本發(fā)明涉及除菌膜制備,具體涉及一種溫和的制備除菌膜的方法。
背景技術:
1、微生物污染成為影響產(chǎn)品質量、環(huán)境衛(wèi)生和人體健康的重要因素。因此,開發(fā)高效、環(huán)保的除菌技術成為科研和工業(yè)界的關注焦點。除菌膜的使用簡單、快速、高效,且使用過程中不會使過濾液性質發(fā)生變化,在無菌藥品生產(chǎn),生物制品過濾,重組蛋白的生產(chǎn),化妝品和個人護理產(chǎn)品(確保生產(chǎn)過程中的無菌狀態(tài)),食品和飲料行業(yè)(過濾果汁,啤酒,葡萄酒等,以去除微生物和雜質),水處理行業(yè)中飲用水和工業(yè)用水的凈化,眼藥水行業(yè)等行業(yè)應用廣泛。
2、現(xiàn)有除菌膜的制備技術仍存在以下幾方面的缺點:蒸汽致相分離方法制備除菌膜該方法鑄膜所需時間較長,且需要調(diào)控溫濕度和停留時間,所以制備過程工藝復雜,對設備要求高。熱致相分離(tips)法制備除菌膜,其在制備過程中需要較高的溫度才能將聚合物體系溶解成均勻的鑄膜液,增加了生產(chǎn)過程的能耗,稀釋劑容易揮發(fā)從而導致致密皮層和連續(xù)性差的微孔。非溶劑致相分離制備的膜孔結構不均勻,且制備的膜強度較低。鑄膜液中用到有易制毒溶劑,或者分子量較大的致孔劑,其在使用過程中有析出的風險,影響過濾液品質,可能會對人體和環(huán)境造成危害。多數(shù)除菌膜制備需要的溫濕度比較極端,對設備要求高。
技術實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種溫和的制備除菌膜的方法,以解決上述背景技術中存在的至少一項技術問題。
2、為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取了如下技術方案:
3、本發(fā)明提供一種溫和的制備除菌膜的方法,包括:
4、制備鑄膜液:將聚醚砜溶于溶劑中,加入致孔劑1和致孔劑2,混合均勻得到鑄膜液;
5、澆鑄成膜:將鑄膜液澆鑄在表面光滑的pet板上,形成膜層;
6、蒸汽誘導分相:將澆鑄后的膜層暴露于溫濕度恒定的氣氛蒸汽中,進行蒸汽誘導分相,形成初生膜;
7、凝膠浴處理:將初生膜進入凝膠浴中,由于凝膠浴溫度高于鑄膜液濁點溫度,鑄膜液進一步分相,形成具有致密孔結構的膜;
8、清洗保存:將經(jīng)過凝膠浴處理后的膜進行清洗,去除殘留的溶劑和致孔劑,然后進行保存。
9、進一步的,鑄膜液的組分按照重量份計,聚醚砜10-30份,致孔劑1是24-37份,致孔劑2是7-18份,溶劑是36-40份。
10、進一步的,致孔劑1為二乙二醇或三乙二醇中的的一種或者兩種的混合。
11、進一步的,致孔劑2是peg200或者peg400的一種或者兩種的混合。
12、進一步的,溶劑是n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或二甲基亞砜中的一種或多種的混合。
13、進一步的,進行蒸汽誘導分相,時間為10-60s,形成初生膜。
14、進一步的,將初生膜進入凝膠浴中,凝膠浴溫度為40-80℃。
15、進一步的,所述凝膠浴的組成為純水。
16、進一步的,清洗方法為80℃水浸泡3-6min。
