DIC SEPAREL N-665 小型外灌流中空纤维脱气模组技术解析

来源：玉崎半导体（深圳）有限公司
发布时间：2026-06-17 19:10:36
微量、中小流量精密流体系统（桌面喷墨、多通道色谱、微型精密清洗、实验室分析仪器）管路内溶解氧、微气泡会造成喷头断线、检测基线漂移、清洗不良等缺陷。DIC SEPAREL N-665 为紧凑型外流式 SS 致密皮层中空纤维脱气模组，采用低压损外灌流结构，专门适配含表面活性剂墨水、弱溶剂清洗液、纯水微量循环工况，脱气精度稳定 ppb 级，体积迷你、可嵌入式安装，是小流量精密液路标配在线脱泡单元。本文从膜分离机理、结构设计、核心参数、工况适配、行业应用、运维方案展开完整技术论述。
关键词：DIC N-665；SEPAREL 脱气模组；SS 致密中空纤维膜；微量流体脱气；喷墨墨水脱泡；色谱在线脱气

一、产品概述与研发定位

DIC SEPAREL N 系列为微型外灌流脱气模组，N-665 是小流量基础款，同系列大通量升级型号为 N-670。区别于 850-S 中型模组，N-665 体积大幅缩小，针对 0.1～5L/h 微量循环流体开发，解决小型设备内部空间狭小、低流量流体脱气效率差、低表面张力墨水漏液三大痛点。
传统微量脱气方案（小型消泡罐、微孔膜微型脱气头）存在体积偏大、低表面张力液体易穿透膜孔漏液、水汽渗透高加重真空泵负荷缺陷；N-665 搭载 DIC * SS 无孔致密表皮中空纤维膜，从结构根源杜绝墨水润湿漏液，外灌流宽流道降低压力损失，无需加热、无化学添加，串联于微型管路实时连续脱气。
适用设备：桌面工业喷墨打印机、小型数码印花机、液相色谱分析仪、微型超声波清洗机、实验室光刻小样供液系统、水质在线微量监测仪。

二、核心工作原理（亨利定律 + SS 致密膜分子扩散）

2.1 气液分离基础机理

遵循亨利溶解气体定律，模组中空纤维内腔持续接入真空负压，液体在膜丝外侧横向流动，液体与真空侧形成稳定分压差，溶解氧、二氧化碳、氮气依靠分子扩散穿过膜壁被真空抽走；致密表皮层完全阻隔液态介质，实现气液完全分离、无漏液风险。

2.2 SS 双层复合膜丝专属优势

膜丝双层结构：内层多孔聚烯烃支撑层（提供气体扩散通道与机械强度）；外层 1μm 薄无孔致密表皮，仅允许气体小分子通过，完全阻挡液体渗透。
普通微孔疏水膜处理添加分散剂、润湿剂的墨水时，低表面张力液体极易润湿膜孔发生渗漏；N-665 无物理微孔结构，适配水性、弱溶剂、含表面活性剂全系列微量流体。

2.3 外灌流 EF 流体排布结构

液体走膜丝外侧、真空走内腔：
  1. 流道宽阔，微量流体流通阻力极低，整体压损远低于内灌流 PF 微型模组；
  2. 横向流体持续冲刷膜外壁，颜料、树脂析出物不易附着，抗堵塞、易冲洗；
  3. 无狭窄毛细通道，微量流量下不会出现流体断流、局部积气，脱气稳定性更高。

三、N-665 关键结构与材质设计

3.1 整体结构组成

  1. 膜芯单元：细 SS 中空纤维膜丝高密度捆束，极小体积内获得充足传质接触面积；
  2. 壳体：耐油墨改性 PP 一体注塑成型，全接液无金属部件，杜绝金属离子污染光刻液、纯水；
  3. 密封件：特种耐溶剂氟橡胶密封圈，兼容 IPA、醇类、弱酮类溶剂长期浸泡不溶胀；
  4. 标准接口：微型外螺纹管路接头，适配 PFA 微量软管，管路改装简易。

3.2 无金属洁净设计价值

半导体、生化分析、喷墨行业对金属离子敏感，铜、铁离子会造成光敏胶聚合、墨水颜料絮凝、光学检测基线偏移；N-665 全高分子接液材质，满足实验室洁净药液、电子精密流体纯度标准。

3.3 介质兼容范围

  1. 适配介质：各类水性喷墨墨水、热升华墨水、陶瓷颜料墨水、IPA 稀释清洗液、纯水、生化试剂、低粘度光刻稀释液；
  2. 禁用介质：高浓度强氧化性强酸、浓强碱、粘度＞300mPa・s 高粘度树脂、高固含量重颗粒浆料；
  3. 工作温度区间：5～45℃，高温会加速密封老化、降低膜脱气效率。

