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Sterlitech公司于2001年在美国华盛顿州肯特郡成立,致力于实验室过滤设备的制造和销售,产品广泛应用于科研和工业领域。其产品线包括反渗透膜、纳米滤膜、超滤膜和微孔膜,平板和切向流滤膜是行业,具有优良的性能和效果。Sterlitech公司的实验测试设备为可创新性的满足多种多样的要求。

Sterlitech公司的所有的产品均得到公司技术专家的,这些专家可提供特殊产品应用、定制解决方案等多种服务。独特的问题解决方案、灵活性和一致的质量使Sterlitech公司成为全球过滤设备与产品领域的领军企业与全球供应商

HP4750过滤系统组装及操作指南

 

 

 

前言

HP4750是一款耐高压、抗化学腐蚀,适用于多种膜分离体系过滤系统。因其最大耐受压力达1000 psig (69 bar),HP4750过滤体系是反渗透过滤、纳米级过滤、超滤及微孔过滤分离的理想设备。而316L不锈钢构建及抗化学腐蚀组件使HP4750过滤体系成为水相和非水相试剂过滤分离的解决方案。精良的设计与制造确保了HP4750过滤体系多年来的无故障操作记录。本操作指南详细介绍了HP4750过滤体系的功能、特色、构造、启动及操作流程。

 

一、组装前准备

开箱前请确认HP4750过滤体系包装是否损坏、组件是否齐备。完整的HP4750过滤体系包括以下组件(如图1):

1、不锈钢柱体

2、顶盖

3、底盖

4、顶盖固定件

5、底盖固定件

6、多孔不锈钢置膜盘

7、2 个O环(大的为外环,小的为内环)

8、顶垫圈

9、渗透管

10、搅拌棒组件

11、搅拌棒钩子

 

180 0194 2024

图1:HP4750过滤体系组件

 

二、设备组装

在确保所有HP4750过滤体系组件齐备及完好后,开始如下步骤组装。

1.用少量水或待处理液体润湿O-环

注意:HP4750过滤体系默认组件为Buna-N 材质的O环和垫圈,其它材质的O环和垫圈可选购,如Viton和PTFE。表2详细列举了O环和垫圈的材质兼容性(第15页)。

2、按下图所示将O环(大的为外环,如左图,小的为内环,如右图)放入设备底部凹槽内,检查确认O环恰好的完全放入凹槽。

 

3、如下图所示将一块切好的滤膜放入内O环中央,膜的活性面应朝向柱体(内)。通常滤膜的活性面显得光亮,而包被有底物一面显得灰暗。

 

 

4、如下图所示将不锈钢置膜盘放在滤膜上以固定滤膜位置。

注意:不锈钢置膜盘可以作为切割滤膜的模板,详细信息请见附录2。

 

 

5、如下图所示装上底盖,底盖上的环形凹槽对准柱身底部的环形突起。

 

 

6、如下图所示用3英寸底部紧固件将设备底部与柱身连接紧密,需要1000 psig (69 bar)高压下工作需要用16英尺磅的扭矩加强底部紧固件。

 

 

 

7、如下图所示在柱身外插入渗透管,用扳手拧紧。

注意:The HP4750采用Swagelok接头,详细信息请见附录1。

 

 

8、如左下图所示用手从柱身顶部(直径约两英寸)插入搅拌棒至柱身,也可用搅拌杆钩子放入搅拌棒(如右图),下行图示正确的搅拌棒位置。装配完成后将待过滤液体倒入柱身。

 

 

 

9、如下图在柱身顶部放入垫圈,确保其位于柱身凹槽内。

 

10、盖上顶盖(如左下图),用2英寸顶部紧固件将设备底部与柱身连接紧密,需要1000 psig (69 bar)高压下工作需要用16英尺磅的扭矩加强底部紧固件(如右下图)。然后将过滤系统放置在磁力搅拌器上。

 

 

 

