问答解释过滤膜包通量与载量的区别及过滤面积计算
Q:过滤膜包的通量与载量有什么区别?
过滤通量指单位时间通过单位过滤面积的滤液体积(L/(m²·h)),载量指每平方米滤芯在压差达到上限前累计滤过的料液量(L/m²)。所需过滤面积按待过滤料液总体积除以载量计算,文中以载量200 L/m²、批量2000 L得出需10 m²过滤面积。
A:过滤通量是衡量过滤速度的物理量,指单位时间内、通过单位过滤面积的滤液体积,单位L/(m²·h)
过滤载量,每平方米滤芯在压差达到上限前能滤过的累计料液量,单位 L/m²
通量说明溶液过滤速度"多快",而载量是说明"总共能过滤多少溶液"。
Part 01载量
一般通过载量来计算所需的过滤面积
所需过滤面积=待过滤料液总体积/载量
如测得某深层滤芯的载量为 200 L/m²(压差升到 2.0 bar 时累计滤了 200 L),生产批量是 2000 L,所需过滤面积即为10 m²
可以选一个 10 m² 的滤芯,或 5个2 m² 的滤芯并联
Part 02通量
过滤通量=滤液体积/(过滤面积*过滤时间)
如:一根过滤面积为 1 m² 的深层滤芯,1 小时内流出了 200 L 澄清液,那么它的通量就是 200 L/(m²·h)
初始通量:过滤刚开始时的通量,反映介质的固有渗透性。
恒压过滤:设定泵压或罐压,通量随着过滤时间自然衰减
恒通量过滤:通过泵控制流速,压差随着过滤时间逐渐上升
通量衰减:死端过滤中,滤饼和颗粒堵塞孔道,通量随时间逐渐下降;当通量降到不可接受的水平(或压差达到上限),过滤结束、更换滤芯。
Part 03载量和通量的关系
载量和通量通过压差关联起来
1)通量设得高(泵压大)→ 颗粒被压进介质更深处,堵塞更快 → 载量往往降低
2)通量设得低 → 过滤慢,但介质利用更充分 → 载量可能提高,但生产周期变长
工艺开发要在通量和载量中寻找平衡,如扫描几个初始通量(如 100、200、300 L/(m²·h)),并分别测试载量,最终找到"过滤时间可接受 + 载量最大"的平衡点
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