17、術語解釋:反熱致相分離:傳統(tǒng)tips是在高溫下形成均相溶液然后降溫實現(xiàn)相分離,而rtips可以在較低溫度下形成均相溶液然后通過升溫實現(xiàn)相分離。該方法結合了溶劑致相分離(攪拌溫度低)和熱致相分離(推動力為熱)的特點。蒸汽致相分離:將鑄膜液暴露于非溶劑蒸汽(通常是濕空氣)中,以誘導相分離,從而形成具有特定形態(tài)的膜。濁點溫度:在特定條件下,鑄膜液由清澈變?yōu)闇啙岬呐R界溫度。細菌挑戰(zhàn):這種測試是證明濾膜能否截留微生物的關鍵方法,通常使用缺陷假單胞菌溶液(brevundimonas?diminuta?atcc19146)進行挑戰(zhàn)測試。濾膜需要達到至少107log?cfu/cm2濾膜的細菌截留,才可認為是除菌級濾膜。牛血清蛋白(bsa)滲透速率測定:測定bsa過濾過程中的流速和壓力,以保證在預定時間內(nèi)完成特定體積的過濾操作,同時評估bsa過濾過程中可能出現(xiàn)的堵塞情況。
18、本發(fā)明有益效果:采用蒸汽致相分離和反熱致相分離耦合的制膜方式,通過調(diào)整配方中添加劑的比例和成分,改變鑄膜液的濁點溫度,降低鑄膜液制備的溫度,降低了制備難度。然后再通過改變氣氛中的溫濕度和在氣氛中的停留時間制備不同性能的除菌膜。兩種制膜方式相結合,制備高強度,高通量,抗污染能力強和除菌效果優(yōu)異的除菌膜。采用反熱致相分離法(rtips)和蒸汽致相分離結合的一種復合相分離法制備微孔膜的方法。蒸汽、反熱致相分離復合方法賦予該制膜方法更多的工藝可行性,能更好的調(diào)節(jié)膜結構和性能。該方法簡單易行,該方法顯著地縮短了制膜過程中的蒸汽暴露時間??s短了制備除菌膜的時間,提高除菌膜的生產(chǎn)效率。制備的除菌膜具有除菌效果好,過濾通量高,膜片強度高的特點。制備的除菌膜濾膜的斷面中間部分形成孔徑較小的過濾層,起到保護過濾層的作用;濾膜除菌效果好,并且過濾通量高,抗污染能力強。本發(fā)明的膜對蛋白質水溶液表現(xiàn)出優(yōu)異的滲透率。本發(fā)明鑄膜液配方簡單,所使用的溶劑對環(huán)境污染較小,還可回收利用。鑄膜液制備過程需要的溫度低,制備過程所需要的溫濕度也較低,整體能耗低,對設備要求低,降低了鑄膜難度。
1.一種溫和的制備除菌膜的方法,其特征在于,包括:
2.根據(jù)權利要求1所述的溫和的制備除菌膜的方法,其特征在于,鑄膜液的組分按照重量份計,聚醚砜10-30份,致孔劑1是24-37份,致孔劑2是7-18份,溶劑是36-40份。
3.根據(jù)權利要求1所述的溫和的制備除菌膜的方法,其特征在于,致孔劑1為二乙二醇或三乙二醇中的的一種或者兩種的混合。
4.根據(jù)權利要求1所述的溫和的制備除菌膜的方法,其特征在于,致孔劑2是peg200或者peg400的一種或者兩種的混合。
5.根據(jù)權利要求1所述的溫和的制備除菌膜的方法,其特征在于,溶劑是n-甲基吡咯烷酮、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺或二甲基亞砜中的一種或多種的混合。
6.根據(jù)權利要求1所述的溫和的制備除菌膜的方法,其特征在于,進行蒸汽誘導分相,時間為10-60s,形成初生膜。
7.根據(jù)權利要求1所述的溫和的制備除菌膜的方法,其特征在于,將初生膜進入凝膠浴中,凝膠浴溫度為40-80℃。
8.根據(jù)權利要求1或7所述的溫和的制備除菌膜的方法,其特征在于,所述凝膠浴的組成為純水。
9.根據(jù)權利要求1所述的溫和的制備除菌膜的方法,其特征在于,清洗方法為80℃水浸泡3-6min。