膜分离技术的应用现状及发展前景

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污水处理中的膜分离技术应用

污水处理中的膜分离技术应用

污水处理中的膜分离技术应用污水处理是一项关乎环保和可持续发展的重要任务。

随着工业化和人口增长,污水处理厂承担着越来越大的压力。

为了有效地去除废水中的有害物质,一种被广泛应用的技术是膜分离技术。

本文将探讨膜分离技术在污水处理中的应用,包括其原理、优势和发展趋势。

1. 膜分离技术的原理膜分离技术是通过半透膜的筛选作用将废水中的杂质分离出来。

膜分离技术主要包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等过程。

微滤膜的孔径较大,能有效分离悬浮物和胶体颗粒;超滤膜的孔径较小,可去除大部分溶解性有机物和微生物体;纳滤膜则可以进一步去除溶解性无机盐和有机物;反渗透膜则可将污水中绝大部分溶质拦截在膜外,得到清洁水。

2. 膜分离技术在污水处理中的优势膜分离技术在污水处理中具有以下优势:2.1 高效去除污染物膜分离技术能够有效去除污水中的悬浮物、胶体颗粒、有机物和无机盐等污染物,使污水得到有效处理。

2.2 高度自动化膜分离技术可以实现自动化控制,减少人工干预和操作成本,并确保处理过程的稳定性和一致性。

2.3 占地面积小相比传统污水处理工艺,膜分离技术需要的占地面积更小,可以有效节约土地资源。

2.4 产水质量高膜分离技术可以产生高质量的清洁水,满足日常生活用水和工业用水的要求。

2.5 节能环保膜分离技术相比传统的汽提和吸附等工艺,能耗更低,减少了对能源的依赖,同时废膜可回收,降低了环境污染。

3. 膜分离技术的应用领域膜分离技术在污水处理中有广泛的应用,包括城市污水处理厂、工业废水处理、饮用水制备等。

3.1 城市污水处理厂在城市污水处理厂,膜分离技术常用于二次处理过程,能够有效去除残余的悬浮物和有机物,提高出水质量。

3.2 工业废水处理膜分离技术在工业废水处理中被广泛应用。

不同类型的膜可根据废水中的污染物进行选择,如去除重金属离子、有机溶剂等。

3.3 饮用水制备膜分离技术在饮用水制备中也具有重要应用。

通过微滤和超滤膜的组合,能够有效去除水中的病原微生物和悬浮颗粒,提供安全的饮用水。

膜分离 发展趋势

膜分离 发展趋势

膜分离发展趋势膜分离是一种重要的分离技术,已经被广泛应用于生物制药、食品加工、环境保护等领域。

近年来,随着科技的不断发展,膜分离技术也在不断创新和进步。

本文将探讨膜分离的发展趋势。

一、膜材料的创新膜材料是膜分离技术的核心。

传统的膜材料主要包括聚酯、聚醚、聚碳酸酯等。

这些材料在分离效率、稳定性等方面已经得到了广泛应用,但是也存在一些局限性。

随着纳米技术、生物技术等领域的不断发展,新型膜材料也应运而生。

例如,石墨烯、碳纳米管等纳米材料具有超强的机械性能和高通量,可以用于海水淡化、废水处理等领域。

生物基材料如蛋白质、多糖等在生物制药等领域也有广泛应用。

二、膜分离过程的优化膜分离过程的优化可以提高分离效率和降低成本。

传统的膜分离过程主要包括压力驱动和重力驱动两种方式。

随着新型膜材料的出现,新型分离方式也应运而生。

例如,电驱动膜分离技术可以通过电场作用将物质分离出来,具有节能、高效的特点。

此外,还有利用超声波、微波等技术进行膜分离的研究。

三、膜结构的创新膜结构是影响膜分离效率和稳定性的重要因素。

传统的膜结构主要包括平板式、中空纤维式等。

随着新型膜材料的出现,新型膜结构也应运而生。

例如,纳米孔阵列膜具有高通量和高选择性,可以用于生物制药等领域。

此外,还有利用多层复合膜、多孔材料等进行膜结构创新的研究。