三、HP4750 过滤系统操作参数

HP4750过滤体系通过压缩的空气或惰性气体启动,适用于所有47-50 mm直径的滤膜。在操作该系统前请参阅下表系统参数。

 1: HP4750过滤系统参数

参数       HP4750
 滤膜直径 47-49 mm (1.93寸)
 有效滤膜面积 14.6 cm2 (2.26平方英寸)
 可处理体积 zui高达300 mL
 柱身截留体积 1 mL
zui大耐受压力 1000 psig (69 bar)
zui高耐受温度 气压为at 800 psig (55 bar)时耐受华氏 250 度 (摄氏121 °C)
 pH 范围 由使用的滤膜决定
 接头方式
渗透输出 0.125英寸直径的316L SS不锈钢管
压力输入 0.25英寸FNPT管
组件中须润湿部分材质
柱身 316L 不锈钢
    O-环 Buna-N,其他材质可选择
垫圈 Buna-N, 其他材质可选择
搅拌棒 PTFE包被的磁铁
设备尺寸  
柱身直径 5.1 cm (2.0英寸)
柱高 22.4 cm (10英寸)
是否高压高温灭菌

 

四、HP4750过滤系统操作步骤

1、如下图所示在过滤器顶盖上接上高压管。(高压管自配或另购:Sterlitech 配件货号r: 1151427)

 

 

2、将高压管接至惰性气体或压缩空气罐的压力调控阀门上,注意压缩空气或惰性气体需要不同的压力调控阀门(自配或另购: Sterlitech配件货号: 1144026),提供的气压也不同。

 

 

3. 在渗透管下放置一个渗透液收集瓶(自备)。

 

 

4. 打开磁力搅拌器(自备或另购:Sterlitech 配件货号1144030 或1144031)以启动搅拌棒。

 

 

5. 通过逐步对柱身加压开始过滤,仔细检查是否有渗漏现象。 密封圈表面存在异物及紧固件拧得不紧是导致渗漏的zui常见原因。

 

6. 过滤完毕后关掉压力气源,并通过减压阀(自备或另购:Sterlitech 配件货号1155893)释放管内气压。

切记:不要通过拧松过滤器紧固件来释放压力。

 

 

 

7. 完全减压后可清洗过滤器,可使用各种清洁剂、去污剂,包括酸类和酶类清洗剂。

 

 

五、HP4750 系统配置示例

下图是一例代表性的标准HP4750 过滤系统配置示例,图示三个主要的系统配件:带有可拆卸的顶部和底部的过滤柱身;搅拌棒及标准紧固件。

 

 

 

六、配件及备用件订购信息

下表是HP4750过滤系统的配件和备用件信息,

 

产品名称 运输重量公斤 (磅) 货号
HP4750 过滤系统, 3.8 (8) HP4750
配件
压力调节阀, 6.9-69 bar (100-1000 psig) 2.3 (5) 1144026
减压阀, 69 bar (1000 psig) 0.1 (0.25) 1155893
高压管, 183 cm (72 英寸) 0.7 (1.5) 1151427
PTFE O-环/垫圈套装 0.5 (0.1) 1144028
Viton O-环/垫圈套装 0.5 (0.1) 1144029
PTFE 包被的Viton O-环/垫圈套装 0.5 (0.1) 1144027
Buna O环/垫圈套装 0.5 (0.1) 1144034
EPDM O-环/垫圈套装 0.5 (0.1) 1144036
磁力搅拌器
115 VAC 60 Hz 2.3 (5) 1144030
230 VAC 50 Hz 2.3 (5) 1144031
备用件
过滤器顶盖 0.1 (0.25) 1143891
过滤器柱身 1.4 (3) 1149782
过滤器底盖 1.4 (3) 1143073
置膜盘 0.1 (0.25) 1114910
搅拌棒 0.1 (0.25) 1143109
滤膜

 

七、O-ring 化学兼容性

下表是O形环和垫圈的兼容性数据,可作为特定情况下选择特殊合成橡胶复合物时的参考。

此外,在选择合适的溶液时还应该考虑操作条件和环境。建议如应用到以下未列出适用的液体时请咨询Sterlitech公司。注意这些建议仅代表材料的兼容性,并不是特定应用条件的推荐意见。

