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玛丽亚·温伯格,慕尼黑大学:TFF中压力脉冲对过滤器污结垢的影响

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错流微滤是复杂悬浮液非热分离或分馏中经常应用的单元操作。尽管具有经济实用性,但由于结垢,其工艺效率仍然受到损害影响。众所周知,流体动力学(例如错流速度或湍流条件)对颗粒在膜上的沉积有很大影响。沉积的颗粒不仅会降低通量,而且还可以作为次级活性膜层,并可以减小实际孔径或截断值。其结果是产品被保留和低产量。

为了保持沉积层尽可能多孔性和可渗透性,跨膜压力起着重要作用。然而,虽然低跨膜压力允许长期稳定的产品筛分,但通量低得令人不满意并且高跨膜压力产生高通量但低产品筛分。因此,为了在具有高通量的同时保持沉积材料的开孔结构,使用诸如脉冲和交替横流之类的交替流动策略。

我们展示了这种交替应力如何影响不同沉积材料的结构特征。我们使用酪蛋白胶束作为模型粒颗,它们在食品加工中具有工业相关性,并且柔软、可压缩并且并能彼此相互作用。此外,酵母菌被用来表示发酵液的澄清。研究发现,根据沉积颗粒的特性,跨膜压力和脉冲流模式对通量和产品筛分有不同的影响。虽然酵母菌悬浮液的长期通量和蛋白质筛分可以通过脉冲流动条件显着改善,但酪蛋白胶束的强互连和凝胶状网络阻碍了脉冲条件下的颗粒侵蚀或滤饼松弛。

Author Maria Weinberger
Company Technical University of Munich