在發(fā)酵過濾領域，旋轉陶瓷膜動態(tài)錯流過濾技術有著廣泛的應用。在發(fā)酵生產流程中，需要將懸浮在發(fā)酵液中的固體顆粒與液體進行分離，且要求濾速快、收率高，得到澄清濾液或純凈固體。傳統(tǒng)板框過濾在處理發(fā)酵液時，常面臨膜污染嚴重、處理效率低等問題。而飛潮的 Dycera 旋轉陶瓷膜過濾系統(tǒng)通過動態(tài)錯流過濾原理，讓膜片高速旋轉，濾液以切線通過方式濾出，未濾液形成的湍流不斷沖洗膜表面，不僅防止濾膜阻塞，還提升了膜通量，延長了膜壽命，非常適合高粘度發(fā)酵液的過濾，對細胞顆粒破壞力小。在酶制劑生產過程中，發(fā)酵液的澄清處理極為關鍵。采用 Membralox^{®} 陶瓷錯流技術，能夠實現(xiàn)與培養(yǎng)基特性無關的可靠和高質量濾液。膜分離法不受細胞尺寸、密度以及介質粘度影響，可提供完全的物理屏障，確保比較好分離效率，同時減少了下游工藝成本，提高了整體生產效率。微藻濃縮至 600-700g/L，取代離心機降低能耗。提取重組類人膠原蛋白中動態(tài)錯流旋轉陶瓷膜設備制造

溫敏性菌體類提純濃縮，旋轉陶瓷膜動態(tài)錯流設備的適配性改造

低剪切與溫控協(xié)同

旋轉速率控制：

傳統(tǒng)工業(yè)應用轉速通常 500~2000rpm，針對菌體物料降至 100~300rpm，將膜表面剪切力控制在 200~300Pa（通過流體力學模擬驗證，如 ANSYS 計算顯示 300rpm 時剪切速率＜500s?1）。

采用變頻伺服電機，配合扭矩傳感器實時監(jiān)測，避免啟動 / 停機時轉速波動產生瞬時高剪切。

錯流流速調控：

膜外側料液錯流速度降至 0.5~1.0m/s（傳統(tǒng)工藝 1~2m/s），通過文丘里管設計降低流體湍流強度，同時采用橢圓截面流道減少渦流區(qū)（渦流剪切力可使局部剪切力驟升 40%）。

溫度控制模塊：

膜組件內置夾套式溫控系統(tǒng)，通入 25~30℃循環(huán)冷卻水（溫度波動≤±1℃），抵消旋轉摩擦熱（設備運行時膜面溫升通常 1~3℃）；料液預處理階段通過板式換熱器預冷至 28℃。

陶瓷膜材質與結構選型

膜孔徑匹配：

菌體粒徑通常 1~10μm（如大腸桿菌 1~3μm，酵母 3~8μm），選用 50~100nm 孔徑陶瓷膜（如 α-Al?O?膜，截留分子量 100~500kDa），既保證菌體截留率＞99%，又降低膜面堵塞風險。

膜表面改性：

采用親水性涂層（如 TiO?納米層）降低膜面張力（接觸角從 60° 降至 30° 以下），減少菌體吸附；粗糙度控制 Ra＜0.2μm，降低流體阻力與剪切力損耗。 四川比較好的旋轉陶瓷膜碟式陶瓷過濾膜設備該技術正從工業(yè)領域向生物醫(yī)藥、新能源等領域滲透，有望在資源循環(huán)利用、綠色制造等方面發(fā)揮更大作用。

與傳統(tǒng)的管式陶瓷膜靜態(tài)過濾相比，旋轉陶瓷膜動態(tài)錯流過濾展現(xiàn)出多方面的優(yōu)勢。在過濾效率上，傳統(tǒng)管式陶瓷膜靠泵提升待處理液流速形成錯流過濾，有效過濾時間短，清洗頻繁。而旋轉陶瓷膜通過膜片高速旋轉實現(xiàn)抗污染，在膜表面產生的高速剪切力形成湍流，持續(xù)高效地清洗膜表面，使得過濾通量得以大幅提升，連續(xù)穩(wěn)定過濾時間明顯延長。在能耗方面，管式陶瓷膜需大流量循環(huán)泵沖刷膜表面，功率消耗大，而旋轉陶瓷膜馬達功率低，系統(tǒng)節(jié)能效果明顯，相較于管式陶瓷膜可節(jié)能 60% - 80%。對于處理高粘度、高固含量的物料，傳統(tǒng)過濾技術往往力不從心，旋轉陶瓷膜憑借其獨特的動態(tài)錯流方式和開放式流道設計，可耐受高濃度、高粘度物料，不會輕易出現(xiàn)膜堵塞問題。

典型應用場景

生物醫(yī)藥與發(fā)酵工程

在乳清蛋白、酶制劑生產中，旋轉陶瓷膜可替代傳統(tǒng)離心+板框過濾組合工藝，實現(xiàn)發(fā)酵液的高效澄清。例如，采用Membralox®陶瓷膜處理青霉素發(fā)酵液時，濾液透光率>99%，下游純化成本降低30%。