四、智能化膜分离技术智能化膜分离技术是指通过传感器、控制系统等实现对膜分离过程的自动化控制和优化。

智能化膜分离技术可以提高分离效率和稳定性,降低操作难度和人力成本。

例如,利用人工智能技术实现对膜分离过程的预测和优化控制。

总之,膜分离技术在未来的发展中将会继续创新和进步。

通过不断地创新和优化,将会使得膜分离技术在更多领域得到应用,并且为人类健康和环境保护做出更大的贡献。

膜分离技术的研究及应用现状

膜分离技术的研究及应用现状

膜分离技术的研究及应用现状近年来,随着生物技术、食品工业、医药行业等行业的不断发展,膜分离技术得到了广泛的应用和研究。

膜分离技术以其高效、节能、环保的特点广受好评。

本篇文章将重点介绍膜分离技术的研究现状以及应用现状。

一、膜分离技术的概述膜分离技术是利用特定的膜材料对流体进行过滤、浓缩、分离甚至纯化的技术。

利用膜的分子筛分作用,将大分子、微生物、固体颗粒等物质分离出去,同时残留在膜上的溶质、小分子等物质通过膜材料的选择性通道迅速传递,从而实现分离作用。

膜分离技术的具体分类有微滤、超滤、纳滤、反渗透等,根据膜孔径的不同进行区分。

二、膜分离技术的研究现状随着生物技术、食品工业、医药行业等的不断进步,人们对膜分离技术的研究也在不断深入。

近年来,膜材料的研究中,高通量、高选择性、高耐受性、高透过率的特殊膜材料成为研究热点。

同时,利用纳米技术对膜进行改性以进行特殊过滤成为研究重点之一。

另外,随着膜分离技术的发展,膜脱水技术、膜萃取技术、膜反应器技术、膜析吸合一技术等新的应用领域正在不断涌现。

例如,利用膜脱水技术实现高盐水资源化,将高浓度的盐水进行膜过滤分离,达到资源化利用的效果。

三、膜分离技术在生物制剂制备中的应用生物技术的应用范围非常广泛,包括酶的制备、蛋白质分离纯化、DNA分离等等。

膜分离技术的优势在于可以进行多级、连续、高效的生物制剂分离纯化过程,从而大大提高了生产效率和产品质量。

在这个领域,使用超滤等膜分离技术分离出蛋白质、分离出目标酶等,与传统工艺方法相比,可以节省时间、成本和提高产率。

四、膜分离技术在食品工业中的应用食品工业是一个庞大而重要的产业,食品加工过程中需要精细的处理技术。

膜分离技术在食品加工中的应用日益普及,通过膜技术可以对液体进行过滤、浓缩、分离等处理从而改善产品的质量和纯度。

例如,膜过滤可以用于酸奶、酒类不同物质的分离;利用微过滤的方法检测饮料中的微生物,以及富含蛋白质的食品中去除其他成分等。

2024年气体膜分离膜市场发展现状

2024年气体膜分离膜市场发展现状

2024年气体膜分离膜市场发展现状1. 引言气体膜分离膜是一种重要的分离技术,在能源、环境、化工等领域具有广泛的应用。

本文将从市场规模、应用领域、技术进展和发展趋势等方面全面介绍气体膜分离膜市场的发展现状。

2. 市场规模气体膜分离膜市场在过去几年中保持了稳定的增长。

根据市场调研机构的数据显示,2019年全球气体膜分离膜市场规模达到了XX亿美元,预计未来几年将继续保持良好的增长势头。

3. 应用领域气体膜分离膜广泛应用于能源、环境和化工等领域。

在能源领域,气体膜分离膜被用于天然气净化和液化天然气的分离。

在环境方面,气体膜分离膜可用于废气处理和二氧化碳捕集。

在化工领域,气体膜分离膜在石油炼制、化学品生产等过程中有着重要的应用。

4. 技术进展气体膜分离膜技术不断推动着市场的发展。

近年来,纳米孔隙膜等新型膜材料的研究取得了重要突破,使得气体分离效率得到了显著提高。

同时,膜模块的设计和制造技术也得到了改进,提高了设备的稳定性和使用寿命。

此外,一些新的气体膜分离膜技术也在不断涌现。

例如,气体吸附分离技术和渗透分离材料的应用,为气体膜分离膜技术的进一步发展提供了新的思路和方法。

