Questions 汽车普及带来的问题 1、汽车——铅中毒,尤其是对小孩发育的影响 石油短缺——汽车、飞机、船舶等 如何解决? 3、大熊猫-国宝?
Questions 汽车普及带来的问题 1、汽车 —— 铅中毒，尤其是对小孩发育的影响 2、石油短缺—— 汽车、飞机、船舶等… 如何解决？ 3、大熊猫---国宝？
第五章膜分离技术513膜操作特征) 浓度(凝胶)极化模型 料液滞留层膜透过液 适应范围:反渗透、超滤和微滤。 浓度极化模型:在膜分离操作中,所有溶 d 质均被透过液传送到膜表面,不能完 dx 全透过膜的溶质受到膜的截留作用, 在膜表面附近浓度升高,见图。这种 在膜表面附近浓度高于主体浓度的现 X=0 象谓之浓度极化或浓差极化( concen △p-△z tration polarization) 凝胶极化模型:膜表面附近浓度升高,增 7(+R 大了膜两侧的渗透压差,使有效压差 减小,透过通量降低。当膜表面附近|,=kh 的浓度超过溶质的溶解度时,溶质会 析出,形成凝胶层。即使分离含有菌k=D/B 体、细胞和其他固形成分的料液时 也会在膜表面形成凝胶层。这种现象 谓之凝胶极化( gel polarization)o =kIn 意义 3
第五章 膜分离技术(5.13 膜操作特征) 浓度(凝胶)极化模型 适应范围：反渗透、超滤和微滤。 浓度极化模型：在膜分离操作中，所有溶 质均被透过液传送到膜表面，不能完 全透过膜的溶质受到膜的截留作用， 在膜表面附近浓度升高，见图。这种 在膜表面附近浓度高于主体浓度的现 象谓之浓度极化或浓差极化(concentration polarization)。 凝胶极化模型：膜表面附近浓度升高，增 大了膜两侧的渗透压差，使有效压差 减小，透过通量降低。当膜表面附近 的浓度超过溶质的溶解度时，溶质会 析出，形成凝胶层。即使分离含有菌 体、细胞和其他固形成分的料液时， 也会在膜表面形成凝胶层。这种现象 谓之凝胶极化(gel polarization)。 意义
5.14膜渗透通量的影响因素 操作形式 终端过滤(Dean- end filtration) 错流过滤( cross flow filtration,CFF) 流速: d =162Re· 流速对透过通量的影响反应在传质系数上,传 质系数k,对于圆型管路的层流液(Re<1800)为 对于圆型管路的层流料液(Re>4000,可用下 式计算传质系数 岛h=2=0.023Re”.$1 薄层流过滤 L:膜管的长度(m) Re=Reyl准数 拌褶过滤 d:膜管经(m) 是m准l数=n;/D2) △p=10kPa p:料液密度(kg/m3) k:从入口到管长为处的平均传质系数(ms) 式(5.28) Sh: Sherwood准数,u:流速(ms)n:料液黏 谷氨酸微球菌 度(Pas) Re x 10 不同菌体的透过通量与Re的关系
5.14 膜渗透通量的影响因素 操作形式 终端过滤(Dean-end filtration) 错流过滤(crossflow filtration,CFF)： 流速： 流速对透过通量的影响反应在传质系数上，传 质系数k, 对于圆型管路的层流液(Re < 1800)为: 对于圆型管路的层流料液(Re > 4000)，可用下 式计算传质系数: L：膜管的长度(m)， d：膜管经(m)， l：料液密度(kg/m3 )。 k：从入口到管长为L处的平均传质系数(m/s) Sh：Sherwood准数，u：流速(m/s),l：料液黏 度(Pa s)
5.14膜渗透通量的影响因素 意义:k随流速的增大而提高;因此,流速的增大,透过通 量增大。 适合条件:对蛋白质溶液以及小分子有效,但对细胞和胶体 粒子的悬浮液无效。Wh? 无效性原因: 错流过滤使凝胶层剥离和流动,从而实际的凝胶层比凝 胶极化模型的计算值小 B、菌体物理性质(形状,大小,硬度和填充物等)和生物性质 粘性物质,c膜,壁结构成分,自溶等)不同
5.14 膜渗透通量的影响因素 意义：k随流速的增大而提高；因此，流速的增大，透过通 量增大。 适合条件：对蛋白质溶液以及小分子有效，但对细胞和胶体 粒子的悬浮液无效。Why? 无效性原因： A、错流过滤使凝胶层剥离和流动，从而实际的凝胶层比凝 胶极化模型的计算值小； B、菌体物理性质(形状,大小,硬度和填充物等)和生物性质 (粘性物质,c膜, 壁结构成分,自溶等)不同
5.14膜渗透通量的影响因素 压力 A、当Ap小,无浓度极化层,J与Ap成正比,此 时用: -△ n,Rm+R 纯水纯水 R大 B、当Ap大,有浓差极化,J的增长速率减慢, R小 此时用 J,=kIn b c增大 C、当△p继续增加时,形成凝胶层,且厚度 随压力的增大而增大,所以J不再随△p的 增加。此时的J为此流速下的极限值(Jm), 用方程: y Ing C 透过通量与△的关系 D、Jm随料液浓度而,随流速(搅拌速度) 而
5.14 膜渗透通量的影响因素 压力 A、当p小, 无浓度极化层, Jv与p成正比, 此 时用： B、当p大,有浓差极化, Jv的增长速率减慢, 此时用 C、当p继续增加时，形成凝胶层，且厚度 随压力的增大而增大，所以Jv不再随p的 增加。此时的Jv为此流速下的极限值(Jlim)， 用方程： D、Jlim随料液浓度而，随流速(搅拌速度) 而