切向流超濾的原理
時間：2017.06.02
切向流（也稱為“錯流”）超濾中，泵推動流體通過濾膜表面，沖刷去除其上截留的分子，從而使濾膜表面的積垢程度降至最低。在滲余物流體中產生緊靠濾膜的壓力，使溶質和小分子通過濾膜。如此方能完成過濾。利用細分篩網(wǎng)分離沙子與鵝卵石的模擬實驗，有助于理解切向流超濾的機理：篩網(wǎng)眼象征濾膜上的孔隙，而沙子與鵝卵石象征待分離的分子，在直流過濾中，沙子-鵝卵石混合物被迫向著篩網(wǎng)眼方向移動，隨著一些較小的砂粒通過篩網(wǎng)眼落下，在篩網(wǎng)表面形成以個鵝卵石層，阻礙頂部砂粒向篩網(wǎng)方向移動并通過篩網(wǎng)眼（圖1），在直流過濾中，增加壓力，僅能對混合物施加壓力，而無助于分離的促進；相比之下，在切向流超濾模式中，通過混合物的再循環(huán)防止限制層的形成，此再循環(huán)類似于：振動以去除阻塞篩網(wǎng)眼的鵝卵石，使得位于混合物頂部的砂粒落下并通過篩網(wǎng)眼。因此，利用切向流超濾進行生物分子分離，效率更高，濃縮或洗濾速度更為快捷。
圖1
利用細分篩網(wǎng)分離沙子與鵝卵石
（A）對混合物施加直接的壓力，使得底部砂粒落下；在篩網(wǎng)表面形成一個鵝卵石層，阻礙頂部砂粒向篩網(wǎng)方向移動并通過篩網(wǎng)。（B）振動篩網(wǎng)，破壞位于混合物底部的積聚鵝卵石層，使完全分離得以進行；切向流過濾中，進科流的錯流動力學作用，就相當于此例中的振動。
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