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先進過濾技術產學聯盟

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薄膜過濾

薄膜過濾程序是施加一驅動力(壓力差、濃度差、電位差等等),利用物質通過薄膜的差異性,以達到分離、濃縮或純化等目的之操作。主要優點有:(1)省能源、(2)常溫操作、(3)低污染。微生物對溫度的敏感度高,所以常溫操作能使微生物的品質更佳;有價值之物質需要低污染及高純度,因此薄膜過濾操作遂成為傳統分離方法之另一種應用於精密化學品食品工業污染防治生醫工程及生物技術方面。


圖1 過濾依泥漿流向之分類 (a)濾餅過濾、(b)掃流過濾

薄膜過濾的方式可依懸浮液流動之方向分為:濾餅過濾(dead-end filtration)與掃流過濾(cross-flow filtration)。圖1-(a)濾餅過濾是以壓力差為驅動力,將懸浮液直接加壓於濾面,經由濾材之阻擋而得到澄清液;這種過濾方式,隨著過濾的進行,被阻擋的粒子累積在濾面上形成阻力,導致濾速降低使過濾無法持續進行。掃流過濾如圖1-(b)是以流體流動方向平行流過濾面,並且以壓力作為驅動力,其特性是利用流體掃過濾面產生的剪應力抑制濾餅成長,過濾阻力不會隨著時間而無限增長,因此掃流過濾得以連續長時間的操作,大幅改善了濾餅過濾的不便。

 

 


掃流過濾與傳統之濾餅過濾比較,有以下優點:
  • 因濾餅成長受到掃流速度限制,因此有較高的過濾速度,也可長時間連續操作。
  • 懸浮液的流向垂直於濾液的流動方向,因此細微的粒子被帶到濾面的機率較低,所以可得澄清度較高的濾液。
  • 不必添加助濾劑,絮凝劑等物質,可避免不必要的夾雜物並維持產品的品質。
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