過濾器選擇

1、過濾器選擇系列——恒壓載量測試實(shí)驗(yàn)Vmax（一）從本期開始，我們將會逐步介紹如何選擇符合工藝要求的過濾器。本期的內(nèi)容是介紹最常用的恒壓載量測試實(shí)驗(yàn)Vmax，該實(shí)驗(yàn)是一種加速實(shí)驗(yàn)。它在很短的時間內(nèi)用小量體積料液即可確定過濾器的載量，并根據(jù)該載量確定在要求的工藝時間內(nèi)完成一定規(guī)模料液過濾的過濾器配置。因此，該實(shí)驗(yàn)可以在最短的時間內(nèi)用最少的成本(包括濾器和料液)，高效的完成預(yù)過濾和終端過濾器的配置。但該實(shí)驗(yàn)方法僅適用于膜過濾器和表面過濾器，不

2、適用于以吸附機(jī)理為主的深層過濾器的放大。通常對于恒定流速的過濾，存在兩種堵塞模型(圖一，見下期)。一種是壓力隨時間呈線性上升，我們稱之為濾餅過濾。這種堵塞模型通常發(fā)生在料液中存在剛性顆粒時，在濾膜上方會形成一個濾餅層，這種堵塞模型不會引起濾膜的完全堵塞，只要提高過濾壓力就會不斷有濾液濾出。另一種堵塞模型是逐漸堵塞模型，對于這種堵塞情況，會引起濾膜的完全堵塞，在后期增加壓力不能使更多濾液濾出。在絕大多數(shù)的情況下，特別是對于含生物大分子的料

3、液，膜過濾器和表面過濾器均符合逐漸堵塞模型。對于不符合逐漸堵塞模型的工藝，需要用另一種載量測試實(shí)驗(yàn)進(jìn)行(Pmax恒流實(shí)驗(yàn))。我們可以從該直線求出Vmax和QiVmax=10.0008=1250ml由于該濾膜面積為13.8cm2所以單位面積Vmax為1.25L0.00138m2=905.8Lm2Qi=10.0056=178.6mlmin=10.7Lh單位面積Qi為10.7Lh0.00138m2=7765.2LMH因此，在無時間要求時，所需

4、MillipeExpressSHF最小面積為Amin=VbVmax=1000L905.8Lm2=1.10m2要求在2小時內(nèi)完成過濾，所需MillipeExpressSHF最小面積為Amin=VbVmaxVb(QiTb)=1000905.81000(7765.2X2)=1.17m2在通常情況下，需要在最小面積基礎(chǔ)上設(shè)定一個1.2~1.5左右的安全系數(shù)。所以在該工藝中一個30”的MillipeExpressSHF濾芯過濾器(實(shí)際過濾面積為1

5、.62)，可以滿足過濾工藝的要求，安全系數(shù)為1.38。過濾器選擇系列——恒壓載量測試實(shí)驗(yàn)Vmax（五）下面以一個實(shí)際例子來說明如何進(jìn)行濾膜面積的確定。某未經(jīng)充分預(yù)過濾含細(xì)小顆粒的原料液直接進(jìn)行除菌過濾，批量為1000L，要求的工藝時間為2小時。我們用MillipeExpressSHF0.2m膜片進(jìn)行小規(guī)模實(shí)驗(yàn)，用時間和tV作圖，可以做出如下圖線。我們可以從該直線求出Vmax和QiVmax=10.0008=1250ml由于該濾膜面積為13