相關術語
為更好的理解切向流過濾技術，需要對該工藝的常見術語及其含義有所了解。下面意凱高剪切均質機小編就來為大家一一介紹！
切向流過濾技術的常規(guī)術語包括壓降(△P)、跨膜壓(TMP)、通量(Flux),截留率、濃縮倍數(shù)及收率等。
圖2.87是典型切向流過濾流道示意圖。圖及下述公式中進料端壓力為Pf;回流端壓力透過端壓力為Pp;相應的進料端流量為Qf;回流端流量Qd;透過端流量為QP;膜面積為A;過濾時間為T;濾液體積為V。
圖2.87典型切向流過濾流道示意圖
壓降(△P)為提供給切向流的動力，可由如下方程描述：
壓降與進料流量成正比，可以通過流量來調節(jié)壓降。
跨膜壓(Transmembranepressure,TMP)為提供給透過液的動力，TMP=(Pf+Pr)/2-Pp。調節(jié)TMP的方法包括通過調節(jié)泵速改變切向流量、通過開啟/關閉回流閥改變回流壓力等。對于切向流微濾工藝而言，還可以通過開啟/關閉透過端閥，或透過液泵來調節(jié)透過端壓力來調節(jié)TMP。
通量(J)指單位膜面積的過濾速度，它代表了切向流過濾工藝的工作效率。通量=透過液流量/膜面積=透過液體積/(過濾時間*膜面積)=QP/A=V/(TxA)。通量的常用單位為L/(m2?h)。
截留率是指用來衡量膜對某種物質的截留效率，可用以下方程式表述。
透過率(%)=(透過液濃度/回流液濃度)*100%
截留率(%)=1-透過率(%)
體積濃縮因子(VCF)是指在濃縮操作中體積減少的倍數(shù)。濃縮倍數(shù)(CF)是指某種物質濃縮過程中的實際濃縮倍數(shù)，通常小于體積濃縮因子。兩者可用如下方程表述：
VCF=起始體積/最終體積=Vinitial/Vfinal
CF=最終濃度/起始濃度=Cinitial/Cfinal
收率損失來源
收率是指切向流工藝結束后可以最終得到的產物總量與起始產物總量的比值。對于切向流過濾工藝而言，收率很難達到100%。主要損失來源于以下幾個方面：
- 透過端損失和回流端損失，例如，濃縮操作中，截留率不是100%情況下，大分子產物會泄漏到透過端造成透過端損失，澄清操作中，小分子產物會殘留在回流端造成的回流端損失;
- 膜吸附，主要是指過濾膜對產物的吸附;
- 由于硬件限制導致不可回收的產品，例如，死體積等影響因素。
圖2.90濃差極化示意
濃差極化
濃差極化是指在切向流工藝中，溶液在膜的高壓側(回流端)，由于溶劑和低分子物質不斷透過濾膜，結果導致在膜表面的溶質(被截留的大分子物質)的濃度不斷上升，產生膜表面濃度與主體發(fā)生濃差極化時，大分子物質在膜表面截留時會形成一個高濃度層(凝膠層)，有凝膠層時超濾的阻力增加，因為除了膜阻力外，還有凝膠層的阻力，在給定的壓力下，凝膠層勢必影響液體透過超濾膜的通量。減緩濃差極化的措施包括提高切向流的流速和控制料液的流動狀態(tài)(使料液處于湍流狀態(tài)并讓膜面處的液體與主流更好地混合，可有效降低跨膜壓)、改變溫度和濃度等方式。
透析
透析(Diafiltration)是指在切向流過濾工藝中，當透出液從系統(tǒng)中去除時，在料液罐中加入另外一種液體(緩沖溶液)來進行置換的方法(圖2.91)。在澄清的應用中，它可以用來提高透出物的透出效率、提高收率;在濃縮的應用中，它可以用來置換緩沖溶液，以及去除小分子雜質。
圖2.91透析示意
