CFF错流膜 过滤的生产应用
中空纤维应用集锦2
GE Healthcare中空纤维滤柱分离纯化应用集锦(二) Application notes for hollow fiber cartridges (2)目录中空纤维膜过滤技术在单抗生产中的应用 (1)生物制药工艺中无热原缓冲液的快速制备 (14)中空纤维膜过滤技术在胰岛素晶体收集中的应用 (17)中空纤维在乳胶免疫比浊法中去除游离抗体的应用 (21)中空纤维膜过滤技术在人用病毒类疫苗中的应用 (25)中空纤维膜过滤技术在动物病毒疫苗中的应用 (35)中空纤维过滤技术在百白破疫苗中的应用 (45)中空纤维膜过滤技术在单抗生产中的应用作为生物药物的“重磅炸弹”，大规模动物细胞培养生产治疗用单抗已成为生物制药发展的主导。
Mabselect SuRe亲和层析结合Capto Adhere复合离子交换两步层析工艺已经成为抗体生产工艺的亮点，而中空纤维膜过滤技术是一种快速高效的膜分离技术，具有容尘量高、温和低剪切力、操作灵活、成本低、易于放大等优点，因此广泛应用于重组蛋白、疫苗等生物制药领域。
通过将中空纤维膜过滤技术和下游两步层析工艺相结合，可以成功的迎接几十甚至上百公斤单抗生产所面临的挑战。
1.单抗的发展和面临的挑战近年来，高密度细胞培养技术和大规模蛋白质生产纯化技术的不断进步，推动了治疗用抗体产业化的发展。
和传统的基因工程蛋白药物相比，治疗用单抗具有一些不同的特点：(1) 高剂量单抗的给药剂量较高，一般从数百毫克到克级，且给药方式多为静脉注射。
因此，抗体的生产规模和产品质量都面临着巨大挑战。
为了满足日益增长的高剂量抗体药物需求，大规模细胞培养技术不断发展：细胞密度已达107 ~ 108 cell/ml；表达量从1~5g/L增加到>10g/L，甚至出现27g/L的表达量新高1；细胞培养规模从上千升增加到20,000升。
这就要求开发一条高速、高载量的下游分离纯化工艺，以便能够快速处理上万升的培养液，并实现每批几十公斤甚至上百公斤抗体的生产。
应用错流过滤原理的方法有
应用错流过滤原理的方法有1. 名词解释在探讨应用错流过滤原理的方法之前，首先需要了解一些相关的名词和概念。
1.1 错流错流是指在流体中含有不应该存在的物质或颗粒，这些物质或颗粒可能对流体系统产生不利的影响，如堵塞管道、损坏设备等。
1.2 过滤过滤是通过分离或拦截固态颗粒或可溶性物质的过程，通过过滤可以将流体中的杂质去除，提高流体的纯度和质量。
1.3 错流过滤器错流过滤器是一种用于去除流体中错流的设备或装置，它通过物理或化学作用将固体颗粒或溶解物质从流体中分离出来。
2. 方法介绍应用错流过滤原理的方法主要包括以下几种：2.1 重力沉降法重力沉降法是基于物质的密度和粒径大小在重力作用下沉降速度的差异而实现错流过滤的方法。
通过设置合适的截面积和高度，使流体在错流过滤器中形成平缓的流动，利用物质的沉降速度差异使错流颗粒在流体中沉降下来，从而实现过滤的目的。
2.2 超滤法超滤法是利用超滤膜对流体进行过滤的方法。
超滤膜具有较小的孔径，可以将大部分溶质和颗粒截留在膜表面，只允许水和小分子物质通过，从而实现错流过滤的效果。
2.3 离心分离法离心分离法是利用离心力将流体中的错流颗粒从流体中分离出来的方法。
通过旋转式离心机或离心管等设备，利用颗粒在离心力作用下的差异，将错流颗粒沉积到离心机的底部或离心管的底部，从而实现过滤效果。
2.4 过滤介质法过滤介质法是利用具有一定孔隙度的过滤介质对流体进行过滤的方法。
过滤介质可以是一种固体材料，如滤纸、滤布等，也可以是一种多孔的材料，如活性炭、石英砂等。
通过控制过滤介质的孔隙度和厚度，实现对流体中错流颗粒的截留。
3. 应用案例3.1 废水处理在废水处理过程中，常常需要对废水中的固体颗粒进行过滤，以净化废水并降低对环境的影响。
应用错流过滤原理的方法可以有效地去除废水中的错流颗粒，提高废水的纯度。
3.2 液体食品加工在食品加工过程中，常常需要对液体食品中的杂质进行过滤，以提高产品质量和食品安全性。
错流过滤
错流过滤（cross flow filtration）：在泵的推动下料液平行于膜面流动，与死端过滤（dead-end flow filtration）不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平。
错流过滤操作较死端过滤复杂，对固含量高于0.5%的料液通常采用错流过滤。
随着错流过滤操作技术的发展，在许多领域有代替死端过滤的趋势。
过滤是一个流体分离的过程。
当流体通过不同孔径的筛板时，固体物质被截留在筛板上，而被分离的产品则流进预先准备好的容器中。
错流过滤系统与传统的过滤机有很大差别，它可避免固形物在滤膜上沉积，由于滤液在系统内的高速循环运动及滤膜两侧的压力不同，滤清液以切线方向溜进预先准备好的容器中，而由于未滤液的高速循环运动，未滤液可将附着在膜上的固形物带走。
错流过滤技术运行无污染、无废硅藻土等助滤剂排放，属环保型过滤技术。
一、错流过滤的基本原理错流过滤的基本原理，是通过循环泵将要过滤的物质在不同孔径的滤膜孔道中做高速循环运动。
