膜過濾結垢機制及預防之研究-多相掃流微過濾結垢機制之研究及其在生化分離上之應用(I)

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題名:	膜過濾結垢機制及預防之研究-多相掃流微過濾結垢機制之研究及其在生化分離上之應用(I)
其他題名:	A Study on the Fouling Mechanism In Multi-Phase Cross-Flow Microfiltration and Its Applications In Biochemical Processes(I)
作者:	黃國楨
貢獻者:	淡江大學化學工程與材料工程學系
關鍵詞:	掃流微過濾;薄膜結垢;濾速提升;分離技術;多相流
日期:	2005
上傳時間:	2009-03-16 15:15:20 (UTC+8)
摘要:	在眾多提升掃流微過濾之過濾速度的方法中，若有氣泡存在懸浮液中，則會增強濾面上的剪應力，降低固體粒子的附著機率；而且程序簡單、成本低廉，所以是優先的選擇之一。這些存在懸浮液中的氣泡，有些是原來就必須加入的，例如好氧的生物反應器，有些卻是為了提升過濾速度而額外添加的；無論是哪一種，雖然氣泡的存在皆可能避免或延緩薄膜的結垢，但是亦會使得流態變得複雜，稍一不慎，就有可能適得其反。所以在實際的應用系統中，如何關聯濾速與操作參數是非常重要的課題。本研究在為期三年的研究計劃中，擬針對含固-液-氣多相的懸浮液進行掃流微過濾之微觀解析，瞭解薄膜之結垢機制，建立適用之過濾理論，以提供裝置選擇或程序最適化之參考。在第一年的研究中，擬由多相流之流體力學解析著手，分析在不同操作條件(例如：懸浮液濃度、掃流速度、過濾壓差、氣泡大小、通氣強度)下之流態及濾面剪應力等流力特性，並配合膠體科學以分析粒子之受力情形，瞭解濾膜之結垢機制與濾餅性質。在第二年的研究中，主要擬探討薄膜特性(種類、材質、孔徑等)對其結垢機制及分離效率的影響。擬採用數值模擬、理論推導與實驗並行的研究方法，針對不同材質之圓管狀與平板狀之薄膜進行分析，尤其圓管之內部與外部流動操作之差異，皆進行深入之探討。在第三年的研究中，擬將前兩年的研究成果，延伸應用至生化分離與薄膜生物反應器之設計上。在含菌體細胞、蛋白質、.類、氣泡等多成分、多相混合物，以掃流微過濾進行分離，並探討不同之pH值、電解質濃度等懸浮液條件及操作條件對分離效率之影響。期能瞭解在實際的應用系統中，懸浮液條件、薄膜特性及操作條件等操作變數如何關聯過濾速度與分離效率。
顯示於類別:	[化學工程與材料工程學系暨研究所] 研究報告

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