在發酵過濾領域，旋轉陶瓷膜動態錯流過濾技術有著廣泛的應用。在發酵生產流程中，需要將懸浮在發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。傳統板框過濾在處理發酵液時，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通過動態錯流過濾原理，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，非常適合高粘度發酵液的過濾，對細胞顆粒破壞力小。在酶制劑生產過程中，發酵液的澄清處理極為關鍵。采用 Membralox^{®} 陶瓷錯流技術，能夠實現與培養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，旋轉陶瓷膜動態錯流設備的適配性改造

低剪切與溫控協同

旋轉速率控制：

傳統工業應用轉速通常 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（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，通入 25~30℃循環冷卻水（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領域向生物醫藥、新能源等領域滲透，有望在資源循環利用、綠色制造等方面發揮更大作用。

與傳統的管式陶瓷膜靜態過濾相比，旋轉陶瓷膜動態錯流過濾展現出多方面的優勢。在過濾效率上，傳統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抗污染，在膜表面產生的高速剪切力形成湍流，持續高效地清洗膜表面，使得過濾通量得以大幅提升，連續穩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泵沖刷膜表面，功率消耗大，而旋轉陶瓷膜馬達功率低，系統節能效果明顯，相較于管式陶瓷膜可節能 60% - 80%。對于處理高粘度、高固含量的物料，傳統過濾技術往往力不從心，旋轉陶瓷膜憑借其獨特的動態錯流方式和開放式流道設計，可耐受高濃度、高粘度物料，不會輕易出現膜堵塞問題。

典型應用場景

生物醫藥與發酵工程

在乳清蛋白、酶制劑生產中，旋轉陶瓷膜可替代傳統離心+板框過濾組合工藝，實現發酵液的高效澄清。例如，采用Membralox®陶瓷膜處理青霉素發酵液時，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，節水量超過60%，且粉體顆粒團聚率下降40%。

工業廢水處理

針對含油廢水、重金屬廢水，旋轉陶瓷膜可實現微米級顆粒物（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%。 動態錯流通過旋轉產生剪切力，減少濃差極化，維持穩定通量。

技術原理與關鍵機制

 動態錯流與剪切力

膜片旋轉時，表面產生高速流體剪切力（可達傳統靜態膜的3-5倍），這種剪切力能夠持續沖刷膜表面，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象。例如，在處理高粘度油脂或發酵液時，旋轉產生的湍流可使膜通量提升30%-50%，連續穩定過濾時間延長數倍。

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%，遠超傳統靜態膜的30%-40%。

陶瓷膜的獨特優勢

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，在高溫發酵液過濾中，陶瓷膜可在不降解的情況下實現長期穩定運行。 替代濾芯減少固廢，替代離心機避免漏料。動態錯流過濾技術 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錯流旋轉陶瓷膜設備制造

在醫藥行業的應用場景

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%。替代傳統醇沉工藝，減少乙醇用量，降低成本與安全風險。濃縮倍數可達 10-20 倍，濾液澄清度高，利于后續精制。

發酵液菌體分離

應用場景：青霉素、紅霉素等發酵液的菌體分離與濃縮。

優勢：直接截留菌體（直徑≥1μm），濾液透過率穩定，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。

優勢：精確控制分子量截留（10-100kDa），實現產物與培養基成分分離。連續切向流操作（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錯流旋轉陶瓷膜設備制造