在压力的作用下，滤液以切线通过的方式滤出；未滤液由于高速运动而形成湍流，不断冲洗膜棒的内表面，将少量附着在膜上的固形物带走，从而防止了滤膜的阻塞，保持过滤的正常进行。
未滤液不断循环，固形物浓度愈来愈大，当浓度到达一定程度后自动排出，最终达到固液分离的目的。
二、错流过滤系统常用的几种膜1.错流过滤膜所用材料膜材料一般选用塑料、聚丙烯、聚砜、聚醚砜或陶瓷膜。
通常所用的是聚合膜和陶瓷膜。
2.滤膜的种类滤膜根据孔径不同，可分为微孔过滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。
滤膜根据形状不同，可分为中空纤维膜或毛细管膜、管状膜、螺旋卷式膜等。
3.不同种类的膜可滤除的物质三、错流过滤技术在啤酒工业中的应用错流过滤技术不但可以代替传统的硅藻土过滤机过滤啤酒，还可以从废酵母中回收啤酒。
在啤酒酿造过程中，发酵产生酵母泥的量约占啤酒总量的2%—3%，除留作种酵母参与发酵外，大部分成为废酵母。
管式微滤膜(DF膜TMF膜)工艺及应用介绍
清洗水泵
清洗水箱 进水泵
PLAN TO REPORT 主要参数
正洗 管式微滤膜和其他过滤膜不一样的地方在于管式膜的水通量大， 进水量是产水的4-5 倍，这个水量造就了管式微滤膜正洗条件。 1、通过PLC 软件或其他电控控制，产水阀关闭，浓水阀完全打开； 2、正洗间隔时间为5-10 分钟一次，每次5-10 秒； 3、用于冲刷沉积在膜表面的污染物。
管式微滤膜特点
管式微滤膜采用的是PVDF 高分子材料制成，其过滤精度高达0.1μm，过滤膜管直径1（1/2） 英寸，可用于高固体含量的液体过滤与分离。 1) 它有滤除颗粒污染物质的能力而不会发生透漏泥颗粒的现象。
2) 滤膜可以承受酸性，碱性，漂白和氧化药剂的清洗。
3) 膜管有着耐久的质地，与一般的过滤材质相比它有较长的使用期。
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膜管 进水
产水
膜壳
PLAN TO REPORT 工艺流程
回流管
膜组件
产水口
排泥泵
浓缩池
进水泵
1#清洗水箱
2#清洗水箱
气洗 膜组件
PLAN TO REPORT 化学清洗
当系统产水低于设计产水的60%，经过正/反洗后依旧不能恢复水通量，应考虑 化学清洗。 1、典型化学清洗药剂 • 酸:5-10%H2SO4或5-10%HCl溶液(去除金属及硬度离子对膜的污染)； • 碱:3-5%NaOH溶液(去除硅及部分有机物对膜的污染)； • 氧化剂: 酸性溶液(混合物5-10%H2SO4/3-5%H2O2) 碱性溶液(混合液5-15% NaOCl/1-3%NaOH)(去除有机污染)。
Cross Filtration 切向流过滤
CROSS FILTRATION死端过滤DEF OR 普通过滤NFFDead-end Filtration or Normal Flow Filtration•料液流动方向和过滤方向平行•颗粒被截留在过滤膜内部或表面•膜表面形成滤饼 (Cake)切向流过滤TFF OR 错流过滤CFFT angential Flow Filtration or Crossflow Filtration•料液流动方向和过滤方向垂直•截留颗粒或分子从液体中分离出来•切向流抑制了溶质在膜表面的堆积•筛网: 支撑和扰流的作用，增加对膜的冲刷效果死端过滤 VS 切向流过滤 DEAD-END VS CROSSFLOW FILTRATION切向流过滤的应用 CROSSFLOW FIL TRATION APPLICATION浓缩或澄清 CONCENTRATION OR CLARIFICATION 小分子不断透过膜成为透过液, 大分子 (样品) 不断被截留回流至储罐, 储罐中的样品体积越来越少, 样品浓度越来越高。
•P1 = Inlet pressure 进口端压力•P2 = Outlet pressure 出口端压力或回流端压力•P3 = Permeate pressure 透过端压力DIAFILTRATION 洗滤BATCH 批次模式•加洗涤液稀释料液•再浓缩 (去除洗涤体积)•重复CONTINUOUS 连续模式•恒定体积模式•浓缩的同时加入洗涤液, 使加入洗涤液的速度与过滤速度相同, 在系统内保持体积和浓度的恒定。
•储罐中样品体积和浓度始终保持不变, 样品的缓冲体系逐渐被置换成另一种缓冲体系。
膜孔径的选择样品浓缩和透析:•样品截留模式: 膜孔径大小为目标分子量的1/3-1/5•样品透过模式: 膜孔径一般大于目标分子量的5-10倍•两种物质分离模式: 一般需要分子量差异在10倍以上菌体/细胞收获:•细胞浓缩：超滤膜通常更容易操作•分离细胞和蛋白：微滤膜通常会获得更好的收率滤膜的选择一般来说，对于哺乳动物细胞分泌表达的澄清过滤，可选择0.2到0.65μm的微滤膜；对于大肠杆菌裂解液的澄清过滤可选择500 KD或750 KD超滤膜；⽽酵⺟分泌上清的澄清过滤可使用750 KD超滤膜或0.1μm微滤膜。
聚四氟乙烯滤膜的发展及应用