5. 发展趋势气体膜分离膜市场在未来将呈现出以下几个发展趋势:•技术创新:新型膜材料和膜模块的研究将继续推动气体膜分离膜技术的发展。

同时,更加高效的膜分离工艺将不断出现,使得气体膜分离膜在更多领域得到应用。

•应用拓展:气体膜分离膜将在更多领域得到广泛应用,如医药、食品等。

随着对清洁能源的需求不断增长,气体膜分离膜在能源领域的应用也将进一步扩大。

•国际市场:随着全球经济一体化的发展,国际市场将成为气体膜分离膜产业发展的重要推动力。

我国的气体膜分离膜技术在国际市场上有着很大的发展空间。

6. 总结气体膜分离膜市场在过去几年中保持了稳定的增长,并且具有较大的发展潜力。

新型膜材料和膜模块的研究为气体膜分离膜技术的进一步提升提供了重要支持。

未来,气体膜分离膜市场将继续呈现出技术创新、应用拓展和国际市场的发展趋势。

膜分离前景

膜分离前景

膜分离前景
膜分离是一种在化工领域广泛应用的分离技术,主要是利用半透膜的选择性通透性,实现对混合物中不同组分的分离纯化。

膜分离技术具有许多优势,因此在很多领域具有广阔的应用前景。

首先,膜分离过程能够实现连续操作,无需添加药剂,减少了传统分离方法中化学药剂的使用,符合环保要求。

其次,膜分离过程简单、灵活,能够在相对较低的温度和压力下进行,能够适应各种反应条件,降低了工艺的能耗,提高了分离效果。

再次,膜分离过程的分离效果好,能够实现高效纯化和浓缩,提高了产品的纯度和产量。

此外,膜分离技术还能够对一些热敏性物质进行纯化,保留了其活性成分。

膜分离技术在生物医药工程、食品工程、环境工程等领域具有广泛的应用前景。

在生物医药工程领域,膜分离技术能够实现对蛋白质、细胞、病毒等生物大分子的分离纯化,提高了药物的纯度和活性,提高了药物的疗效。

在食品工程领域,膜分离技术能够实现对乳制品、果汁、蔬菜汁等液体的浓缩和纯化,提高了食品的品质和营养价值。

在环境工程领域,膜分离技术能够实现对废水、废气等污染物的去除,减少了环境污染,保护了生态环境。

除了以上应用领域,膜分离技术还可以应用于海水淡化、气体分离、生物燃料的制备、药物的口服给药系统等领域。

随着科学技术的不断进步和创新,膜分离技术也在不断发展,不断提高其分离效果和工艺经济性,进一步拓宽了其应用领域。

总的来说,膜分离技术作为一种高效、环保的分离技术,具有广阔的应用前景。

随着社会经济的不断发展和环境保护意识的增强,膜分离技术将会得到更广泛的应用,发挥更大的作用。

因此,加强对膜分离技术的研究和推广应用,推动膜分离技术的发展,具有重要的意义。

膜分离技术的应用及发展趋势

膜分离技术的应用及发展趋势

膜分离技术的应用及发展趋势一、本文概述膜分离技术,作为现代化工领域中的一种重要分离技术,已经在多个领域展现出其独特的优势和应用潜力。

本文旨在全面探讨膜分离技术的实际应用以及未来的发展趋势。

我们将从膜分离技术的基本原理出发,深入剖析其在水处理、生物医药、食品加工、能源工业等多个领域中的实际应用案例,以及在这些领域中取得的成效和面临的挑战。

我们还将关注膜分离技术的最新研究进展,展望其未来的发展方向和应用前景。

通过本文的阐述,我们希望能够为相关领域的研究人员和企业决策者提供有价值的参考信息,推动膜分离技术的进一步发展和应用。

二、膜分离技术的基本原理和分类膜分离技术是一种基于膜的选择性透过性质,将混合物中的不同组分进行分离、提纯或浓缩的技术。

其基本原理在于,当混合物在膜两侧存在某种推动力(如压力差、浓度差、电位差等)时,混合物中的组分通过膜的选择性透过,从而实现不同组分的分离。

膜分离技术可以根据其操作原理和应用领域的不同,大致分为以下几类:微滤(Microfiltration, MF):微滤主要用于分离悬浮物、颗粒物和细菌等。

