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結(jié)構(gòu):這種高分子聚合膜具有不對稱的微孔結(jié)構(gòu),分為兩層:上層為功能層,具有致密微孔和攔截大分子的功能,其孔徑為1~20nm;下層具有大通孔結(jié)構(gòu)的支撐層,起增大膜強(qiáng)度的作用。功能層較薄,透水通量大。一般先制成管式、板面式、卷式、毛細(xì)管式等各種型的組件,然后組裝多個組件在一起應(yīng)用,以增大過濾面積。膜的超濾過程在本質(zhì)上是機(jī)械篩濾過程,膜表面孔隙的大小是尤為主要的控制因素。超過濾膜能分離的溶質(zhì)(高分子或溶體)為1~30nm大小的分子,它排斥的物質(zhì)除膜的特性外,還與物質(zhì)分子的形狀、大小、柔度及操作條件等有關(guān)。早期的超濾膜用玻璃紙、硝l酸纖維膜等。
超濾技術(shù):超濾(ultrafiltration,UF)技術(shù)是介于微濾和納濾之間的一種膜分離技術(shù),平均孔徑為3~100 nm,具有凈化、分離、濃縮溶液等功能。其截留機(jī)理主要包括膜的篩分作用和靜電作用,過濾介質(zhì)為超濾膜,在兩側(cè)壓力差的驅(qū)動下,只有低分子量溶質(zhì)和水能夠通過超濾膜,從而達(dá)到凈化、分離、濃縮的目的。超濾膜技術(shù)應(yīng)用范圍廣泛,尤早使用的超濾膜是天然的動物臟器薄膜,起初的超濾一直作為一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)工作而沒有得到發(fā)展,直到 20 世紀(jì)70 年代,超濾技術(shù)才進(jìn)入工業(yè)應(yīng)用的快速發(fā)展階段。
制藥上的應(yīng)用:藥分離超濾技術(shù)可用于藥的分離精制、除熱原、滅菌等,尤其是在抗l生素及維生素的分離提取方面。有學(xué)者提出的超濾/萃取法從根本上解決了抗l生素萃取過程的乳化問題,提高了萃取收率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前(2018年),生產(chǎn)過程中常利用活性炭吸附去除人參皂l苷注入液制備過程中熱原,該方法具有總皂苷損失量大、生產(chǎn)成本高等缺點(diǎn)。而采用超濾法去除人參皂l苷注入液制備過程中熱原,即可有效去除熱原,又可減少人參總皂苷的損失,具有簡便、可靠、效果好等優(yōu)點(diǎn)。利用超濾技術(shù)去除狂l犬病疫l苗生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的細(xì)菌內(nèi)毒l素,抗原損失較少,并且富集了樣品,能夠滿足疫l苗生產(chǎn)的要求。
超濾與微濾的分離機(jī)理與顆粒、纖維介質(zhì)過濾器等傳統(tǒng)過濾方式不同。介質(zhì)過濾依靠重力去除原理,它們的標(biāo)稱過濾孔徑比要捕集的顆粒大。超濾與微濾膜完全是表面去除原理就像非常細(xì)的篩子。膜表面孔徑高度規(guī)整一致,孔徑分布非常窄。大于孔徑的顆粒被膜表面排斥通過,留在料液或濃縮液一側(cè)。流體介質(zhì)本身及小于膜孔經(jīng)的顆粒會透過膜到達(dá)濾液一側(cè)。