聚四氟乙烯滤膜的发展及应用郭玉海;朱海霖;王峰;唐红艳;张华鹏【摘要】为了进一步开发聚四氟乙烯(PTFE)材料,介绍了PTFE滤膜的应用、微孔特点、关键加工技术及最新发展,指出滤膜孔径的精准控制以及在新风系统和膜蒸馏等领域的应用是滤膜发展的趋势.认为采用调整制膜参数、双层共拉伸、后整理和包缠等技术在孔径控制上有优势,后整理含有羧基、羟基、磺酸基等基团的亲水材料是赋予亲水性能的主要方法.我国在服装膜、除尘膜上尚可满足国内要求,但泡点膜、亲水膜还存在一些急需解决的问题.【期刊名称】《纺织学报》【年(卷),期】2015(036)009【总页数】5页(P149-153)【关键词】聚四氟乙烯;平板膜;中空纤维膜;拉伸【作者】郭玉海;朱海霖;王峰;唐红艳;张华鹏【作者单位】浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018;浙江理工大学生态染整技术教育部工程研究中心,浙江杭州310018;浙江理工大学丝纤维材料和加工技术研究实验室,浙江杭州310018【正文语种】中文【中图分类】TQ028.8聚四氟乙烯(PTFE)膜材一般采用压延、车削和拉伸等方法加工，其中采用分散PTFE原料和拉伸法制备的膜材具备良好的微孔结构，才能用于过滤领域。
拉伸法加工的PTFE滤膜分为平板膜、中空纤维膜和管式膜，依据制品形状和微孔结构，PTFE滤膜可用于空气和水净化等领域。
错流过滤
错流过滤（cross flow filtration）：在泵的推动下料液平行于膜面流动，与死端过滤（dead-end flow filtration）不同的是料液流经膜面时产生的剪切力把膜面上滞留的颗粒带走，从而使污染层保持在一个较薄的水平。
错流过滤操作较死端过滤复杂，对固含量高于0.5%的料液通常采用错流过滤。
随着错流过滤操作技术的发展，在许多领域有代替死端过滤的趋势。
过滤是一个流体分离的过程。
当流体通过不同孔径的筛板时，固体物质被截留在筛板上，而被分离的产品则流进预先准备好的容器中。
错流过滤系统与传统的过滤机有很大差别，它可避免固形物在滤膜上沉积，由于滤液在系统内的高速循环运动及滤膜两侧的压力不同，滤清液以切线方向溜进预先准备好的容器中，而由于未滤液的高速循环运动，未滤液可将附着在膜上的固形物带走。
错流过滤技术运行无污染、无废硅藻土等助滤剂排放，属环保型过滤技术。
一、错流过滤的基本原理错流过滤的基本原理，是通过循环泵将要过滤的物质在不同孔径的滤膜孔道中做高速循环运动。
在压力的作用下，滤液以切线通过的方式滤出；未滤液由于高速运动而形成湍流，不断冲洗膜棒的内表面，将少量附着在膜上的固形物带走，从而防止了滤膜的阻塞，保持过滤的正常进行。
未滤液不断循环，固形物浓度愈来愈大，当浓度到达一定程度后自动排出，最终达到固液分离的目的。
二、错流过滤系统常用的几种膜1.错流过滤膜所用材料膜材料一般选用塑料、聚丙烯、聚砜、聚醚砜或陶瓷膜。
通常所用的是聚合膜和陶瓷膜。
2.滤膜的种类滤膜根据孔径不同，可分为微孔过滤膜、超滤膜、纳滤膜、反渗透膜等。
滤膜根据形状不同，可分为中空纤维膜或毛细管膜、管状膜、螺旋卷式膜等。
3.不同种类的膜可滤除的物质三、错流过滤技术在啤酒工业中的应用错流过滤技术不但可以代替传统的硅藻土过滤机过滤啤酒，还可以从废酵母中回收啤酒。
在啤酒酿造过程中，发酵产生酵母泥的量约占啤酒总量的2%—3%，除留作种酵母参与发酵外，大部分成为废酵母。
ufdf膜包原理
UFDF 膜包原理
UFDF 膜包是一种用于生物制药工艺的切向流过滤 (TFF) 装置，可以实现对生物制剂的浓缩、洗滤和纯化。
UFDF 膜包由一层半透膜和一个外壳组成，半透膜的孔径可以根据需要选择不同的分子量截留(MWCO) 值。
UFDF 膜包的工作原理如下：
超滤(UF)：超滤是指利用压力差驱动料液沿着膜表面切向流动，根据分子大小和形状的差异，将料液中的成分分离为透过液和浓缩液。
超滤可以实现对生物制剂的浓缩，提高其浓度和稳定性，同时去除杂质和低分子量的物质。
洗滤(DF)：洗滤是指在超滤的基础上，向料液中添加适当的缓冲液，将浓缩液中的不需要的溶质置换为所需的溶质，从而改变生物制剂的缓冲条件和pH值。
洗滤可以实现对生物制剂的纯化，提高其质量和活性，同时减少其盐度和内毒素。
电场强化错流膜过滤的研究
电场强化错流膜过滤的研究
胡婧逸;邓慧萍;商冉
【期刊名称】《工业用水与废水》
【年(卷),期】2009(40)4
【摘要】电场强化错流膜过滤技术可有效改善膜污染和浓差极化对错流过滤带来的不利影响.就电场膜过滤装置、机理、外加电场及影响渗透通量的因素这4个方面进行综述.目前研制的新型附加电场中空纤维膜组件克服了传统膜过滤组件的缺点,显示出很大的工程应用前景.电场强化错流膜过滤中会发生电泳和电渗等电动力学效应以及电化学效应.电泳是减缓膜污染一个主要因素,电泳和电渗两者共同作用,可以大幅提高过滤通量.采用脉冲电场可以减缓过滤速率的衰减幅度,节省单位体积滤液的电功率比耗.当颗粒具有较高Zeta电位、外加场强及跨膜压力接近临界值、错流速率较高时,过滤通量极限值将会得到提高.