四、DIC N-665 标准核心技术参数

  1. 额定处理流量区间：0.1～5 L/h（标准真空度 2.7kPa 工况）
  2. 脱气性能：溶解氧脱除效率≥99%，出水残氧稳定≤10ppb，微米级微气泡完全脱除
  3. *耐受流体压力：0.2MPa，全流量区间压力损失＜0.02MPa，不干扰微量泵流量精度
  4. 外形尺寸：φ22mm× 长 98mm，小型圆柱结构，设备机柜、仪器内部嵌入式安装无空间压力
  5. 膜丝材质：改性聚烯烃 SS 致密表皮中空纤维膜，膜丝外径 180μm
  6. 流体 / 真空接口：微型标准外螺纹，适配 DN1/16 微量 PFA 软管
  7. 允许介质粘度：≤300 mPa・s
  8. 水汽抑制性能：相比普通微孔膜降低 70% 水蒸气渗透，真空泵滤芯更换周期延长 3 倍
  9. 使用寿命：墨水 / 纯水标准工况连续运行 5000h，定期反向冲洗可延长至 7000h

五、N-665 五大核心技术竞争优势

5.1 迷你紧凑体积，适配小型设备内置集成

直径仅 22mm，长度不足 100mm，区别于 850-S 中型模组，专门针对桌面式、实验室微型设备开发，无需外置独立脱气柜，大幅简化整机结构设计、降低设备制造成本。

5.2 SS 致密皮层，低表面张力墨水不渗漏

市面微型脱气膜普遍无法稳定输送含表面活性剂喷墨墨水，易漏液失效；N-665 无孔表皮从结构上隔绝液体穿透，印刷、清洗微量流体。

5.3 低压力损失，微量流体流量无波动

色谱、喷墨微量泵流量精度直接决定产品良率与检测精度，微小压力波动会造成喷墨偏移、色谱峰形畸变；N-665 宽流道外灌流结构，串联管路不改变原有流体压力、流量曲线。

5.4 低水汽渗透，减少真空系统维保频次

常规微孔脱气膜抽真空时大量水蒸气被同步抽出，真空泵润滑油乳化、滤芯频繁积水堵塞；N-665 致密表皮阻隔大部分水汽，降低真空系统损耗，延长真空泵使用寿命。

5.5 抗污染易冲洗，长期微量运行性能稳定

外灌流横向冲刷结构，颜料、树脂析出物不易堆积膜表面；停机后低压纯水 / 稀释溶剂反向冲洗 5min 即可清除污染物，脱气通量无不可逆衰减，无需频繁更换模组。

六、分行业工程应用与工艺价值

6.1 桌面工业喷墨、小型数码印花设备

工艺痛点：微量供液管路内溶解气体受热、压电震动析出微气泡，压电喷头断线、飞墨、色彩不均，频繁更换喷头提升生产成本。
解决方案：串联墨盒至喷头微量管路中间，实时在线脱除墨水中溶解氧与微气泡，兼容全品类水性、热升华、陶瓷墨水；低压损不改变喷墨供液压力，打印精度稳定，喷头使用寿命提升 40% 以上。

6.2 液相色谱、实验室生化分析仪器

工艺痛点：试剂、纯水内微气泡干扰光学检测光路，吸光度数据漂移、色谱峰分叉、检测重复性差。
解决方案：安装于试剂进样前端，连续脱除微量试剂、纯水微气泡，保障分光光度、色谱检测基线平稳；小型体积适配分析仪狭小内部安装空间，低水汽渗透保护仪器内置微型真空采样单元。

6.3 微型超声波精密清洗、实验室光刻小样设备

工艺痛点：清洗水、光刻稀释液溶解氧加速元器件氧化，气泡削弱超声波空化清洗效果，光刻药液气泡造成涂布针孔缺陷。
解决方案：微量循环水路在线 ppb 级脱氧，提升微型清洗洁净度；适配实验室小型涂胶、打样设备，无金属离子污染光刻药液，减少研发耗材不良损耗。

七、配套系统选型与标准化运维方案

7.1 真空系统配套选型

适配微型隔膜真空泵，极限真空≥2.7kPa；禁止油压旋片泵，油雾易反向渗透污染模组；真空管路增设微型水汽过滤滤芯，保护真空泵。

7.2 标准安装管路规范

  1. 安装位置：微量计量泵下游、喷头 / 检测阀前端，模组竖直安装，液体下进上出，利于气泡向上排出；
  2. 管路匹配：1/16 英寸 PFA 微量软管，减少管路局部阻力；
  3. 压力管控：禁止模组承受过 0.2MPa 瞬时冲击压力，管路增设微型稳压缓冲阀。

7.3 日常维护冲洗流程

  1. 日常巡检：每 7 天排放真空滤芯积水，降低水汽负荷；
  2. 每日停机冲洗：通入纯水低压反向冲洗 3～5min，清除膜外壁颜料、树脂残留；
  3. 长期停机：冲洗完成后干燥模组，两端密封保存，避免有机溶剂长期浸泡密封件；
  4. 失效判定：流量明显下降、脱气后仍存在持续气泡、模组渗漏时更换新品。
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