而被迫需进行膜清洗,然而清洗后的膜过滤性能又无法恢复到初始的水平,经过多次反复后,系统就根本无法适应工业生产的要求了,因此膜直接应用于发酵液过滤只能成为一个美好的设想。而锯齿超滤膜系统在设计开发时就全面彻底地解决了这一难题,系统把最不利的因素——最容易影响过滤进行的高含固量的发酵菌丝体转化为有利于过滤进行的促进因素,充分利用菌丝体在系统内的流动来克服阻碍膜过滤进行的两个重要影响因素:浓差极化和膜面污染。而当每批过滤操作至后期时,由于系统内部的料液含固量已非常高,此时膜表面无可避免同样受到污染,因此在操作结束后需进行化学清洗,而锯齿超滤膜系统在经过适当的化学清洗后系统即能完全恢复原有的过滤性能,在一段时期内,我们甚至无法找出膜过滤性能衰减的规律。(四)料液过滤操作的简便性采用锯齿超滤膜系统过滤,发酵液无须经过任何的预处理即可直接进入膜系统,在过滤过程亦无须加入助滤剂,即可直接过滤,滤液直接进入下步树脂工艺,无须再经过处理,因此,过滤工序显得最简洁化,操作简单、快速。(五)系统运行的稳定可靠性锯齿超滤膜系统自发明以来,就专用于各种发酵液的分离与过滤,膜、组件及系统的设计均完全适应发酵液过滤的特性与要求,系统已在抗生素、维生素、氨基酸(包括味精)、酶、植物激素等几大类多种发酵品种中得到广泛应用,系统适于工业化大规模生产,运行稳定可靠,在实际应用中可实现系统的自动化运行。锯齿超滤膜系统的泵及管路系统均是采用世界一流的卫生型产品,系统拆装、检修便捷,操作安全、卫生,可确保过滤料液的洁净、无污染化。在锯齿超滤膜系统中,滤液既是在完全封闭的管路中运行的,也是在操作人员的监视之下的,如在多套设备的系统运行过程中,有单台设备需要停机,则不影响整套系统的运行。如万一在运行过程中出现单片膜的损坏,则在操作中不必停机,只须局部简单处理,直到在整批操作结束后再进行单片膜的检查或更换。(六)递增扩大的简易性由于锯齿超滤膜分离系统是采用组件结构标准化型式,对于处理不同吨位的料液,很容易通过并联多台标准设备的方法来实现处理规模的递增,并且清洗系统、控制系统、管路系统可以共享,既节约了投资,也节省了安装场地。根据我们在工业应用中的经验,在生产上通常将4-5台标准型设备设计为一套组合的过滤系统,在同一套系统中,根据处理料液的需要,既可以启动其中的1台或多台设备,也可以全部启动运行。
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2010-12-03 [来自版块 - ]

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