【总页数】6页(P13-18)
【作者】胡婧逸;邓慧萍;商冉
【作者单位】同济大学,环境科学与工程学院,上海,200092;同济大学,环境科学与工程学院,上海,200092;同济大学,环境科学与工程学院,上海,200092
【正文语种】中文
【中图分类】TQ028.8
【相关文献】
1.错流膜过滤系统膜通量及其影响因素的研究 [J], 周文龙
2.错流平板膜过滤技术在白茶饮料澄清中的应用研究 [J], 赵峰;杨江帆;陈莲;林河通
3.错流膜过滤提高黄酒非生物稳定性的研究 [J], 谢广发;周建弟;孟中法;董海;谢海腾;吴奇彬
4.采用叶片与圆盘错流膜过滤黑液中木质素时剪切速度数值模拟研究 [J], 吴俊飞;赵文捷
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错流过滤实验报告
一、实验目的1. 了解错流过滤的原理和操作方法；2. 掌握错流过滤在液体分离中的应用；3. 通过实验验证错流过滤的效率及影响因素。
二、实验原理错流过滤是一种动态过滤方式，其原理是在膜表面形成两个分力：一个是垂直于膜面的法向力，使水分子透过膜面；另一个是平行于膜面的切向力，将膜面上的截留物冲刷掉。
在错流过滤过程中，原料液在膜管内高速流动，在压力驱动下，含小分子组分的澄清渗透液沿与之垂直方向向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而实现流体分离、浓缩、纯化。
三、实验仪器与材料1. 错流过滤装置：膜组件、蠕动泵、秒表、压力表、量筒等；2. 原料液：浊度较高的水样；3. 膜材料：微滤膜、超滤膜等；4. 清洗液：去离子水、酸碱溶液等。
四、实验步骤1. 将膜组件安装到错流过滤装置上，确保连接紧密；2. 将浊度较高的水样加入原料液容器中；3. 开启蠕动泵，使水样在膜组件内高速流动；4. 调节压力表，使膜组件两端产生一定压差；5. 观察膜组件进出口的压力变化，记录数据；6. 定时取样，分析透过液和浓缩液的浊度；7. 实验结束后，清洗膜组件，清除污染物。
五、实验结果与分析1. 在错流过滤过程中，透过液的浊度逐渐降低，浓缩液的浊度逐渐升高，说明错流过滤对浊度有较好的去除效果；2. 随着过滤时间的延长，透过液的浊度变化趋于稳定，说明错流过滤的效率相对稳定；3. 在相同条件下，不同孔径的膜材料对浊度的去除效果不同，孔径越小，去除效果越好；4. 膜表面污染是影响错流过滤效率的主要因素，可通过反冲洗等方法清除污染物，提高过滤效率。
六、实验结论1. 错流过滤是一种有效的液体分离方法，适用于浊度较高的水样处理；2. 膜材料的孔径、操作条件等因素对错流过滤效率有显著影响；3. 清洗膜表面是提高错流过滤效率的重要手段。
七、实验建议1. 在实验过程中，注意调节压力，避免膜组件损坏；2. 定期清洗膜组件，清除污染物，提高过滤效率；3. 选择合适的膜材料，根据实际需求进行实验优化。
核孔膜错流过滤研究
核孔膜错流过滤研究引言：核孔膜错流过滤是一种重要的分离技术，广泛应用于生物医学领域。
本文将从核孔膜错流过滤的原理、应用及研究进展等方面进行介绍，旨在深入了解该技术，并为相关领域的研究提供参考。
一、核孔膜错流过滤的原理核孔膜错流过滤是一种基于膜分离原理的技术。
核孔膜是细胞核内的一种薄膜结构，由核孔复合物组成，具有一定的孔径大小。
核孔膜错流过滤通过在核孔膜上构建一层薄膜，并利用薄膜上的孔径大小来选择性地分离目标物质。
核孔膜错流过滤的分离原理主要包括两个方面。
首先，根据目标物质的大小选择合适的核孔膜孔径。
核孔膜孔径大小通常在10纳米到100纳米之间，因此可以分离出不同大小的目标物质。
其次，利用核孔膜错流过滤的特殊结构，可以实现目标物质的连续分离和高效富集。
二、核孔膜错流过滤的应用核孔膜错流过滤在生物医学领域有广泛的应用。
首先，在细胞核孔膜的研究中，核孔膜错流过滤可以用于研究核孔膜通道的结构与功能。
其次，在蛋白质分离与富集中，核孔膜错流过滤可以实现对不同大小蛋白质的选择性富集，从而为蛋白质分离纯化提供了一种有效的方法。
此外，核孔膜错流过滤还可以应用于基因治疗、药物传递等领域，用于分离纯化目标物质或载体。
三、核孔膜错流过滤研究进展核孔膜错流过滤在过去几十年中得到了广泛的研究。
研究人员通过改变核孔膜错流过滤的工艺参数、薄膜材料和孔径等方面，不断提高分离效率和选择性。
同时，研究人员还开发了一系列新型的核孔膜错流过滤器件，如微流控芯片、纳米孔膜等，进一步提高了核孔膜错流过滤技术的应用范围和性能。
在核孔膜错流过滤的研究中，还存在一些挑战和难题。
首先，核孔膜错流过滤的薄膜材料需要具有良好的生物相容性和稳定性，以满足生物医学应用的需求。
其次，核孔膜错流过滤的分离效率和选择性需要进一步提高，以满足不同领域的需求。
此外，核孔膜错流过滤的工艺参数和操作条件也需要进一步优化，以实现工业化生产和应用。
结论：核孔膜错流过滤作为一种重要的分离技术，在生物医学领域有着广泛的应用前景。
污水处理实验报告-----CDFU
