在粉體處理方面,旋轉陶瓷膜同樣優勢明顯。以球形氧化硅、球形氧化鋁生產為例,化學合成反應后的溶膠或納米顆粒懸浮于液相中形成高分散性漿料。碟式陶瓷膜可將漿料比較高濃縮至固含量 65% - 70%,極大節約了洗水量和能耗。在濕法分級或表面修飾形成的漿料處理中,經碟式陶瓷膜濃縮后,高濃度漿料在后期干燥中明顯節能,節水量至少可達 50% 以上,且漿料溫度波動小,減少了粉體顆粒團聚現象。其獨特的旋轉加擾流運行方式,對漿料分散效果也有積極作用。乳制品去除脂肪與酪蛋白,除菌過濾延長保質期。碟式陶瓷過濾膜 旋轉陶瓷膜結構
場景:IGF 發酵液的濃縮(初始濃度 5 g/L,目標濃縮至 50 g/L)。
方案:采用 100 nm 孔徑旋轉陶瓷膜,轉速 2500 轉 / 分鐘,錯流流速 1.5 m/s,經三級濃縮后,收率達 98%,純度從 75% 提升至 85%。
場景:大豆肽酶解液的高倍濃縮(用于生產高蛋白飲品,初始濃度 8 g/L,目標濃縮至 80 g/L)。
方案:使用 50 nm 陶瓷膜,配合循環濃縮工藝,濃縮時間比傳統蒸發器縮短 40%,且多肽分子量分布更均勻(集中在 500-1000 Da)。
場景:桿菌肽發酵液的提取(初始濃度 10 g/L,需濃縮至 100 g/L 并去除培養基雜質)。
方案:旋轉膜設備結合親和層析,濃縮同時去除 90% 以上的菌體碎片和無機鹽,為后續純化提供高純度原料。 碟式陶瓷過濾膜 旋轉陶瓷膜結構自主研發流速可調式旋轉膜設備,通過動態剪切使通量提升至傳統膜 2-3 倍。
在高濃度、高黏度(高濃粘)物料的分離濃縮領域,傳統過濾技術常因通量衰減快、易堵塞、能耗高等問題受限,而旋轉陶瓷膜動態錯流技術憑借其獨特的抗污染機制和材料特性,成為該類復雜體系的高效解決方案。以下從應用場景、技術優勢、典型案例及關鍵技術要點展開分析:
1. 物料特性高濃度:固相含量通?!?%(如發酵液菌體濃度 10~20 g/L、食品漿料固含量 15%~30%),或溶質濃度高(如高分子聚合物溶液)。高黏度:黏度可達 100~1000 mPa?s(如水基油墨、果膠溶液、淀粉糊),甚至更高(如生物多糖溶液),流動阻力大。復雜組分:常含膠體、蛋白質、微生物、有機大分子等,易形成凝膠層或黏性濾餅。
2. 傳統技術的局限性死端過濾:高黏度導致流速極慢,顆粒快速堆積堵塞濾孔,通量衰減至初始值的 10%~30%。靜態膜過濾:濃差極化嚴重,黏度升高加劇傳質阻力,需頻繁化學清洗(周期≤4 小時),膜壽命短。離心 / 壓濾:高黏度體系能耗劇增(離心功率隨黏度平方增長),且固相脫水困難,需添加助濾劑,增加成本和二次污染風險。
在填料基材、鋰電相關材料(如正極材料前驅體、電解液溶質、電池級溶劑等)的純化濃縮過程中,旋轉膜設備(尤其是動態錯流旋轉陶瓷膜 / 有機膜設備)憑借抗污染、高剪切力分散濃差極化等特性,可實現高效分離與精制。
旋轉膜設備在填料基材與鋰電材料的純化濃縮中,通過動態錯流與旋轉剪切力的協同作用,解決了高黏度、易污染體系的分離難題,尤其適用于電池級材料的高純度要求。從正極前驅體到電解液溶質,該技術已實現從實驗室到工業化的應用突破,未來隨著鋰電材料向高鎳、高電壓方向發展,旋轉膜技術在雜質控制、溶劑回收等領域的優勢將進一步凸顯,成為鋰電材料綠色制造的關鍵工藝之一。 處理高粘度物料(如明膠溶液)時,通量可達 500L/(m2?h),是傳統膜的 2-3 倍。
1. 工藝參數優化
旋轉速率:根據黏度調整,通常黏度每增加 100 mPa?s,轉速需提高 200~300 r/min(如 100 mPa?s 對應 1000 r/min,500 mPa?s 對應 2500 r/min)。
溫度控制:高黏物料常需升溫降低黏度(如食品漿料控制在 50~60℃,化工廢液可耐 150℃高溫),陶瓷膜耐溫特性允許此操作。
錯流流速:料液循環流速≥3 m/s,形成湍流,避免層流狀態下的顆粒沉積。
2. 膜組件設計創新
結構優化:采用多通道管式膜(內徑 8~12 mm)或旋轉盤式膜,增大比表面積,降低流體阻力。
表面改性:陶瓷膜表面接枝親水性涂層(如 TiO?光催化層),減少蛋白質等黏性物質吸附。
3. 系統集成方案
組合工藝:與離心預分離、超聲輔助等技術結合,處理極端高黏體系(如黏度>1000 mPa?s)。
智能化控制:通過在線黏度計、壓力傳感器實時調節旋轉速率和跨膜壓力,實現自適應運行。
旋轉陶瓷膜動態錯流技術通過 “動態剪切抗污染 + 陶瓷膜大強度分離” 的協同作用,突破了高濃粘物料分離濃縮的技術瓶頸,在生物發酵、食品加工、化工環保等領域展現出明顯的工程價值。其關鍵優勢在于對高黏度、高濃度體系的適應性,以及連續化、低耗材的運行特性。在更多極端工況(如高溫、強腐蝕、超高黏度)中替代傳統工藝。 正極材料(碳酸鋰、磷酸鐵鋰)生產中提升漿料固含量。碟式陶瓷過濾膜 旋轉陶瓷膜結構
耐受 7000mPa?s 高粘度物料,跨膜壓差穩定在 0.15-0.66bar,通量波動小于 10%。碟式陶瓷過濾膜 旋轉陶瓷膜結構
動態錯流旋轉陶瓷膜的工作原理基于以下技術優勢:
陶瓷膜組件高速旋轉(轉速通常1000~3000轉/分鐘),在膜表面形成強剪切流,明顯降低濃差極化和濾餅層厚度,避免膜孔堵塞。
乳化油流體在離心力和剪切力作用下,油滴與雜質的運動軌跡被破壞,促進油滴聚結和雜質分離。
根據乳化油滴粒徑(通常0.1~10μm)選擇膜孔徑:
微濾(MF)膜(孔徑0.1~10μm):分離較大油滴及懸浮物。
超濾(UF)膜(孔徑0.01~0.1μm):截留膠體態油滴、表面活性劑及大分子雜質。
陶瓷膜因耐污染、耐高溫、化學穩定性強,更適合乳化油的復雜工況。
旋轉產生的離心力場與壓力場疊加,加速油滴向膜表面遷移,同時水相透過膜孔形成濾液,實現油相濃縮與水相凈化。 碟式陶瓷過濾膜 旋轉陶瓷膜結構