管式膜超滤设备

    膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机或高分子多孔材料，它能把流体分隔成不相通的两个部分，使其中的一种或几种物质能透过，而将其它物质分离出来。膜分离技术以其高效、节能、环保和分子级过滤等特性，已广泛地应用于医药、水处理、化工、电子、食品加工等领域，成为本世纪分离科学中最重要技术之一，被公认为21世纪最重大产业技术之一的膜技术，是一种新兴的绿色工业科技。
膜技术的发展始于本世纪四十年代，1973年石油危机以后，世界各国（美国、日本、丹麦、德国）加快了膜技术应用的步伐，七十年代末膜分离技术开始逐渐进入工业领域。首先是在化工领域应用成功，后来逐渐渗透到食品工业、环境工程、生物化工、高温气体除尘、电子行业气体净化等领域。由于膜技术的优异性能和材料科学的发展，膜技术的应用领域日益扩大，将对传统的化学工业、石油工业、生物化工、食品工业等领域引起变革性的变化，因此世界各国都对无机膜的研究及应用技术开发予以很大的重视。进入九十年代以来，发达国家在上述领域已经得到普及的应用。
我国膜技术的研究始于八十年代初，通过国家自然科学基金以及各部委的支持，已经能在实验室规模制备出微滤膜、超滤膜和反渗透膜，以及无机陶瓷膜也正在开发中。进入九十年代，国家科委对膜的工业化技术组织了科技攻关，推进了各种膜应用的工业化进程，并取得了卓有的成效，尤其是进入二十一世纪，膜成套设备及工艺在生物制药、食品饮料、化
工环保等行业领域中也迅速得到普及和推广。

超滤和超滤膜：
    超滤是一种膜分离技术，其元件为多孔性不对称超滤膜，用于溶液中物质大分子级别的分离，以使有物质得到分级、浓缩和纯化。
    超滤过程是以膜两侧压差为驱动力，以机械筛分原理为基础的一种溶液分离过程；使用压力通常为0.1～0.5MPa，筛分孔径从1nm～0.1μm,截留分子量范围从500—100万左右。
    其与所有常规过滤及微孔过滤（均为静态过滤）的差别：一是筛分孔径小，几乎能截留溶液中所有的细菌、热源、病毒及胶体微粒、蛋白质、大分子有机物。二是能否有效分离除决定于膜孔径及溶质粒子的大小，形状及刚柔性外，还与溶液的化学性质（PH值、电性）、成份（有否其它粒子存在）以及膜致密层表面的结构、电性及化学性质（疏水性、亲水性等）有关。三是整个过程在动态下进行，无滤饼形成，溶剂仅获得部分的分离，进入超滤组件的原液，在膜两侧压差的推动下，部分透过膜成为超滤液，其余则成为浓缩液不断流出（见图一），使膜表面不能透过物质仅为有限的积聚（见图二），过滤速率在稳定状态下可达到一平衡值而不致连续衰减，整个过程可长期持续进行。
    超滤膜从某种角度讲是表面有较大的平均孔径的反渗透膜，但其对大分子溶质的分离主要依赖于膜的有孔性，即膜对大分子溶质的吸附、排斥、阻塞及筛分效应，分离的物理因素要比物化因素更为重要，而与膜两侧溶液的渗透压差无关，故使用压力大大低于反渗透，相应的单位面积、单位压差通量则大大高于反渗透膜：对于反渗透，膜两侧压差愈大，脱盐率愈高，而超滤却相反，一般压差越大，对大分子溶质的截留率越低，一般而言，超滤不能分离小分子物质和有机离子。

超滤与其它分离过程相比，有如下优点：
1、过程在常温低压下进行，能耗低，不需加热，也无热效应及相态变化，不需加入任何其它物质即可达到分离、浓缩、纯化及分级等目的。故特别适用于：
⑴热敏性物质的分离浓缩。
⑵需保持原产品气味、味道、形态、颜色和营养物质物化性质的食品及生化制品的分离浓缩。
⑶极稀溶质的浓缩回收。
⑷恒体积恒浓度下的脱盐纯化。
⑸应用方位广泛，通用性强。

2、超滤装置结构简单、占地面积小、所需附属设备少、安装方便、费用低、易插入已有生产工艺系统、扩大容量和增加组件容易，且不必担心由此带来技术上的困难。

3、超滤装置操作简单，启动时间短，易维护修理，容易自动控制。
   对于超滤膜的评价，除要求有优异的物化性能（耐热、耐酸碱、耐有机溶剂，机械强度高，抗压密性能好等）外，膜表面微孔均匀性和孔隙率及宏观缺陷（膜厚薄均匀性，中空纤维的圆度，针孔等）多少是判别其性能优劣的主要标志。
   微孔大小愈均匀，孔隙率愈高，缺陷（特别是针孔）愈少，则膜性能愈优良。具体测定指标为截留分子量范围，截留率及超滤速率（一般指纯水通量）。
   目前，工业上已使用各种不同材料制成多种形式、不同孔径范围的超滤膜，以满足分离的各种不同要求。

管式超滤膜工艺设备：