超濾裝置是在一個密閉的容器中進行,以壓縮空氣為動力,推動容器內(nèi)的活塞前進,使樣液形成內(nèi)壓,容器底部設(shè)有堅固的膜板。小于膜板孔徑直徑的小分子,受壓力的作用被擠出膜板外,大分子被截留在膜板之上。超濾開始時,由于溶質(zhì)分子均勻地分布在溶液中,超濾的速度比較快。但是,隨著小分子的不斷排出,大分子被截留堆積在膜表面,濃度越來越高,自下而上形成濃度梯度,這日才超濾速度就會逐漸減慢,這種現(xiàn)象稱為濃度極化現(xiàn)象。為了克服濃度極化現(xiàn)象,增加流速,設(shè)計了幾種超濾裝置:
1. 無攪拌式超濾
這種裝置比較簡單,只是在密閉的容器中施加一定壓力,使小分子和溶劑分子擠壓出膜外,無攪拌裝置濃度極化較為嚴重,只適合于濃度較稀的小量超濾。
2. 攪拌式超濾
攪拌式超濾是將超濾裝置位于電磁攪拌器之上,超濾容器內(nèi)放人一支磁棒。在超濾時向容器內(nèi)施加壓力的同時開動磁力攪拌器,小分子溶質(zhì)和溶劑分子被排出膜外,大分子向濾膜表面堆積時,被電磁攪拌器分散到溶液中。這種方法不容易產(chǎn)生濃度極化現(xiàn)象,提高了超濾的速度。
3. 中空纖維超濾
由于膜板式超濾裝置,截留面積有限,中空纖維超濾是在一支空心柱內(nèi)裝有許多的,中空纖維毛細管,兩端相通,管的內(nèi)徑一般在0.2mm左右,有效面積可以達到1平方厘米,每一根纖維毛細管像一個微型透析袋,極大地增大了滲透的表面積,提高了超濾的速度。