DIC SEPAREL中空纤维膜脱气模块工作原理

DIC SEPAREL模组依靠SS非多孔异质中空纤维膜，基于亨利定律、气体分压差、溶解‑扩散传质机理，实现脱气、供气双向功能；只允许O₂、CO₂、N₂、H₂等气体分子穿透，阻挡液态介质，实现ppb级深度脱气。

基础物理原理

恒温条件下，液体溶解气体的浓度与气体分压成正比（亨利定律）。 模组一侧走工艺液体，另一侧接通真空/工艺气体，人为制造气体分压差作为驱动力：

1,脱气模式：膜气相侧抽真空，气相分压大幅降低，液体内溶解气体顺着分压差，以分子扩散的方式穿过膜，被真空泵持续抽走，把溶解气体降至ppb级别。

2,供气（气体溶解）模式：气相侧通入N₂、H₂、O₂等工艺气体，气体反向扩散穿过膜，溶解进入液相，制备功能性工艺水；CO₂供气需选用eFLOW专用装置。

和过滤膜不同：过滤膜依靠物理孔洞拦截固体颗粒；SEPAREL‑SS膜没有连通的物理微孔，依靠高分子材料本身的溶解‑扩散作用传递气体，液体无法渗透穿过膜壁。

二、核心元件：DIC自研SS（Surface Skin）非多孔中空纤维膜结构

SS膜属于异质复合中空纤维膜，膜丝外径约180μm，双层一体成型结构：

内层：多孔支撑层（PMP材质）多孔结构，提供机械强度，同时作为气体扩散通道。

外层：1μm超薄致密无孔皮层（Skin层）无开放孔洞，是SS膜的核心。

只允许气体分子通过，液态介质、表面活性剂、颜料、高分子无法穿透膜层，可以处理低表面张力液体，不会发生浸润漏液；

大幅抑制水蒸气渗透，减少真空回路冷凝水产生；

皮层厚度仅1μm，气体传质阻力小，保障高脱气效率。

普通多孔脱气膜依靠疏水微孔挡水；遇到墨水、含活性剂料液，液体会润湿微孔，造成漏液、膜污染失效；SS致密皮层从材料结构上规避该问题。

膜基材PMP（聚‑4‑甲基戊烯‑1）高分子链自带高气体透过属性，进一步强化气体分子扩散效率。

三、两种模组流路结构原理（PF内部灌流 / EF外部灌流）

1、PF系列｜内部灌流方式

液体通路：中空纤维膜丝内腔内部流动

气路：模组壳体（膜丝外侧）接真空源/工艺气源。

脱气过程：液体在每一根中空纤维管腔内流过；壳体侧抽真空，液体内溶解气体穿过膜壁，进入壳体腔体被真空泵抽除。供气过程：壳体通入工艺气体，气体穿过膜壁，溶解进入管腔内流动的液体。

特点：液体走膜丝内部，介质携带颗粒杂质时，可反向通入液体进行反洗，冲洗膜丝内腔杂质，维护便捷。适合纯水、墨水、含表面活性剂液体。

2、EF系列｜外部灌流方式

液体通路：液体在大量中空纤维膜丝的外侧间隙流动

气路：中空纤维膜丝中空内腔接真空源/工艺气源。

脱气过程：液体从膜丝外部流过，流体在膜丝之间形成湍流，不断更新液体与膜的接触界面，削弱浓差极化，溶解气体向膜丝内腔扩散，被真空抽走。供气过程：膜丝内腔通入工艺气体，气体向外扩散，溶解到外侧流动的液体中。

特点：湍流强化传质，脱气性能高于PF内部灌流；流道流通截面大，整体压力损失低，支持模组大型化；不支持反冲洗，适合洁净介质；AG型号适配含表面活性剂液体。

四、PF‑F耐化学系列原理补充

PF‑F系列接液全部采用PTFE（聚四氟乙烯）材质，流路结构沿用内部灌流；PTFE材质耐酸碱、有机溶剂，用于光刻药液、各类化学试剂脱气，同样遵循分压差扩散原理，膜丝本身材质替换为氟树脂，适配强腐蚀工况。

五、关键影响脱气效率的因素

1,真空度：气相侧真空越高，分压差越大，脱气效果越好；

2,液体流量：流量越低，液体与膜接触时间越长，脱气深度越高；

3液体温度：温度升高，气体分子扩散速度提升，但会提升水蒸气透过量；

4,有效膜面积：SS膜超细180μm膜丝，小体积实现巨大膜面积，保障模组小型化高性能。

整个过程纯物理处理，无需加热、无需添加化学药剂，可串联在线产线连续处理，实现ppb级脱气效果。