微滤膜的孔径通常在1~10μm之间,可以有效截留大于膜孔径的微粒。

超滤(Ultrafiltration, UF):超滤主要用于分离溶液中的大分子物质、胶体、蛋白质等。

超滤膜的孔径在1~100nm之间,允许小分子物质和溶剂通过,而截留大分子物质。

纳滤(Nanofiltration, NF):纳滤膜的孔径介于超滤和反渗透之间,一般为1~100nm。

纳滤主要用于分离分子量较小的有机物、无机盐和多糖等。

反渗透(Reverse Osmosis, RO):反渗透是膜分离技术中应用最广泛的一种。

反渗透膜的孔径极小,通常在1~1nm之间,能够截留几乎所有的溶解性盐类、有机物和微生物,从而实现水的净化。

电渗析(Electrodialysis, ED):电渗析是利用电场力推动离子通过离子交换膜进行分离的过程。

膜分离技术的研究进展及应用展望

膜分离技术的研究进展及应用展望

膜分离技术的研究进展及应用展望引言膜分离技术是一种基于不同物质在膜表面的选择性传递性质而实现分离的方法。

由于其高效、节能和环境友好等优点,膜分离技术在水处理、生物医药、食品工业等领域得到了广泛的应用和研究。

本文将介绍近年来膜分离技术的研究进展,并探讨其未来的应用前景。

一、膜材料的研究进展1. 有机膜材料有机膜材料是膜分离技术中最常用的材料之一。

研究者通过改变有机膜的孔径、孔隙度和表面性质等方面,提高了膜的分离性能。

此外,利用聚合物材料合成的有机膜具有优良的机械性能和化学稳定性,使得膜在分离过程中能够更好地应对高压、高温等条件。

2. 纳米孔膜材料纳米孔膜材料是近年来膜分离技术中的研究热点。

由于其孔径处于纳米尺度,能够实现更高的分离效率和选择性。

研究者通过控制纳米孔膜材料的孔径大小和形状,实现对溶质的高效分离。

此外,采用辅助添加剂改善纳米孔膜材料的稳定性和抗污性,进一步提高了膜分离技术的应用前景。

二、膜分离技术的应用展望1. 水处理领域膜分离技术在水处理领域得到了广泛的应用。

目前,以反渗透膜为主要技术的海水淡化已成为解决淡水资源短缺的重要途径之一。

未来,随着膜材料和技术的不断创新,膜分离技术在水处理中将能够更高效、更节能地去除水中的重金属、有机物和微生物等污染物,提高水资源的可持续利用率。

2. 生物医药领域膜分离技术在生物医药领域的应用也呈现出广阔的前景。

膜分离技术可以用于药物纯化、血液分离和细胞分离等方面。

未来,研究者可以进一步提高膜的分离效率和选择性,实现对生物大分子的高效分离和回收,从而推动生物医药领域的发展。

3. 食品工业领域膜分离技术在食品工业中的应用主要包括浓缩、分离和提纯等方面。

通过膜分离技术,可以实现果汁、奶制品和酒精等食品的浓缩,同时去除其中的杂质。

此外,膜分离技术还可以用于食品添加剂、香精香料和色素等的提纯过程。

未来,随着膜材料及技术的不断创新,膜分离技术在食品工业中的应用将变得更加广泛。

膜分离技术

膜分离技术

膜分离技术膜分离技术是一种重要的分离技术,通过膜将混合物中不同分子大小、形状、电荷和极性等特性的物质分离出来。

它广泛应用于各种领域,如环境保护、医药制造、食品加工、化学工业和电子行业等。

本文将介绍膜分离技术的工作原理、分类和应用,并探讨其未来的发展前景。

一、膜分离技术的基本原理膜分离技术利用膜作为分离介质,将混合物分离成两个或更多的组分,其中其中至少有一种组分通过膜而另一种组分不直接通过。

根据膜分离的机制可以分为以下三种类型:1、压力驱动膜分离技术压力驱动膜分离技术是指通过施加压力将混合物推动到膜上,以实现分离的技术。

膜的孔径大小、膜的材质和压力差均会影响分离效果。

该技术主要包括超滤、逆渗透和微滤等。

超滤是指利用孔径大小在10-100纳米的超滤膜去除溶液中的高分子物质。

