在超濾過程中,水溶液在壓力推動下,經膜表面,小于膜孔的溶劑(水)及小分子溶質透水膜,成為凈化液(濾清液),比膜孔大的溶質及溶質集團被截留,隨水流排出,成為濃縮液。超濾過程為動態過濾,分離是在流動狀態下完成的。溶質僅在膜表面有限沉積,超濾速率衰減到一定程度而趨于平衡,且通過清洗可以恢復。
超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特制的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。超濾是以壓力為推動力的膜分離技術之一。以大分子與小分子分離為目的 [1] 。
超濾起源于是1748年,Schmidt用棉花膠膜或璐膜分濾溶液,當施加一定壓力時,溶液(水)透過膜,而蛋白質、膠體等物質則被截留下來,其過濾精度遠遠超過濾紙,于是他提出超濾一語,1896年,Martin制出了一張人工超濾膜,其20世紀60年代,分子量級概念的提出,是現代超濾的開始,70年代和80年代是高速發展期,90年代以后開始趨于成熟。我國對該項技術研究較晚,70年代尚處于研究期限,80年代末,才進入工業化生產和應用階段。
超濾裝置如同反滲透裝置,有板式、管式(內壓列管式和外壓管束式)、卷式、中空纖維式等形式。濃差極化乃是膜分離過程的自然現象,如何將此現象減輕到較低程度,是超濾技術的重要課題之一。采取的措施有:①提高膜面水流速度,以減小邊界層厚度,并使被截留的溶質及時由水帶走;②采取物理或化學的洗滌措施。
應用范圍:超濾膜的最小截留分子量為500道爾頓,在生物制藥中可用來分離蛋白質、酶、核酸、多糖、多肽等。超濾的優點是沒有相轉移,無需添加任何強烈化學物質,可以在低溫下操作,過濾速率較快,便于做無菌處理等。所有這些都能使分離操作簡化,避免了生物活性物質的活力損失和變性。
由于超濾技術有以上諸多優點,故常被用作:
(1)大分子物質的脫鹽和濃縮,以及大分子物質溶劑系統的交換平衡。
(2)大分子物質的分級分離。
(3)生化制劑或其他制劑的去熱原處理。
超濾技術已成為制藥工業、食品工業、電子工業以及環境保護諸領域中不可缺少的有力工具