污水处理实验报告-----CDFU 标题：污水处理实验报告-----CDFU引言概述：污水处理是一项重要的环境保护工作，通过科学的处理技术可以将污水中的有害物质去除，净化水质，保护环境。
本实验报告将介绍一种新型的污水处理技术——CDFU（循环深度过滤膜组合工艺），通过实验数据和分析，评估其在污水处理中的效果和应用前景。
一、CDFU技术原理1.1 CDFU技术采用循环深度过滤膜组合工艺，结合了生物膜反应和物理膜过滤的优势。
1.2 污水经过生物膜反应池进行生物降解，去除有机物和氮磷等污染物。
1.3 经过初级处理后的污水进入深度过滤膜组合工艺，通过物理膜过滤去除弱小颗粒和胶体物质。
二、CDFU技术优势2.1 CDFU技术具有高效、节能、环保等优势，能够有效去除污水中的有害物质。
2.2 与传统污水处理工艺相比，CDFU技术处理效果更好，出水水质更稳定。
2.3 CDFU技术操作简单，维护成本低，适合于各种规模的污水处理厂。
三、实验数据分析3.1 通过对不同浓度的污水进行处理实验，发现CDFU技术对高浓度有机物和氮磷等污染物具有良好的去除效果。
3.2 实验结果显示，CDFU技术处理后的出水水质符合国家排放标准，达到了可再利用的水质要求。
3.3 CDFU技术在实际应用中表现出稳定的处理效果，具有很大的应用潜力和市场前景。
四、应用前景展望4.1 随着环境污染问题日益严重，污水处理技术的需求日益增长，CDFU技术作为一种新型的处理技术，将在未来得到更广泛的应用。
4.2 CDFU技术具有较高的市场竞争力和发展潜力，有望成为污水处理领域的新宠。
4.3 未来，CDFU技术将不断优化和改进，为环境保护事业做出更大的贡献。
五、结论本实验报告通过对CDFU技术的介绍、优势分析、实验数据分析和应用前景展望，全面评估了这种新型污水处理技术的效果和潜力。
CDFU技术具有高效、节能、环保等优势，有望成为未来污水处理领域的发展方向，为环境保护事业做出更大的贡献。
CMF知识介绍
CMF知识介绍一、连续膜过滤膜分离过程在常温下进行,无相变,不产生二次污染,是一种高效节能型分离净化技术。
采用膜技术的优点一方面是可回收水中的有用物,另一方面是可将回收水再利用,大幅度减少工业废水的排放量,甚至达到零排放。
中空纤维超滤膜的分离机理是筛孔分离,在压力驱动下,尺寸小于膜分离孔径的分子或粒子,可穿过纤维壁,而尺寸大于膜分离孔径的分子或粒子则被纤维壁所截留,从而实现大小粒子的分离。
膜技术在实际应用中的一个突出问题是膜孔表面截留沉积的污染物造成的膜透过通量的衰减,如何对中空纤维超滤膜进行有效的清洗,使膜透过量恢复,有着非常重要的实际意义。
连续膜过滤（Continuous Membrane Filtratrion，简称CMF）技术是一种新型的膜分离工艺过程，通过模块化的结构设计，采用错流过滤方式和间歇式自动清洗的系统，组合成的一整套封闭连续的膜过滤系统。
CMF主要应用领域为：∙自来水的净化处理，分质供水系统，直饮水系统；∙地下水、地表水、井水的除浊，除菌处理；∙取代混凝沉淀砂过滤等常规处理；∙反渗透膜装置的前处理；∙食品、生物、医药工业用水的除浊，除菌，净化；∙废水的回用（废水，工程排水，油田水等）；∙果汁饮料处理及葡萄酒除浊；∙中药提取液除浊精制；∙海水淡化工程的预处理。
二、CMF过程的优点∙安全可靠超滤膜组件使用的EPS膜丝具有小于0.1μm的均匀孔径，保证了组件的过滤精度，确保产水水质合格、稳定。
∙进水适用范围广采用外压式设计的超滤膜组件、全量过滤或错流过滤方式，相对于内压式膜组件对于进水最大颗粒尺寸的限制以及进水悬浮物浓度的范围更大，大大降低了过滤流道被堵塞的风险或几率，可对高悬浮物污水直接过滤，进水适用范围更广。
∙易清洗超滤膜组件采用的聚偏氟乙烯（PVDF）膜丝具有化学稳定性好，柔软，耐污染性能好。
超滤膜组件设计有压缩空气接口，可以采用气洗与化学清洗的方法高效地清除膜丝表面的污染物，恢复膜的通量。
膜过滤技术在酿酒工业中的应用研究
膜过滤技术在酿酒工业中的应用研究摘要：我国是食品行业的生产和消费大国，根据国家工信部报道，2021年1～10月全国规模以上酿酒企业营业收入累计超过5969.5亿元，利润总额累计突破1300亿元。
不难看出酿酒产业无论对于国民经济还是对于整个食品行业都具有重要的地位。
从改革开放至今，国民的收入水平和生活水平都有了较大地提升，随之而来对酒精性饮料的需求也在不断提升。
酿酒企业在逐渐形成规模化、标准化、科学化生产模式的同时也在成品酒或者基酒中发现了一些生物或非生物稳定性问题，导致酒体出现失光浑浊、沉淀等现象，这不仅会影响到酒体自身的外观，还可能影响到其风味品质，降低消费者的接受程度，最终影响企业的效益。
因此通过一些技术手段解决酒体浑浊的问题，提升酒体澄清度和稳定性对成品酒的品质和销售十分必要。
关键词：膜过滤技术；酿酒工业；应用引言我国的白酒有着悠久的历史，在世界上更是独树一帜。
传统的白酒酿造工艺流程分为粉碎、配料、润料和拌料、蒸煮糊化、冷散、加曲、加水堆积、入池发酵、出池蒸酒等工序。
这些酿造工序使得粮食从发酵到生产再到贮存陈化等过程中产生了一系列的酿酒废水。