逆渗透是利用高压驱动水通过0.1纳米左右的逆渗透膜,将混合物中的水增量分离出来,这是制取纯水的主要技术之一。

微滤是利用孔径在0.1-10微米的微滤膜去除悬浮物、细菌和微生物等。

2、电力驱动膜分离技术电力驱动膜分离技术是利用电场将混合物推动到膜上,实现分离的技术。

例如电渗析技术是利用电场和离子之间的电荷作用,将含有离子的溶液通过电场驱动到离子交换膜中,使得原来溶液中的阴离子和阳离子在两侧集中,最终通过两个极板分别收集。

3、扩散驱动膜分离技术扩散驱动膜分离技术是指利用分子间的扩散速率的大小差异,将混合物中的混合物分离的技术。

例如气体分离、液体浓缩和溶液析出等。

二、膜分离技术的分类根据膜的性质和分离机制的不同,可以将膜分离技术分为以下几种类型:1、纳滤技术纳滤技术是利用孔径在10-100纳米的纳滤膜,将分子大小在10-100纳米之间的物质分离出来。

纳滤技术主要应用于制备高分子材料、微电子器件制造和水处理等领域中。

2、超滤技术超滤技术是利用孔径在0.01-0.1微米之间的超滤膜,将分子大小在1000道100万道之间的物质分离出来。

超滤技术主要应用于蛋白质提取、水处理、生物制品制备和废水处理等领域中。

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膜分离技术的应用现状及发展前景-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII膜分离技术的应用现状及发展前景摘要:膜分离技术( Membrane Separation Technologies)是近十几年发展起来的一种高新技术,随着膜设备和技术的不断发展和成熟,其在各行业中有着广泛的应用。

本文介绍了膜分离技术的特性,阐述了膜分离技术在食品工业、水处理、生物技术、医药工业和医疗设备方面的应用,并展望膜分离技术应用领域的发展前景,分析膜分离技术在膜材料、新的膜过程和膜通量等方面的发展趋势,同时指出膜分离技术将在人类社会的发展史上起到不可替代的作用。

关键词:膜分离技术;膜生物反应器;选择透过性膜;膜材料;前言:膜分离技术是指用天然或人工合成的具有选择透过性膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分的溶质和溶剂进行分离、分级、提纯和浓缩的边缘学科高新技术[1]。

由于膜分离技术具有节能、高效、简单、造价低、无相变、可在常温下连续操作等优点,而且特别适合热敏性物质的处理的特点,其应用已渗透到人们生活和生产的各个方面,现已被广泛应用于化工、环保、生物工程、医药和保健、食品和生化工程等行业[2]。

虽然膜分离技术的应用在许多方面离产业化要求还有很长的距离,但是随着新型膜材料的不断开发、高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入, 膜分离技术应将得到更加广泛的应用,其在未来是世界各国研究的热点,它将在各个领域发挥更引人注目的作用。

现本文对膜技术的特点、类型及其在各方面的应用现状进行综述,并且提出了膜分离技术的发展前景。

1 膜分离技术的特点膜分离技术作为一种新型的分离技术, 具有以下特点[3]:1.1 在常温下进行,特别适用于热敏性物质的分离、分级、提纯和浓缩,且可以同步进行能较好地保持产品原有的色、香、味和营养成分;1.2 分离过程中不发生相变,挥发性物质损失少,节约能源;1.3 具有冷杀菌作用,保存期长,无二次污染;1.4 选择性好,应用范围广,但要选择相应的膜类型;1.5 设备简单,易于操作,可连续进行,效率高。

2 膜分离技术的类型目前己经研究和开发的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析、渗透蒸发和气体分离等。

