美國(guó) Sterlitech 氮?dú)夤呐莨收吓懦嚎煽?HP4750 過(guò)濾的技巧
HP4750?攪拌池是一種可靠且方便的臺(tái)式灌裝死端過(guò)濾裝置，用于評(píng)估膜工藝的初步實(shí)驗(yàn)。該樣品池由 316 不銹鋼 （316SS） 制成，最多可容納 300 mL 樣品，具有非常方便和簡(jiǎn)單的組裝和操作程序。HP4750 通常用于測(cè)試膜性能，額定施加壓力高達(dá) 69 bar，最常見的是使用氮?dú)鈱?duì)池加壓。使用 HP4750 電池時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的一個(gè)觀察結(jié)果是氮?dú)夤呐莠F(xiàn)象，這可能會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生負(fù)面影響。氮?dú)夤呐莠F(xiàn)象會(huì)影響水過(guò)濾過(guò)程，了解其原因和解決方案對(duì)于獲得可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果至關(guān)重要。
氮?dú)夤呐莠F(xiàn)象的原因
- 有限的進(jìn)料量：當(dāng)進(jìn)料量有限時(shí)，由于混合湍流，膜表面暴露于氮?dú)獾目赡苄愿?。這種暴露使氮?dú)飧菀淄ㄟ^(guò)膜孔逸出，從而在滲透?jìng)?cè)形成氣泡。確保足夠的進(jìn)料量對(duì)于減少氮?dú)夤呐莸目赡苄灾陵P(guān)重要。
- 高攪拌速度可能是將進(jìn)料溶液從膜表面置換并暴露在氮?dú)庵械牧硪粋€(gè)原因?？焖贁嚢杷俣葧?huì)導(dǎo)致渦流，使膜表面暴露在空氣中，與氮?dú)庵苯咏佑|。保持適當(dāng)?shù)臄嚢杷俣葘?duì)于防止此問(wèn)題至關(guān)重要。
- 膜本身的缺陷，如裂紋或不一致的孔結(jié)構(gòu)，會(huì)為氮?dú)鈿馀萏峁┩緩?。這些缺陷可能在制造過(guò)程中或隨著時(shí)間的推移而發(fā)生，因?yàn)槟さ恼`用，例如超過(guò)允許的施加壓力、化學(xué)相容性和膜處理不當(dāng)。為避免此類缺陷，必須定期檢查和正確處理膜。
- 氮?dú)庠谌芤褐械娜芙舛纫约霸诔R界條件下運(yùn)行工藝可能會(huì)導(dǎo)致氮?dú)夤呐?。氮?dú)馊苡谒?，可能?dǎo)致滲透液流中產(chǎn)生氣泡。機(jī)械攪拌增加了氮?dú)庠谒械娜芙舛?。氮?dú)獾娜芙舛入S施加壓力的增加而增加。此外，氮?dú)庠?34 bar 的外加壓力下變?yōu)槌R界 [1]。在超臨界條件下，氮的溶解度和擴(kuò)散系數(shù)增加，進(jìn)一步增強(qiáng)了滲透?jìng)?cè)的鼓泡效果。值得一提的是，由于大氣壓力，氮?dú)庠跐B透?jìng)?cè)會(huì)恢復(fù)到氣態(tài)，這可能導(dǎo)致氣泡的形成。
減輕氮?dú)夤呐菪?yīng)的提示和技巧
- 足夠的補(bǔ)料量：如果可能，用足夠體積的補(bǔ)料溶液填充細(xì)胞，最好在 250 ml 左右。這確保了膜表面在混合過(guò)程中不會(huì)暴露在氮?dú)庵校瑥亩档土说獨(dú)夤呐莸目赡苄浴?/li>
- 降低攪拌速度：降低攪拌速度以保持膜上穩(wěn)定的進(jìn)料溶液層。確保攪拌適當(dāng)平衡，以避免產(chǎn)生過(guò)度湍流。強(qiáng)烈建議在關(guān)閉 HP4750 單元的上蓋之前目視檢查溶液的混合和湍流，以確保最佳條件。
- 膜樣品更換：更換當(dāng)前使用的膜樣品，并確保操作條件和處理程序符合制造商的建議。正確處理和遵守指南可以防止導(dǎo)致氮?dú)夤呐莸哪と毕荨?/li>
- 降低施加的壓力： 如果可能，降低工作壓力。預(yù)計(jì)氮?dú)夤呐莠F(xiàn)象將在高壓值下發(fā)生。
- 在池內(nèi)使用浮動(dòng)活塞，以最大限度地減少氣體和進(jìn)料流之間的混合和接觸。確保所選材料具有低密度并且與進(jìn)料流化學(xué)相容。
- 使用替代惰性氣體：為了減輕超臨界條件，請(qǐng)考慮使用具有更高臨界壓力的替代惰性氣體。氮?dú)獾呐R界壓力為 34 bar。然而，評(píng)估在此應(yīng)用中使用其他氣體的安全性和化學(xué)相容性至關(guān)重要。
- 使用高壓泵代替氣體：建議使用相同的進(jìn)料溶液而不是氮?dú)鈱?duì)工藝進(jìn)行加壓。這可以通過(guò)使用保持所需壓力的兼容泵（如 HPLC 泵）操作池來(lái)實(shí)現(xiàn)。這種方法可以有效消除氮?dú)夤呐莠F(xiàn)象，確保結(jié)果更準(zhǔn)確。
總結(jié)
使用 HP4750 電池時(shí)，氮?dú)夤呐菪?yīng)可能是一種破壞性現(xiàn)象。然而，用戶可以通過(guò)優(yōu)化施加的壓力、降低攪拌速度、保持較大的進(jìn)料量、使用適當(dāng)?shù)亩栊詺怏w或使用 HPLC 泵對(duì)樣品池加壓來(lái)緩解這個(gè)問(wèn)題。了解 NH4750 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模死端過(guò)濾裝置時(shí)，了解氮?dú)夤呐莸脑虿?shí)施推薦的提示和技巧，可以顯著提高膜性能測(cè)試的可靠性和準(zhǔn)確性。通過(guò)解決這些因素，研究人員可以獲得更一致和可靠的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而更好地評(píng)估和開發(fā)膜過(guò)程
