超滤器

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《软饮料工业手册》第809页（1540字）

超滤是一种膜分离过程，是通过加压和半透膜作用来实现水的净化的。

(一)超滤工作原理与反渗透的区别及其应用

超滤过程是利用膜表面的微孔结构对物质进行选择性的分离过程。当液体混合物在一定的压力下流经膜表面时，溶剂及小分子溶质透过膜而得到超滤液，而大分子物质则被截留，使原液中溶质浓度逐渐提高而得到浓溶液，从而实现大、小分子间的分离、浓缩或净化的目的。

超滤与反渗透的区别表现在三个方面：一是反渗透的操作压力要高达2～14MPa，而超滤的操作压力只需要0．05～0．6MPa；二是反渗透可截留溶液中相对分子质量为10～10000的溶质，即小分子质量的溶质，因而各种盐类离子也不能通过，故反渗透更适宜于海水淡化。而超滤可截留的相对分子质量为1000～50000的溶质，因而小分子能够通过；三是反渗透用的半透膜为醋酸纤维及其衍生物制成，而超滤则多用聚丙烯腈和其他聚烯烃系原料制成。

根据上述原理和区别，超滤很适用于饮料的各种分离、浓缩及净化操作。

(二)中空纤维超滤器

和反渗透相似，超滤膜也可制成板框式、管式、螺旋式和中空纤维式等四种型式，但目前较多采用多根中空纤维形式。多根中空纤维装在圆筒形壳内，外壳用有机玻璃或聚砜制成。组件封头用环氧树脂制作，组件两端是集水部分并与管路相接。

根据被处理水是由中空纤维内腔进入还是由外侧进入，超滤器组件又可分为内压和外压两大类。

内压超滤器(超滤型)是获得纯净的超滤液为目的。原液自一端进入纤维内腔，浓缩液自另一端流出，超滤液从侧面接口流出。其主要用于提纯、除菌、净化等。

外压型超滤器(浓缩型)则是以浓缩为目的。原液循环浓缩，直至达到需要的浓度为止。原液由一端进入中心管，超滤液由另一端流出，浓缩液由侧面流出。主要用于物质的浓缩、分离等回收过程。

超滤器的规格型号我国还没有统一规定，随厂家不同而型号不一。表4－12－3为一种内压式中空纤维超滤组件的主要技术参数。

表4－12－3 中空纤维超滤组件主要技术参数

注：武汉仪表厂制造。

图4－12－3为中空纤维超滤器的总体结构示意图。由图可知，本超滤器是由四套中空纤维组件为主组成的。输液泵自原液槽将已经处理过的原液，通过管道输送进入膜组件内进行预定的分离或浓缩过程。出液可按需要进行贮存或排放。一般情况下，浓缩液应排回原液槽使其循环进行。需截留低分子质量物料时，透过液应送入专用容器贮存，需截留高分子质量物料时，透过液可以排放。这都能达到分离、分级、浓缩和纯化的目的。

图4－12－3 中空纤维超滤器总体图

表4－12－4 为这种型式超滤器的主要技术参数。

表4－12－4 中空纤维超滤器主要技术参数

注：武汉仪表厂制造。