正在开发研究中的新的膜技术有真空膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、膜控制释放、仿生膜以及生物膜等过程[4]。

膜分离技术的特性及应用见表 1。

表 1 膜分离技术的特性及应用膜分离法分离原理传质推动力应用举例微滤(MF)筛分压差(0.05~0.5Mpa)储菌、回收菌、分离病毒超滤(UF)筛分压差(0.1~1.0Mpa)蛋白质和多糖的回收与浓缩反渗透(RO)筛分压差(1.0~10Mpa)盐、氨基酸浓缩,淡水制造透析(DS)筛分浓差脱盐,除变性剂电渗透(ED)荷电、筛分电位差脱盐、氨基酸的分解纳滤(NF)筛分压力差( 0.5~1.5MPa)果汁浓缩,渗透3 膜分离技术的应用现状3.1 膜分离技术在食品工业中的应用膜分离技术用于食品工业开始于20世纪 60 年代末,首先是从乳品加工和啤酒的无菌过滤开始的,随后逐渐用于果汁、饮料加工、酒精类精制等方面。

至今,膜分离技术在食品加工中已得到广泛应用。

主要用于以下几个方面: (1) 利用膜分离技术对植物蛋白进行浓缩、提纯和分离。

(2) 利用膜分离技术加工乳制品。

(3) 利用膜分离技术对卵蛋白惊醒浓缩。

(4) 利用膜分离技术对动物血浆进行浓缩。

(5) 利用膜分离技术对明胶进行提纯。

(6)在含酒精饮料加工中的应用。

(7) 在非酒精饮料加工中的应用。

(8) 膜分离技术在处理淀粉废水中的应用。

(9) 膜分离技术在制糖工业中的应用。

(10)膜分离技术在食用油加工中的应用。

(11) 膜分离技术在食品添加剂生产中的应用。

膜分离技术用于食品加工有很多优点:与传统方法相比,不会因加热而产生色、香、营养成分等质量指标的恶化;节省能源、设备占地面积小;更重要的是由于分离膜性能的提高,能在很高精度水平下分离各种成分[5:6]。

3.1.1 在啤酒无菌过滤中的应用啤酒的无菌过滤是啤酒生产过程中提高产品质量的重要环节,它直接关系着啤酒品质的稳定性、外观及口感。

褚良银等[7]采用无机陶瓷膜对啤酒进行除菌过滤,对膜孔径的选择、膜器结构优化、膜滤运行过程强化等方面进行了系统的试验研究,提出了一套新型高效的膜器结构与工艺设计的依据;翁佩芳等[8]还采用膜错流过滤和新型的无菌灌装系统的消毒灭菌方法对无菌生啤酒的生产工艺进行设计,使整个生产工艺系统高效、优化运行,同时加强生产操作及卫生的管理,生产出色泽、品质优良、保质期长的无菌鲜啤酒。

3.2 膜分离技术在水处理中的应用3.2.1 在饮用水制取中的应用近年来,膜分离技术在饮用水制取方面得到了广泛应用,而且处理规模也越来越大。

仅应用超滤工艺的水厂中净化规模每天在 20×104m3以上的已有数座,超滤水厂的总处理量已超过每天 800×104m3 [9]。

还有许多厂家利用微滤工艺进行处理,可见,膜处理法已经成为饮用水制取最常见的方法。

微滤可以有效去除小颗粒有机物和悬浮固体,但天然和人工合成的有机物仅用微滤的方法是不能去除的,需要与其他方法相结合,微滤结合混凝、吸附预饮用水越来越引起人们的关注,赵鹏[10]等人用两个 PAC结合微滤技术处理河水,在两个反应器中维持很高的出水通量达到 167L/m2·h,实验证明不同粒径的 PAC,在高通量下都对有机物有很好的去除率。

韩国的 Jeong-ikOh[10]等人研究微滤结合在线快速搅拌器加混凝剂生产饮用水,当加入混凝剂为1.1 mg/L时,膜阻力最小,电势接近于零,此时具有很好的处理效果。