O环化学兼容性列表

简写名称 成分 耐温范围
BN 丁腈橡胶 -40 to 120 °C (-40 to 250 °F)
EP 三元乙丙橡胶 -50 to 150 °C (-65 to 300 °F)
V 氟橡胶 -30 to 205 °C (-20 to 400 °F)
 

 

 

   
兼容溶液介质 (液体或气体) 兼容材质 兼容溶液介质 (液体或气体) 兼容材质
冰醋酸 EP 乙二醇 EP
丙酮 EP 油脂和油 BN
铝盐 BN EP
氢氧化铵 EP 盐酸 EP
铵盐 BN 氢氟酸 EP
戊醇 EP 过氧化氢 V
苯胺染料 EP 煤油 BN
芳烃燃料– 50% V 亚麻籽油 BN
V 甲乙酮 EP
漂白液 EP 矿物油 BN
正丁醇) BN 石脑油 V
丁氧基乙醇 EP 正己烷 BN
二氯化碳 V 辛醇 EP
四*化碳 V 有机酯 EP
溶纤剂 EP 花生油 BN
氯化溶剂 V 苯酚 V
原油 V 吡啶油 EP
切削油 V 污水 BN
癸烷 BN 醋酸钠 EP
变性酒精 BN 氯化钠 BN
水溶性洗涤剂 BN 干洗溶剂油 BN
柴油 BN 硫酸 V
二甘醇 EP 单宁酸 BN
干洗液 V 叔丁醇 V
乙醇 BN 四氯化钛 V
异辛醇 BN 变速箱油 BN
乙二醇 EP 磷酸三辛酯 EP
脂肪酸 V V
脂肪油 BN 脱钙水 BN

 

 

附件1Swagelok接头

一、安装Swagelok管

1、将管子插入Swagelok管接头。确保管子稳固落在Swagelok管接头内,然后用手拧紧螺母。

 

 

2、在螺母的6点钟位置划线。通过这道划线能明确起始位置。

 

 

3、稳稳握住接头,用一个备用扳手拧紧螺母(拧1.25圈,参照上步中划线位置,使划线在一圈后继续转动到9点钟位置)。当螺母拧紧到9点位置时,你可以很容易地看到接头已经装配完成。

 

 

 

二、Swagelok可多次松开或重新装配

重装Swagelok接头

1、以断开连接的接头开始重装。

 

 

2、插入管子swage金属套圈部分管子插入上图右边部分,直至套圈前部就位。

 

 

3、用手拧紧螺母,用一个扳手旋转螺母至初始位置,在初始位置可感觉到一个增加的阻力感,然后轻轻用扳手拧紧。

 

 

 

附件2、切割滤膜

?Sterlitech可提供多种已预先切割成用于HP4750使用的滤膜。但是,如果你需要切割自己的膜滤膜,您还需要以下工具:

•多孔不锈钢置膜盘作为模板

•用于切割的滤膜

•一把锋利的剪刀

•一双乳胶手套

切割步骤如下:

1、戴上乳胶手套以避免污染滤膜表面,将滤膜放在置膜盘上。

 

 

2、用剪刀沿着置膜盘边缘剪开滤膜,剪刀朝向置膜盘中央的方向。

 

 

剪好后滤膜应该恰好平整的放在置膜盘上,而不会有任何褶皱或超出内O-环,否则可能导致渗漏。

 

 

附件3、滤膜预处理

一旦膜被切割被安装好,即需要进行预处理。膜不进行预处理可能会有不同的性状及稳定状态,可导致不稳定的实验结果。下图示未预处理膜表现出的不稳定特征,特别是在实验开始阶段。

 

 

 

滤膜预处理方法:

1. 将滤膜安装至HP4750过滤系统。

2. 给过滤器柱身加入去离子水并加压,水温及水压应与正式过滤时的温度与压力完全一致。

3. 运行过滤系统两小时。在约30分钟后可发现通过滤膜的液流从急剧下降变为稳定,在接下来的90分钟液流保持稳定,表明滤膜已完成预处理。如下图所示:

 

 

