TXB2016.2

实验室过滤装置是利用多孔物质(筛板或滤膜等)阻截大的颗粒物质，而使小于孔隙的物质通过。真空过滤器是利用真空泵提供压力差，迫使料液以一定流速沿着滤膜的表面流过，大于膜截留分子量的物质分子不透过膜，小于膜截留分子量的物质或分子透过膜，形成透析液。由于膜分离过程是一种纯物理过程，具有无相变化，节能、体积小、可拆分等特点，被广泛地使用在实验室,包括食品、药品、饮品以及饮用水工业的化验，环境保护领域中的悬浮固形物测定以及微量分析的样品前处理或溶剂的纯化。与重力流相比，应用真空过滤能大大减少处理时间，提高效率。

真空过滤系统有两个出口，一是回流液（浓缩液）出口，另一是透析液出口。真空过滤系统的关键组成部分是滤膜和真空泵。在单位时间单位膜面积透析液流出的量称为膜通量（LMH），即过滤速度。影响膜通量的因素有：温度、压力、固含量（TDS）、离子浓度、黏度等。 对不同组成的有机物，根据有机物的分子量，选择不同的膜，选择合适的膜工艺，从而达到最好的膜通量和截留率，进而提高生产收率、减少投资规模和运行成本。

膜是具有选择性分离功能的材料。膜分离与传统过滤的不同在于，膜可以在分子范围内进行分离，并且这过程是一种物理过程，不需发生相的变化和添加助剂。膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同（或称为截留分子量），可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜，无机膜主要是陶瓷膜和金属膜，其过滤精度较低，选择性较小。有机膜是由高分子材料做成的。

微滤（MF）又称微孔过滤，它属于精密过滤，其基本原理是筛孔分离过程。微滤膜的材质分为有机和无机两大类，有机聚合物有醋酸纤维素、聚丙稀、聚碳酸酯、聚砜、聚酰胺等。无机膜材料有陶瓷和金属等。鉴于微孔滤膜的分离特征，微孔滤膜的应用范围主要是从气相和液相中截留微粒、细菌以及其他污染物，以达到净化、分离、浓缩的目的。微滤的截留特性是以膜的孔径来表征，通常孔径范围在0.1～1微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮固体等进行分离。可作为一般料液的澄清、保安过滤、空气除菌。

　　超滤（UF）是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，膜孔径在0.05um至1000um之间。超滤是一种能够将溶液进行净化、分离、浓缩的膜分离技术，超滤过程通常可以理解成与膜孔径大小相关的筛分过程。以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000～300000，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。

　　纳滤（NF） 是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80～1000的范围内，孔径为几纳米，因此称纳滤。基于纳滤分离技术的优越特性，其在制药、生物化工、 食品工业等诸多领域显示出广阔的应用前景。对于纳滤而言，膜的截留特性是以对标准NaCl、MgSO4、CaCl2溶液的截留率来表征，通常截留率范围在60～90%，相应截留分子量范围在100～1000，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，实现脱盐与浓缩的同时进行。

　　反渗透（RO） 是利用反渗透膜只能透过溶剂（通常是水）而截留离子物质或小分子物质的选择透过性，以膜两侧静压为推动力，而实现的对液体混合物分离的膜过程。反渗透是膜分离技术的一个重要组成部分，因具有产水水质高、运行成本低、无污染、操作方便运行可靠等诸多优点 ，而成为海水和苦咸水淡化，以及纯水制备的最节能、最简便的技术.目前已广泛应用于医药、电子、化工、食品、海水淡化等诸多行业。反渗透技术已成为现代工业中首选的水处理技术。

　　反渗透的截留对象是所有的离子，仅让水透过膜，对NaCl的截留率在98%以上，出水为无离子水。反渗透法能够去除可溶性的金属盐、有机物、细菌、胶体粒子、发热物质，也即能截留所有的离子，在生产纯净水、软化水、无离子水、产品浓缩、废水处理方面反渗透膜已经应用广泛。

真空泵的种类很多，原理、结构差异也很大。工业真空泵常不适用于实验室环境。实验室真空过滤系统多选用无需泵油、无需维护的微型真空泵。微型真空泵是隔膜泵的一种，通过薄膜的往复振动来泵送流体。这种泵的主要优点是：效率高；运动机构与输送介质完全隔离、对介质无污染；非动密封，无泄漏；无需润滑保养；体积小、重量轻；可靠性好；自身噪音低。微型真空泵的优点尤其是无污染性、自吸性使它在仪器行业得到了广泛运用,大量应用于真空过滤、真空蒸馏、真空干燥、提取和转移液体气体等。薄膜泵的主要缺点是输送介质温度受薄膜性能限制，出口压力波动幅度大，有时需要安装缓冲设备。不过真空过滤对压力波动一般没有特别的要求。微型真空泵选型时的主要指标有流量、真空度（压力）、流量、寿命、可靠性、自控水平、噪音等，另外还要考虑价格和售后技术服务。目前国内低端的微型真空泵市场几乎被国货占领，在价格和服务上胜于进口品牌。高端的微型真空泵有进口的KNF、THOMAS等品牌和国内知名的“气海”品牌。气海品牌这些年飞速发展，泵的规格繁多、选择余地大、质量完全可以匹敌进口泵。

利用计算机控制过滤操作是过滤设备的发展方向。气海品牌的长寿命泵配置了进口无刷电机，带PWM（脉宽调制）线，能方便可靠地调节流量，更便于自动控制。能输出电机转速反馈信号（FG)，实现了对电机工况的实时监控，具有完善的自我保护功能。过滤系统配用一台调速泵，适用范围更广，性价比更好。目前尚未发现进口品牌有PWM调速气泵。

对于需要处理较多样本的用户，使用多重真空过滤系统可以提高工作效率。