Ultrafiltrationsbetriebsart und ihre Anwendung
Anders als bei der gewöhnlichen Filtration verwendet die Ultrafiltration eine poröse asymmetrische Ultrafiltrationsmembran, um eine Flüssig--Flüssigkeitstrennung auf der Oberfläche der Membran zu realisieren. Der Filtrationsmodus ist Querstrom, d. h. die zugeführte Flüssigkeit fließt parallel zur Membranoberfläche. Die Ultrafiltration kann je nach Betriebsart in intermittierenden Betrieb und kontinuierlichen Betrieb unterteilt werden.
Intermittierender Betrieb
Entsprechend dem Zirkulationsmodus der Abfangflüssigkeit wird der intermittierende Betrieb in zwei Betriebsmodi unterteilt: Vollumlauf der Abfangflüssigkeit und Teilumlauf der Abfangflüssigkeit. Beim Ultrafiltrationsverfahren muss zur Verringerung des Einflusses der Konzentrationspolarisation und der Membranverschmutzung eine hohe Flussrate der zugeführten Flüssigkeit im Membrantank aufrechterhalten werden. Daher muss eine große Anzahl von Zirkulationen von aufgefangener Flüssigkeit angenommen werden, um die hohe Durchflussrate aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus muss aufgrund des geringen Permeationsflusses der Membran auch die Speiseflüssigkeit viele Male auf der Membran zirkulieren, um die Konzentrationsanforderungen zu erfüllen.
Die intermittierende Ultrafiltration hat die Vorteile einer hohen Durchlässigkeit, einer hohen Trenneffizienz, einer einfachen Bedienung, einer kleinen Ausrüstung und Membranfläche und kann die schnelle Konzentration einer kleinen Menge Stammlösung realisieren. Daher ist es für die Produktbehandlung im Labor und- kleinen Maßstab geeignet. Der Nachteil der intermittierenden Ultrafiltration besteht darin, dass die Verarbeitungskapazität gering ist, während die Verarbeitungskapazität der kontinuierlichen Ultrafiltration groß ist und die Verweilzeit der zugeführten Flüssigkeit auf der Membran kurz ist, sodass das Konzentrationsverhältnis niedrig ist und daher eine große Membranfläche erforderlich ist .
Dauerbetrieb
Die Wirkungen von kontinuierlicher Platten-Ultrafiltration und diskontinuierlicher Platten-Ultrafiltration bei der Filtration und Reinigung von Cephalosporin C-Fermentationsbrühe wurden verglichen. Es wurde festgestellt, dass die kontinuierliche Platten-Ultrafiltration die Vorteile einer geringen Membranverschmutzung, einer einfachen Rückgewinnung des Membranflusses nach der Reinigung, einer guten Filtratqualität und einer einheitlichen Filtrateinheit hatte.
Kontinuierliche Ultrafiltration kann je nach Gerätetechnologie in ein-stufige und mehr-stufige Verfahren unterteilt werden. Je nach Art der Zirkulation der aufgefangenen Flüssigkeit kann diese in Nichtzirkulation und Teilzirkulation unterteilt werden. Unter diesen werden in dem Verfahren häufig ein--stufige Teilzirkulation und mehr--stufige Teilzirkulation verwendet. Das Merkmal der einstufigen kontinuierlichen Ultrafiltration ist, dass der Ultrafiltrationsprozess immer unter hoher Konzentration durchgeführt wird, sodass die Durchlässigkeit und die Rückweisungsrate gering sind. Um diesen Nachteil zu überwinden, wird im Allgemeinen ein mehrstufiger kontinuierlicher Betrieb verwendet. Die Konzentration der zirkulierenden Flüssigkeit in jedem Abschnitt der mehrstufigen Ultrafiltration steigt der Reihe nach an, und die konzentrierte Flüssigkeit wird im letzten Abschnitt abgeführt. Daher kann die Beschickungsflüssigkeit in den vorherigen Abschnitten bei einer niedrigeren Konzentration betrieben werden.