其中用于锅炉冷却的水、酒瓶清洗的水、以及进行场地冲洗的水，我们叫做低浓度有机废水，这一类废水可以进行循环利用或者是直接排放，因为其污染物浓度低于GB27631—2011《发酵酒精和白酒工业水污染物排放标准》规定的排放标准。
1膜过滤的发展进程膜过滤分离技术是一种综合性的高新技术。
自然界存在很多膜分离现象，虽然人们发现且认识这一现象，但因科技水平不足，并未对此进行高度关注，直到1854年、1856年，有学者发现了透析现象和天然膜具有各向异性特点后，才开展膜研究工作。
这一阶段，有学者使用天然膜制作了首个膜渗透器，同时成功将糖蜜、盐类分离，不仅推动了膜分离技术的发展，还将其具备的优势得以体现。
然而，天然膜应用期间有一定的局限性，随着社会科技的发展，新产业部门兴起，提出了研究开发新的分离技术、人工合成分离膜，并进行了相应实践。
新一代错流工艺
新一代错流工艺作者：张聪来源：《食品安全导刊》2020年第12期过滤是啤酒灌装前的最后一道生产流程，此时，酿酒师还能对啤酒质量进行调整。
除细腻的过滤液外，啤酒的物理稳定性也是工艺要求之一，而过滤有助于提高灌装产品的微生物稳定性。
对于过滤工序而言，最重要的是更长的过滤周期、更低的運行成本和操作简单的系统。
除了可靠的预涂式过滤，克朗斯在其供货范围内新增了错流膜过滤技术。
斯坦尼克开发的Phoebus是一种膜过滤机，其研发基础是Hydronomic UF水处理设备（超滤）。
Phoebus集成了Hydronomic UF知名的机械结构，其对啤酒过滤而言是一种新的应用。
除却源自Hydronomic UF的工艺技术外，Phoebus还包含了完全按照啤酒过滤要求开发的其它创新。
例如，为了针对不同的啤酒类型及其过滤特性做出调节，设计了以阶梯式透膜压力调节为基础的智能化控制方法，并对未滤液的缓冲罐进行了改进。
此外，该设备还能在生产过程中作为沉淀罐使用，尤其是对于酵母含量较高的啤酒，可以借此减轻膜的负荷。
过滤线的配置则采用传统的模块化结构——对于每小时9m³的过滤能力，最多需要6个膜过滤单元组成一条生产线。
此外，该过滤线还包括独立的CIP设备及避免压力冲击的缓冲罐。
一个膜过滤单元包含3个膜组，可以根据现场情况采用正方形或长方形布置。
过滤流程通过中央PLC控制，该控制系统可以作为独立单元，也可以并入流程引导系统。
经过5年的研发历程，斯坦尼克Phoebus现已成功推向市场。
该系统的优势在于操作简单，啤酒损耗低，可以完全取消助滤剂，对于期望替代传统硅藻土过滤的啤酒企业而言，Phoebus是其更好的选择。
错流膜过滤装置 2
• 错流过滤技术具体优势如下：
• 1.错流过滤技术无论清洗或过滤都处于密闭状态 ，可实现自动进行、连续生产，极大地提高生产 效率；2.对环境无污染、无废料排放，啤酒损失 小，可实现“清洁化”生产；3.可代替硅藻土和 精滤机的二级过滤，大大降低生产成本；4.可以 使用该技术进行纯生啤酒的生产；5.自动化程度 高，维修方便；6. 具有不产生粉尘、不会产生健 康危险的因子、不需要助滤剂等特点；7.适合过 滤不同种类的啤酒。
在啤酒中的应用
板框式压滤机压滤是回收废酵母中啤酒的传统 方法。但这种方法易使啤酒浑浊，加重氧化味， 增加劳动强度、污染较大。 错流过滤的原理于滤液在系统内的高速循环运 动及滤膜两侧的压力不同，滤清液以切线方向溜 进预先准备好的容器中，由于未滤液的高速循环 运动，未滤液可将附着在膜上的固形物带走，从 而避免固形物在滤膜上沉积，实现运行无污染、 无废硅藻土等助滤剂排放，与传统过滤机相比， 优势明显。
错流膜过滤装置
主要内容
• • • • • 一、定义 二、原理 三、滤膜 四、特点 五、应用
一、定义
• 利用多孔膜材料作为过滤介质对料液进行物理分离，压力 作驱动力，剪切力阻止滤饼形成，可以分离料液中的酵理
液流在过滤介质表面流过，小部分液体透过过滤介质， 透过的称透过液，未透过的称保留液，保留液再次进入循 环，可在操作中多次平行经过滤层表面，少量浓缩液返回 未过滤液罐，从而实现料液的过滤。
三、滤膜
1.错流过所用滤膜材料
•
膜材料一般选用塑料、聚丙烯、聚砜、聚醚砜或陶 瓷膜。通常所用的是聚合膜和陶瓷
2.滤膜的种类
滤膜根据孔径不同，可分为微孔过滤膜、超滤膜、 纳滤膜、反渗透膜等。 • 滤膜根据形状不同，可分为中空纤维膜或毛细管膜 、管状膜、螺旋卷式膜等
错流膜过滤装置(课堂PPT)
5
• 缺点：过滤速度比传统的硅藻土过滤机低 得多，对于大批量的过滤需要更大的过滤 面积和过滤时间比。
6
• 4、应用：在啤酒生产中能可靠地去除酵母和使啤 酒腐败的微生物，明显提高产品的质量，酒液更 加明亮透明、泡持性更长久，浊度、敏感蛋白和 冷混浊等指标均优于硅藻土过滤。相比于硅藻土 过滤机，全自动错流膜过滤系统的操作需要人手 更少，而且耗水和产品损失也较少，从而节省了 整体的加工成本。
• 错流膜过滤系统还可以完全取代纸板过滤机、精 滤机，并可取代巴氏杀菌，简化工艺流程，节省 工厂布置空间，节省设备投资。
7
