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DTD中回收钌催化剂中动态错流旋转陶瓷膜设备应用范围

来源: 发布时间:2025年06月06日

旋转陶瓷膜动态错流设备典型应用案例



三元材料前驱体(NiCoMn (OH)₂)浓缩

场景:某锂电材料企业需将前驱体浆料从固含量8%浓缩至35%,同时去除Na⁺(目标<20ppm)。

方案:采用300nm陶瓷微滤膜,转速2200rpm,错流压力0.3MPa,经三级错流洗滤后,Na⁺含量降至15ppm,浓缩后的浆料流动性良好,满足后续喷雾干燥要求,收率达98%。

电池级 DMC 溶剂脱水


场景:DMC 溶剂初始含水量 200 ppm,需纯化至≤20 ppm。

方案:使用亲水性聚醚砜(PES)超滤膜,配合旋转错流工艺,在常温下运行,透过液含水量 <10 ppm,通量维持 15 L/(m²・h),能耗为传统精馏法的 1/3。 中药领域实现固液分离,保留有效成分。DTD中回收钌催化剂中动态错流旋转陶瓷膜设备应用范围

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二、旋转陶瓷膜动态错流技术的适应性原理

1. 动态错流突破黏度阻力

强剪切力抗污染:膜组件旋转(线速度 5~20 m/s)或料液高速循环,在膜表面形成湍流剪切场,破坏高黏物料的凝胶层结构,使颗粒随流体排出,维持膜面清洁。

流变学优化:高黏物料在动态流动中可能呈现假塑性(剪切变稀),旋转剪切降低有效黏度,改善传质效率。

2. 陶瓷膜材料的优势

耐磨损与抗污染:Al₂O₃、ZrO₂等陶瓷膜表面光滑(粗糙度 Ra<0.1μm),且化学惰性强,不易吸附蛋白质、胶体等黏性物质。

大强度结构:多孔陶瓷支撑体可承受高跨膜压力(TMP≤0.5 MPa)和高速流体冲刷,适合高黏物料的高压浓缩。 安徽动态错流旋转陶瓷膜生产企业旋转模式使膜面流速达传统管式膜 3 倍,减少浓差极化。

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错流旋转膜设备处理乳化油的典型流程

预处理阶段

调节 pH:通过添加酸(如硫酸)或碱(如 NaOH)破坏表面活性剂的电离平衡,削弱乳化稳定性(如 pH 调至 2~3 或 10~12)。

温度控制:适当升温(40~60℃)降低油相黏度,促进油滴聚结,但需避免超过膜耐受温度(陶瓷膜通常耐温≤300℃)。

旋转膜分离阶段

操作参数:

转速:1500~2500 转 / 分钟,剪切力强度与膜污染控制平衡。

跨膜压力:0.1~0.3MPa(微滤)或 0.3~0.6MPa(超滤),避免高压导致膜损伤。

循环流量:保证错流速度 1~3m/s,维持膜表面流体湍流状态。

分离过程:

乳化油在旋转膜表面被剪切力破坏,小分子水和可溶性物质透过膜孔形成滤液,油滴、杂质被截留并随浓缩液循环。

浓缩倍数根据需求调整,通常可将油相浓度从 0.1%~1% 浓缩至 10%~30%。

后处理阶段

滤液处理:透过液含少量残留有机物,可经活性炭吸附或生化处理后达标排放,或回用于生产工序。

浓缩液回收:浓缩油相可通过离心、蒸馏等方法进一步提纯,回收的油可作为燃料或原料回用,降低处理成本。

高浓度 / 高倍浓缩多肽物料的提取流程

预处理阶段

物料调整:针对高浓度多肽溶液(如发酵液、酶解液),先进行 pH 值调节、过滤除杂(如离心、粗滤),避免大颗粒杂质堵塞膜孔。

温度控制:根据多肽稳定性,将物料温度控制在适宜范围(如 20-50℃),防止高温导致多肽变性。


旋转膜分离浓缩过程

设备运行模式:

循环浓缩:物料从料罐进入旋转膜组件,透过液(水及小分子杂质)排出,截留液(高浓度多肽)回流至料罐,不断循环直至达到目标浓度。

错流速率调节:通过调节旋转轴转速(通常 1000-3000 转 / 分钟)和错流流量,控制膜面剪切力,确保高浓度下膜通量稳定(如维持 10-30 L/(m²・h))。

膜孔径选择:

对于分子量较小的多肽(如寡肽,分子量 < 1000 Da),选用 50-100 nm 孔径的陶瓷膜;

对于较大分子多肽或蛋白质,选用 100-500 nm 孔径膜,实现准确截留。


后处理与纯化:

浓缩后的多肽溶液可进一步通过层析、电泳等技术纯化,或直接进行喷雾干燥、冷冻干燥制备多肽产品。 动态错流技术突破传统滤饼瓶颈,开创分离新纪元。

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动态错流旋转陶瓷膜设备提取高浓度多肽物料,注意事项与优化方向

膜污染控制:高浓度多肽易在膜表面形成吸附层,需定期使用蛋白酶溶液(如胰蛋白酶)或表面活性剂进行化学清洗,恢复膜通量至初始值的 90% 以上。

能耗优化:通过变频控制旋转转速,在保证膜通量的前提下降低能耗(如转速从 3000 转 / 分钟降至 2000 转 / 分钟,能耗减少 20%,通量只下降 5%)。

工艺集成:与超滤、纳滤等其他膜技术联用,实现多肽的分级分离与精制,进一步提高产品附加值。 动态错流通过旋转产生剪切力,减少浓差极化,维持稳定通量。二氧化钛粉体制备中动态错流旋转陶瓷膜设备产品介绍

溶胶 - 凝胶法制备的 SiC 陶瓷膜,通量提升 40% 且截留率稳定。DTD中回收钌催化剂中动态错流旋转陶瓷膜设备应用范围

错流旋转膜设备在乳化油处理中的技术优势

抗污染能力:动态剪切减少膜表面滤饼层形成,膜通量衰减速率比静态膜降低 50% 以上,清洗周期延长。

分离效率:油相截留率≥99%,水相含油量可降至 50ppm 以下,满足严格排放标准(如 GB 8978-1996 三级标准≤100ppm)。

能耗与成本:相比化学破乳 + 离心工艺,药剂用量减少 80%,能耗降低 30%~50%,设备占地面积减少 40%。

操作灵活性:可根据乳化油成分(如矿物油 / 植物油、表面活性剂类型)调整膜材质与工艺参数,适应性强。

环保性:无化学药剂残留,浓缩油相可回收,减少危废产生,符合绿色化工要求。 DTD中回收钌催化剂中动态错流旋转陶瓷膜设备应用范围

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