超細粉體生產：在球形氧化硅、納米碳酸鈣等粉體的制備中，旋轉陶瓷膜可將漿料濃縮至固含量65%-70%，后續(xù)干燥能耗降低50%以上。例如，領動膜科技的碟式陶瓷膜在石墨漿料處理中，節(jié)水量超過60%，且粉體顆粒團聚率下降40%。

工業(yè)廢水處理

針對含油廢水、重金屬廢水，旋轉陶瓷膜可實現(xiàn)微米級顆粒物（如乳化油滴）的高效截留，出水濁度<0.1NTU。例如，上海科域的軸流旋轉膜過濾系統(tǒng)結合微納米氣泡技術，可將垃圾滲濾液中的COD從50000mg/L降至500mg/L以下。

食品飲料加工

在果汁澄清、乳制品濃縮中，旋轉陶瓷膜可保留天然風味物質，同時實現(xiàn)無菌過濾。例如，處理蘋果汁時，膜通量可達80L/(m2?h)，且無需添加助濾劑，產品保質期延長20%。 動態(tài)錯流通過旋轉產生剪切力，減少濃差極化，維持穩(wěn)定通量。

技術原理與關鍵機制

 動態(tài)錯流與剪切力

膜片旋轉時，表面產生高速流體剪切力（可達傳統(tǒng)靜態(tài)膜的3-5倍），這種剪切力能夠持續(xù)沖刷膜表面，有效防止顆粒、膠體及大分子物質的沉積，明顯緩解濃差極化現(xiàn)象。例如，在處理高粘度油脂或發(fā)酵液時，旋轉產生的湍流可使膜通量提升30%-50%，連續(xù)穩(wěn)定過濾時間延長數(shù)倍。

離心力輔助分離

旋轉運動產生的離心力將物料中的不同組分按密度分層：高密度顆粒被甩向膜片邊緣，而低密度液體則通過膜孔滲透至內側，實現(xiàn)初步分離。這種離心作用尤其適用于高固含量漿料（如球形氧化硅、氧化鋁納米顆粒懸浮液），可將固含量濃縮至65%-70%，遠超傳統(tǒng)靜態(tài)膜的30%-40%。

陶瓷膜的獨特優(yōu)勢

陶瓷膜由氧化鋁、氧化鈦等無機材料制成，具有耐高溫（可達400℃）、耐強酸強堿（pH0-14）、機械強度高（抗壓強度>100MPa）等特性，使用壽命是有機膜的5-10倍。例如，在高溫發(fā)酵液過濾中，陶瓷膜可在不降解的情況下實現(xiàn)長期穩(wěn)定運行。 替代濾芯減少固廢，替代離心機避免漏料。動態(tài)錯流過濾技術 旋轉陶瓷膜案例

正極材料（碳酸鋰、磷酸鐵鋰）生產中提升漿料固含量。提取重組類人膠原蛋白中動態(tài)錯流旋轉陶瓷膜設備制造

在醫(yī)藥行業(yè)的應用場景

中藥提取液濃縮與純化

應用場景：黃連、三七等中藥材提取液濃縮，去除多糖、蛋白質等雜質，保留有效成分（如黃連素、皂苷）。

優(yōu)勢：常溫操作避免熱敏性成分降解，藥效成分保留率提升 10%-15%。替代傳統(tǒng)醇沉工藝，減少乙醇用量，降低成本與安全風險。濃縮倍數(shù)可達 10-20 倍，濾液澄清度高，利于后續(xù)精制。

發(fā)酵液菌體分離

應用場景：青霉素、紅霉素等發(fā)酵液的菌體分離與濃縮。

優(yōu)勢：直接截留菌體（直徑≥1μm），濾液透過率穩(wěn)定，收率提升至 95% 以上。替代板框過濾，減少濾渣處理量，降低勞動強度。陶瓷膜可高溫滅菌（121℃蒸汽），滿足無菌生產要求。

生物制藥純化

應用場景：重組蛋白、疫苗等生物制品的脫鹽、換液及濃縮。

優(yōu)勢：精確控制分子量截留（10-100kDa），實現(xiàn)產物與培養(yǎng)基成分分離。連續(xù)切向流操作（TFF）減少產物降解，活性保留率超 90%。設備可在線清洗（CIP），符合 FDA 對生物制藥的嚴格要求。

醫(yī)藥中間體分離

應用場景：有機溶劑中間體、類固醇***的溶劑回收與產物濃縮。

優(yōu)勢：耐有機溶劑，可直接處理有機相體系。溶劑透過膜后可冷凝回收，回收率≥90%，降低生產成本。減少蒸餾過程中的高溫分解，提升產物純度（純度≥99%）。 提取重組類人膠原蛋白中動態(tài)錯流旋轉陶瓷膜設備制造