4. 减压,倾去去离子水并注入待过滤样品溶液。

 

附件4、使用HP4750的参考文献

以下是采用HP4750过滤系统发表的文章,可表明该系统的应用潜力与领域,并更深入地了解该系统的应用与操作方法。

文章题目 应用要点 完整引用格式
Modeling of the retention of atrazine and dimethoate with nanofiltration 利用HP4750过滤系统测试哪种纳米滤膜(NF90, NF200, NF270及 DK)更适宜于从水中清除杀虫剂 A.L. Ahmad, L.S. Tan, S.R. Abd. Shukor. Modeling of the retention of atrazine and dimethoate with nanofiltration. Chemical Engineering Journal, Volume 147, Issues 2–3, 15 April 2009, Pages 280–286. http://dx.doi.org/10.1016/j.cej.2008.07.015
Effects of palm oil-based fatty acids on fouling of ultrafiltration membranes during the clarification of glycerin-rich solution 本研究中HP4750过滤系统被用于研究PES膜和PVDF膜的脂肪酸膜结合特征 Indok Nurul Hasyimah Mohd Amin, Abdul Wahab Mohammad, Mastura Markom, Leo Choe Peng. Effects of palm oil-based fatty acids on fouling of ultrafiltration membranes during the clarification of glycerin-rich solution. Journal of Food Engineering, Volume 101, Issue 3, December 2010, Pages 264–272. http://dx.doi.org/10.1016/j.jfoodeng.2010.07.006
Preparation and characterization of a neutrally charged antifouling nanofiltration membrane by coating a layer of sulfonated poly(ether ether ketone) on a positively charged nanofiltration membrane 本研究中HP4750过滤系统被用于研究一款特制的电中性纳米滤膜的防污和分离能力 Chaoyi Ba, James Economy. Preparation and characterization of a neutrally charged antifouling nanofiltration membrane by coating a layer of sulfonated poly (ether ether ketone) on a positively charged nanofiltration membrane. Journal of Membrane Science, Volume 362, Issues 1–2, 15 October 2010, Pages 192–201. http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2010.06.032
Synthesis and characterization of a carbon nanotube/polymer nanocomposite membrane for water treatment 本文应用HP4750过滤系统鉴定一款碳成分滤膜在2.9,3.9及4.9 MPa下的分离特性 Hosam A. Shawky, So-Ryong Chae, Shihong Lin, Mark R. Wiesner. Synthesis and characterization of a carbon nanotube/polymer nanocomposite membrane for water treatment. Desalination, Volume 272, Issues 1–3, 3 May 2011, Pages 46–50. http://dx.doi.org/10.1016/j.desal.2010.12.051

 

 

 

 

 

附件5Sterlitech滤膜产品

 

反渗透膜*  
名称

(P/N)