• 葡萄酒行业通常使用 微滤错流膜过滤机， 孔径范围在0.2~0.8μm， 使用的膜组件是内径 为1.5mm的毛细管膜 组成。微滤错流膜过 滤可用于葡萄酒的终 止发酵、澄清过滤、 除酒石过滤、调配后 的精过滤及除菌过滤 等环节。
• 注： 靠近器壁的流体有拖拉作 用，流速减慢，在实际工作中 仍会有薄的沉积物形成在滤膜 的表面上，利用定时逆流反冲， 可解决此问题而不至阻塞滤孔。
3
• 3、特点：进料液流动 方向与过滤膜表面平 行，而传统过滤是进 料液流动方向与过滤 膜表面相垂直。
4
• 优点：不容易阻塞过滤通 道；孔径更小，可达到微 滤效果；可以连续生产减 少污染；不需要辅助的过 滤剂；可以提高产品的附 加值，提升产品的档次； 运行的成本较低，设备较 小占用的面积较小；耐高 温以及酸、碱。结垢倾向 较低，适于较大规模应用； 对料液的悬浮粒子大小、 浓度没有特殊要求，可过 滤固形物含量较多的液体。
错流膜过滤装置
1
• 1、概念：错流膜过滤 是利用多孔状膜材作 为过滤介质对料液进 行的一种物理分离， 压力为驱动力，通过 剪切力阻止滤饼的形 成，可以从料液中分 离酵母、颗粒或不同 分子量的物质，获取 所需产品。
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现 酵 母 和 啤酒 的 分离 ， 离 后 的啤 酒 回收 到 分 到Ｓ Ｔ 直接进行酵母烘干或酵母湿料出售。 Ｙ， Ｃ Ｆ 滤流程 图如 （ ２ 。 Ｆ过 图 ）
２ 启 动过滤后 ， ５ ％ ～ ０ ） 将 ０ ６ ％浓度 的原酵母 Ｖ Ｔ 作为酒尾回添到清酒 中； Ｎ， 分离后的酵母 回收 按额定要求进行 Ｄ 的在线稀释 ， Ｗ 稀释到 ２ ％ ０ ３ ％浓度后 再通 过供 料泵 送人错 流 过滤 系统 ； ０
２ Ｆ 过 滤 流程及 陶瓷 膜组 数据 的确 定 ． ＣＦ ２
３ 过滤控制 Ｐ 冷却温度在 ｌ℃左右 ， ） Ｇ ５ 使其达
根据基本能力 的数据 ， 我们选择 了连续式的 到 与 流 速相 适 应 的粘 度 ； 滤 液循 环 泵循 环酵 母 用 ＣＦ Ｆ 系统 ， 主要 的过滤操 作 流程为 ： 液 ， 其 以 ３ ｍ／的 流速 流过 滤 柱 ， 使 ～５ ｓ 待各 段 滤 柱
色度
（Ｂ ） Ｅ Ｃ
４２ ．
苦味
（ Ｕ Ｂ ）
１ ．６ ５９
多酚
（ ／） ｍｇ Ｌ
９ ． ３７
浊度
（Ｂ ） Ｅ Ｃ
０１ ．３
巴后Ｆ 过滤酒存在巴后浊度偏高的现象， 因此
我们一直对添加“ Ｆ 过滤回收酒” ＣＦ 的清酒在实验室 ＾ 工巴氏杀菌 （０Ｃ ０ ｉ处理） ６ ￣ ｒｎ ３ａ 后分析浊度以防止 品质
图２ Ｃ Ｆ Ｆ 过滤流程图
申 通
集
团
Ｓ ｒ Ｕ卜 （
拓璞 ∞２ （液 态、超｝ ） 筏漫ｉ ｜ 临界
・
３ ・ ２
玉门拓璞科技开发有限责任公司 出品
过 滤 陶瓷膜 系统 性 能 的选 择 （ ２ 。 表 ）
表２
Ｖ Ｔ回收酒 的微 生物 分 析数据 （ ５ 。 Ｎ 表 ）
０１ ． ６
４Ｏ ．１
消耗 巴杀移送泵 成 本 巴杀增压泵 热水循环泵 泵冷却水费用 ｆｗ）１Ｌｈ ｃ （ ｋＪ ）
Ｃ Ｆ 耗 冷 费 用 Ｆ一
１ １ ５ ０５ ． ５
一 一
１０ ０ １０ ０ １０ ０
Ｃ Ｆ出 口酵母浓度 Ｆ
Ｃ Ｆ出 口啤酒 的流 量 Ｆ
５ ％～ ０ ０ ７ ％左右
１８ Ｌｈ ３０ ／
Ｃ Ｆ出口啤酒浓度 Ｆ ＣＦ Ｆ 过滤机 的连续过滤时间
４ ７。左右 ～ Ｐ 单次过滤周期一般不超过 ３ ｈ ０
Ｃ Ｆ的清洗方式 Ｆ
ＷＹ 罐容量 Ｔ
３ｈ 全程 清洗 （％碱＋ ． ２ １ ％酸＋ ．％杀菌剂＋ 冲洗） ５ ０ ５ 水 １ 碱洗 （％碱＋ ．ｈ ５ ２ 水冲洗）
表５
项目
第一级 第二级 第三级 膜 组 膜组 膜 组
Ｎ （ ，） Ａ 个 Ｌ
ＷＡ 个几） （
Ｋ 一 Ｂ 个 ／） Ｌ ２ （ Ｌ
单个 陶瓷膜 的通道数
每个通道 的内径 （ ｍ） ｍ
１ ９
６
１ ９
６ １０ ２０
１ ９
８ １０ ２０
０
２ ０ 生产酵母 ） ２（
备注
一 般 状 况 下 一 般 状 况 下
Ｃ Ｆ 口在线 Ｄ 稀释 Ｆ人 Ｗ
Ｃ Ｆ 口处理稀释酵母 的能力 Ｆ入
Ｃ Ｆ出 口酵 母 的流 量 Ｆ
１ １ 酵母 流量 ：Ｗ流量１ ：（ Ｄ
２ ０ Ｌｈ １０ ／
７ ０ ／ ２ Ｌｈ
可依据实际情况任意调节
折算 成稀 释前 的酵母 １５ Ｌｈ ０ ０ ／ 可满足 ２ 万 ｋ 生产能力需求 ０ Ｌ 酵母 可烘干或直接 出售 取决于原废酵母 的平均浓度 相对膜 的通透性能会 比较好
明度及 口味产生 影 响 ； ３ Ｖ Ｔ回收酒 中有少 量 酵母 的属正 常水 平 。 ）Ｎ
３ ＯＦ Ｆ过滤 的应 用
３１ Ｆ 过 滤 啤酒 的 回收率及 相关 数 据 ．Ｃ Ｆ ３１１单 次 过滤 的调 查数 据见 （ ３ （ ） ． ． 表 ）例
表３
３１ 回收酒 回添 比例 的试 验 ．． ２ 测 试 回收酒 不 同添加 比例 对清 酒 口味和 理化 指标 （ 巴后 浊度 ） 的影 响 。
