超滤法（ultrafiltration）分离明胶蛋白水溶液
一、实验目的
1.熟悉超滤的基本原理、板式超滤器的结构及基本流程
2.了解超滤过程中的影响因素如温度、压力、流量及物料分子量等因素对超滤通量的影响
3.了解超滤器污染的原因及其对策
二、实验原理
超滤的技术原理近似机械筛分。当溶液体系由水泵进入超滤器时，在超滤器内的膜表面发生分离，溶剂（水）和其他小分子量溶质透过具有不对称微孔结构的滤膜，大分子溶质和微粒（如蛋白质、病毒、细菌、胶体等）被滤膜截留（图1）。从而达到分离和纯化的目的。
图1 超滤技术原理示意图
一般来说，以截留分子量来间接地反映超滤膜孔径的大小，具体做法是：通过测定具有相似化学性质的不同分子量的一系列化合物的截留率所得的曲线，根据该曲线求的截留率大于90%的分子量即为截留分子量（图2）。通常截留分子量在500～106
间的膜分离过程称为超滤。表征超滤膜性能的参数除截留分子量外，还有截留率和膜的纯水通量。截留率是指对一定分子量的物质来说，膜所能截留的程度，其定义为
式中Cf为料液的浓度，Cp为超滤液的浓度。膜的纯水通量是指料液为纯水时，单位时间透过纯水的体积，一般是在0.13～0.3 MPa压力下测定的
三、实验装置
图3为本实验的流程，料液先放入料液槽，由泵供给，旁路阀3用以调节进料流量，用出口阀4调节进出口压力，料液泵入系统后，超滤液用一排塑料收集管收集，截留液进入料液槽循环。
四、实验步骤
1．关闭进口阀1，向料液槽加入一定量的自来水（水位高于泵体，足够整个系统循环），打开泵的排气孔，排出泵内空气后，再拧紧。
2．合上电源，启动泵，打开出口阀4，并半开进口阀1，然后从小到大不断关闭出口阀，使出口压力表的读数由小到大发生变化（注意不能超过压力表的量程范围），每改变一次压力，记下纯水的通量（用量筒量取透过膜的纯水的体积，并记下时间）。
3．测定完毕后，先打开出口阀，再关闭进口阀，停止进料泵。
4．在料液槽内加入适量的明胶，使料液中明胶的浓度大致为0.5%左右，重复上述 1-4步骤，并记下超滤通量，视其有何变化（为什么），实验结束前，分别取料液、超滤液、截留液各200mL，分析其中明胶的含量（方法附后）。
5．实验结束后，组件要进行清洗，洗涤时，进口压力约在0.2Mpa，操作过程同1-4步骤，使清洗液在系统内循环，清洗程序为：
(1)用热自来水（40℃左右）清洗一遍；
(2)用01N NaOH水溶液清洗一遍；
(3)用热自来水（40℃左右）再清洗一遍；
(4)最后用室温下自来水清洗一遍（每换一次洗液，都要重复1- 4步骤）。
五、实验数据记录
六、注意事项
1.在试验过程中，进料槽内的液体不能降低到使进料泵吸入空气的水平高度，吸入空气会使泵及膜受到损坏。
2.所使用的压力不能超过表的读数范围，应控制在0.6MPa以内。
3.应遵循：开时，先开电源，再开进口阀；关时，先关进口阀，再关电源的原则。
4.明胶先溶于热水中，再稀释，料液槽内应为均一的溶液，不能有不溶物，否则泵易受损。