品牌 成分 分子量Cut-off (MWCO) 脱除率 (NaCl) 25CpH 范围 典型的

Flux/psi

GFD@

PSI

 
AD GE Osmonics 聚酰胺 0 MWCO 99.5 1-11 15/800  
(YMADSP1905)  
AG GE Osmonics 聚酰胺 0 MWCO 99.5 1-11 26/225  
(YMAGSP1905)  
AK GE Osmonics 聚酰胺 0 MWCO 99 1-11 26/115  
(YMAGSP1905)  
CE GE Osmonics 醋酸纤维素 0 MWCO 97 1-11 23.5/420  
(YMCE1905)  
SE GE Osmonics TF (薄膜) 0 MWCO 98.9 1-11 22/425  
(YMSESP1905)  
SG GE Osmonics TF (薄膜) 0 MWCO 98.2 1-11 22/225  
(YMSGSP1905)  
ACM1 TriSep 聚酰胺 0 MWCO 99.5 2-11 25/225  
(YMACM11905)  
ACM2 TriSep 聚酰胺 0 MWCO 99.5 2-11 30/225  
(YMACM21905)  
ACM3 TriSep 聚酰胺 0 MWCO 99.3 2-11 35/225  
(YMACM31905)  
ACM4 TriSep 聚酰胺 0 MWCO 99.2 2-11 30/150  
(YMACM41905)  
ACM5 TriSep 聚酰胺 0 MWCO 98.5 2-11 30/110  
(YMACM51905)  
SB50 TriSep 醋酸纤维素混合物 0 MWCO 95.0 4-7 30/420  
(YMSB501905) (99.0 – MgSO4)  
X201 TriSep 聚酰胺尿素 0 MWCO 99.5 2-11 30/225  
(YMX2011905)  
70B Toray 聚酰胺 0 MWCO 99.7 2-11 27/225  
(YM70BSP195)  
70UB Toray 聚酰胺 0 MWCO 99.5 2-11 27/110  
(YM70UBSP195)  
80E Toray 聚酰胺 0 MWCO 99.8 2-11 16/800  
(YM80ESP195)  
80LB Toray 聚酰胺 0 MWCO 99.7 2-11 22/800  
(YM80LBSP195)  
SW30HR Dow 聚酰胺 ~100 MWCO 99.6 2-11 17-24/800  
(YMSW30HR1905)  
SW30XLE Dow 聚酰胺 ~100 MWCO 99.5 2-11 23-29/800
(YMSW30XLE1905)
BW30 Dow 聚酰胺 ~100 MWCO 99.5 2-11 26/255
(YMBW301905)
BW30LE Dow 聚酰胺 ~100 MWCO 99.5 2-11 37-46/225
(YMBW30LE1905)
BW30FR Dow 聚酰胺 ~100 MWCO 99.5 2-11 26/255
(YMBW30FR1905)
XLE Dow 聚酰胺 ~100 MWCO 98.7 2-11 33-41/125
(YMXLE1905)
纳米滤膜(NF) *
名称

(SKU)

品牌 成分 分子量Cut-off (MWCO) 脱除率 (NaCl) 25CpH 范围 典型的

Flux/psi

GFD@

PSI

CK GE Osmonics 醋酸纤维素 2000 MWCO 92%-Na2SO4 2-8 28/220
(YMCKSP1905)
DK GE Osmonics TF (薄膜) 150-300 MWCO 98% -MgSO4 2-10 22/100
(YMDKSP1905)
DL GE Osmonics TF (薄膜) 150-300 MWCO 96% -MgSO4 2-10 31/100
(YMDLSP1905)
HL GE Osmonics TF (薄膜) 150-300 MWCO 95% -MgSO4 3-9 39/100
 

 

           
(YMHLSP1905)
TS40 TriSep

聚哌*酰胺

200 MWCO 40-60% (99.0%- MgSO4) 2-11 20/110
(YMTS401905)
TS82 TriSep 聚酰胺 150 MWCO 80-90% (99.0% MgSO4) 2-11 20/110
(YMTS821905)
SB90 TriSep 醋酸纤维素混合物 150 MWCO (97.0% MgSO4) 85.00% 30/225
(YMSB901905)
XN45 TriSep

聚哌*酰胺

500 MWCO 30-Oct (95.0 – MgSO4) 2-11 35/110
(YMXN451905)
NF Dow 聚酰胺 ~200-400 MWCO 99-MgSO4 2-11 26.5-39.5/130
(YMNF1905)
NF245 Dow 聚酰胺 ~200-400 MWCO 99-MgSO4 2-11 52-72/130
(YMNF2451905)
NF270 Dow 聚酰胺 ~200-400 MWCO 99.2-MgSO4 2-11 72-98/130
(YMNF2701905)
NF90 Dow 聚酰胺 ~200-400 MWCO   2-11 46-60/125
(YMNF901905)
NFX

(YMNFX1905)

Synder 聚酰胺TFC 150-300 MWCO 40% 99% MgSO4 3-10.5 20-25/110
 
NFW

(YMNFW1905)

Synder 聚酰胺TFC 300-500 MWCO 20%

97% MgSO4

4-10 45-50/110
NFG

(YMNFG1905)

Synder 聚酰胺TFC 0.2 micron 10%

50% MgSO4

4-10 55-60/110
 

 

超滤膜 (UF) *
名称

(SKU)