单次 回收 Ｖ Ｔ （Ｌ Ｎ 量 ｈ） Ｖ Ｔ Ｎ 检测浓度 （Ｐ 。）
２ 品评 结果 ： 添 加 不 同 Ｖ Ｔ比例 的清 酒进 ） 对 Ｎ 行差 异性 品评 ， 结果 如 （ ７ 。 表 ）
表７
回收率 ％） （ ６． ７２ 数据总结 回收率 扣 除不能回收的酵母 １７ ｆ ３
＝
１７ ３ ％
（ 过滤ＷＹ Ｔ酵母体 积） ０ ｉ×１ ０ ％） （ ２ ｈ （—５ ． ×浓度。 ） ． ３ ９ Ｐ１ ５ ４
４ ５
ｌ ０ ｌ ５
稍有差 异 ， 但可 以接受 有明显差异
Ｖ Ｔ回收酒的理化分析数据（ ４。 Ｎ 表 ）
表４
浓 度 （Ｐ 。）
６５ ．
Ｅ Ｃ 机后 Ｅ Ｃ Ｅ Ｃ 机后 Ｅ Ｃ Ｂ Ｂ Ｂ Ｂ
ｆ Ｏ ％１ ｆ０ ％１ ｒ ０ ％１ ｆ ０ ％１ １０ １０ １０ １０
二 级膜 组 过 滤泵 三 级 膜 组 过 滤泵 Ｓ Ｔ 母 移 送 泵 Ｙ 酵
不 经 巴杀 系统 的酒 ０１ ．７
１． ８７ ９
３２ 解决 措施 ．． ２
问题 ， 降低 了酿造酒损约 ２ ％。本文对系统的设计 流程 、 控制参数 、 品质问题 、 运行成本等作 了详尽
的描述 ， 能 对 同行有 一定 的参 考价值 。 希望
表 ９ Ｃ Ｆ 小 时 运 行 成 本 Ｆ单
为 防止 出现 巴 后浊 度 升 高 ， 必要 通 过 瞬 时 有
０
单个 陶瓷膜元件长度 （ ｒ） ｌ０ ｍｒ ２ ０ １
小结 ：
单个 陶瓷膜元件体积 （ ．０ ６ ４ ０ ０ ４ ３ ．０ ５ ｍ ） ０ ０ ４ ３ ． ６ ４ ０ １４ ５ Ｄ Ｏ０ ０ １ 每组装有 的单个 陶瓷膜滤 ２ ８ ２ ８ １ ９ 芯数 （ ） 只 每个膜组 的体 积（ ｉ） ｎ 三个膜组件总体积 （ ｍ） ２ ０ ／料 液在膜组件中 １０Ｌｈ 的接触时 间（ ｉ） ｍ ｎ ００ ８ ００ ８ ００ １ ．１ ０ ．１０ ．２ ８ ００７ ． ８ ５ １５ ． ６
５ ５ ０ ０６ ．８ １ ． ７
级膜 组过滤泵
４ ５
４ ５ ５ Ｏ ５
８ ０
８ Ｏ ８ ０ １ ０
０６ ２ ． ．８ ４５
０６ ２ ． ．８ ４５ ０６ ２ ． ．８ ７２ ０６ ０３ ．８ ． ４
项目
硅 藻 土过 滤前 硅 藻 土 过 滤后 巴前 经包装 巴 巴前 经包装 巴
Ｃ Ｆ 口酵母 浓 度 （ ） Ｆ出 ％ Ｃ Ｆ 滤 入 Ｓ Ｔ酵母 量 （Ｌ Ｆ过 Ｙ ｈ） Ｃ Ｆ 滤 Ｆ过 数据 单次过滤 ＷＹ １ （Ｌ Ｔ 量 ｈ）
５． ４９ ０ １０ ８
３
４ １ ０ ５ １ ５
２０ ３ ３５ ４ ６５ ．
０ ３ ４－０ ０４ ４ ３ ００ ００ ．２ ３ ．０ ．４ ．８ ．４
浓度部分１ （ ％）
（ 参考 ）
序 列
Ｖ Ｔ 合 比例 （ Ｎ 混 ％）
品评 结 果
～ ａ 注 ：：过滤Ｗ Ｔ 母体积２０ｉ ～（ Ｙ酵 ） ｈ ３
ｂ：
×浓度。 ） ． … … （ Ｐ１ ５ ４
：６．％ ７ ２
１
２ ３
０
５ ８
参考样
无 差 异 无 差 异
申
通
集
团
ＳＵ卜
拓璞 ∞２ 花漫膏 ） （液 态 、超 临 界
１． ８ １０
玉门拓璞科技开发有限责任公司 出品
・ ３１ ・
矾 究
表１
项目
待 过 滤 原 酵 母 浓 度 Ｃ Ｆ 口酵母 浓 度 Ｆ入
设计能力
５ ％￣ ０ ｖ ） ０ ６ ％（／ ｖ ２ ％一 ０ ｖｖ ０ ３ ％（ １ ／
ｐ Ｈ
１５ ４
．
序 Ｎ Ｂ Ｔ 巴前 巴前 巴后 巴后 浊度 Ｖ Ｔ Ｂ 列 （ ） （ （ Ｂ ｐ （ Ｂ ｐ 偏 差 ％ ％） Ｅ Ｃ） Ｈ Ｅ Ｃ） Ｈ
１ ０ ５
８
１ ０ ０Ｉ２ ４ ２ ０２１ ４２ — ． １ ０Ｏ１ ０ ３ ．７ ． ．８ ０ １ ． ９ ５
申
通
集
团
ＳＵ卜 ｏ卜Ｅ 、 ＳＴ ｌ
（ 液态、超临界 ）
拓璞 ∞２ 税 膏
１． ８ １０ 矗 Ｈ究
玉门拓璞科技开发有限责任公司 出品
・ ３ － ３
事故的发生 。过程 中发现清酒的 巴后浊度不是非常 稳定 ， 偶尔有超标现象 ， 甚至达到 ０６ Ｂ ． Ｃ以上 。 Ｅ
由此可看出 ， 使用 Ｃ Ｆ Ｆ 过滤系统可降低酿造 酒损约 ２ 降低 了生产成本。 ％，
分析原因 ： 主要是部分回收废酵母保存时间 ５ 总结 长， 自溶 物增 加 ， 含 有 较多 的蛋 白酶 ， 啤酒 的 并 对 通 过合 理解 决 Ｃ Ｆ系统在 生产 应用 中的品质 Ｆ
品质 ｆ 泡沫 、 明度 、 透 口味等） 影 响 。 造成
１ 通 过 多 次对 Ｃ Ｆ 滤 啤 酒状 况 的调 查 ， ） Ｆ过 啤
酒 的 回收 率均 在 ６ ％左 右 ， ７ 如果 扣 除不 能 回收 的 酵母浓 度部 分 ， 回收率 均可 达到 １０ 则 ０ ％以上 ； ２ Ｖ Ｔ回收 酒 的 理 化 指 标 基本 正 常， 巴后 ）Ｎ 但 浊 度 偏 高 ， 还 要 确 定 回添 比例 是 否对 清 酒 透 后续
９ ２ ９ ０ ８ ５
５１ ．３
２ Ｎａ ２ ６
０ ３ ４ ２ ０２ ４２ － ．６ ００ ＿２ ．７ ．６ ．７ ０ ０ ．０