品牌 成分 分子量Cut-off (MWCO) 脱除率 (NaCl) 25CpH 范围 典型的

Flux/psi

GFD@

PSI

 
CQ GE Osmonics 醋酸纤维素 20000 MWCO 20 K 2-9 300/50  
(YMCQSP1905)  
GE GE Osmonics TF (薄膜) 1000 MWCO 1K-PEG 1-11 20/400  
(YMGESP1905)  
GH GE Osmonics TF (薄膜) 2000 MWCO 2K-PEG 1-11 20/150  
(YMGHSP1905)  
GK GE Osmonics TF (薄膜) 3000 MWCO 3K-PEG 1-11 17/75  
(YMGKSP1905)  
PT GE Osmonics PES 5000 MWCO 5K-Dextran 1-11 90/50  
(YMPTSP1905)  
PW GE Osmonics PES 10000 MWCO 10K-Dextran 1-11 85/30  
(YMPWSP1905)  
MW GE Osmonics Ultrafilic 100000 MWCO 50K-Protein 2-9 176/20  
(YMMWSP1905)  
UA60 TriSep 聚*嗪酰胺 3500 MWCO 70.0%- MgSO4 2-11 35/110  
(YMUA601905)  
UE10 TriSep PES 10000 MWCO   2-11 50/20  
(YMUE101905)  
UE50 TriSep PES 100000 MWCO   2-11 100/20  
(YMUE501905)  
XT

(YMXT1905)

Synder PES 1000 MWCO 1000 Da 1-11 75 -80/50  
VT

(YMVT1905)

Synder PES 3000 MWCO 3000 Da 1-11 110-127/50  
MT

(YMMT1905)

Synder PES 5000 MWCO 5000 Da 1-11 120-147/50  
ST

(YMST1905)

Synder PES 10000 MWCO 10000 Da 1-11 130-167/50  
MK

(YMMK1905)

Synder PES 30000 MWCO 30000 Da 1-11 181-193/50  
V3

(YMV31905)

Synder PVDF w/ + 表面电荷 30000 MWCO 30000 Da 1-11 192-207/50  
BN

(YMBN1905)

Synder PVDF 50000 MWCO 50000 Da 1-11 200-214/50  
V4

(YMV41905)

Synder PVDF w/ + 表面电荷 70000 MWCO 70000 Da 1-11 157-168/50  
LY

(YMLY1905)

Synder PES 100000 MWCO 100000 Da 1-11 270-289/50  
BY

(YMBY1905)

Synder PVDF 100000 MWCO 100000 Da 1-11 162-173/30  
V5

(YMV51905)

Synder PVDF w/ + 表面电荷 200000 MWCO 200000 Da 1-11 175-186/30  
BX

(YMBX1905)

Synder PVDF 250000 MWCO 250000 Da 1-11 181-193/30  
LX

(YMLX1905)

Synder PES 300000 MWCO 300000 Da 1-11 236-252/30  
V6

(YMV61905)

Synder PVDF w/ + 表面电荷 500000 MWCO 500000 Da 1-11 182-196/30  
A6

(YMA61905)

Synder PVDF 500000 MWCO 500000 Da 1-11 191-214/30  
V7

(YMV71905)

Synder PVDF w/ + 表面电荷 800000 MWCO 800000 Da 1-11 208-232/30  
微孔滤膜 (MF) *  
名称

(SKU)

品牌 成分 孔径 脱除率 (NaCl) 25CpH 范围 典型的

Flux/psi

GFD@

PSI

 
JX GE Osmonics PVDF 0.3 micron 0.3 micron 1-11 130/30  
(YMJXSP1905)  
TM10 TriSep PVDF 0.2 micron   2-11 50/10  
(YMTM101905)  
FR

(YMFR1905)

Synder PVDF 800000 MWCO 800000 dalton 1-11 233-249/30  
V0.1

(YMV011905)

Synder PVDF 0.1 micron   1-11 237-254/20  
V0.2

(YMV021905)

Synder PVDF 0.2 micron   1-11 245-280/20  

 

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