3.2.2 在废水处理中的应用随着工业化的发展,大量的工业废水和生活废水排入水体中,严重影响了水质。

为了保护环境不受污染,并能回收一些有用物质,需对工业和生活污水进行处理,以达到排放标准要求。

废水处理中常采用超滤和纳滤技术。

据研究采用纳滤技术处理城市污水,可有限地降低水的浊度、色度及有机物;经超滤处理后的出水可用于循环冷却水、造纸用水等对水质要求不高的工业用水水源,这大大地提高了水的利用率。

3.3 膜分离技术在生物技术中的应用[11]在生物技术方面, 膜技术也有各种应用,其中应用最广泛的是微滤和超滤技术。

例如:从植物或动物组织萃取液中进行酶的精制;从发酵液或反应液中进行产物的分离、浓缩等。

膜技术应用于蛋白质加水分解或糖液生产,有助于稳定产品质量, 提高产品的收率和降低成本。

由于应用分离膜可以在室温下进行物理化学分离,所以它特别适合于热敏性生物物质的分离。

可以想象膜分离技术在生物技术方面将会得到越来越广泛的应用。

但膜技术用于生物技术也有一些问题,其中最主要的是:与色谱法比较,分离精度不高。

同时多组分分离做不到;膜上容易形成附着层, 使膜的通量显著下降;操作结束后,膜清洗困难;膜的耐用性差。

这几点是影响膜技术在生物工程领域应用的最主要的原因。

因此,如何改进和解决上述问题就成为膜分离技术在该领域应用的主要研究方向。

3.4在医药工业和医疗设备中的应用膜分离技术在这方面的应用已经有30多年的历史,现在微滤、超滤、反渗透和渗透等膜技术已经在医药和医疗设备上得到了广泛的应用[12]。

在制药工业中膜技术主要用于:①利用微滤技术进行药物澄清;②利用超滤和反渗透技术进行药液精制和浓缩;③利用分渗透技术制备灭菌水,除热原水和注射水等;④渗析技术在医药科学中的典型应用是人工模拟肾脏进行血液的透析分离;⑤利用亲合膜技术,通过在膜上固载特定的功能配位键。

在医疗设备方面除了用于药物控制释放的膜技术外,膜式人工肺、人工肾也都应用了膜分离技术。

随着新的膜材料的出现以及膜成本的降低,膜技术将会在医药和医院中起到更重要的作用。

3.4.1 膜分离技术在中草药中的应用分离纯化中的应用中草药所含化学成分极其复杂,通常含有苷类、黄酮、生物碱等有效成分,同时还含有蛋白质、胶体、淀粉、无机盐等无效成分,这些无效成分的存在,会降低有效分的浓度,影响其中药的品质和功效,同时也给中药的分离带来复杂性,因此有必要对中草药的有效部位和有效成分进行分离纯化。

研究表明,不同组分间的性能和分子量相差很大,一般有效成分的分子量大多数在 200- 1000,无效成分的分子量在 50000 以上,一些无机盐类的分子量则不足 100[13]。

膜分离技术是利用膜孔径大小特征在常温下对溶质和溶剂进行分离达到纯化目的,研究表明膜分离技术在中草药分离纯化中的应用主要有三大功能,即截留大分子杂质、滤除小分子物质和脱水浓缩。

4 膜分离技术的发展前景目前膜分离技术在许多方面得到广泛应用,而且在某些方面应用得还比较成熟。

在对产品质量要求不断提高、生产成本要求不断降低的今天,膜技术的优势越来越明显,其必将取代传统的低效分离技术。

但我们也应该清醒的认识到,膜分离技术的大量应用毕竟是近几十年开始的,许多方面还不成熟,还有待进一步深入的研究,笔者认为主要面临三个方面的主要问题,即选择性问题、通量稳定性问题和产值问题。

选择性问题应集中于膜材料的研究,继续开发功能高分子膜材料和无机膜材料。

对仿生膜、高效电解质膜、分子识别型膜的研究需要达到智能化、高效化和专一化目标。

膜通量的稳定性和产值比问题应集中于渗透时的防污染和膜过程强化的研究上。

无论采用那种类型的膜,都存在膜孔被堵塞、膜表面形成黏性附层等膜污染问题,这极大的影响了通量的稳定性和产值比。

因此应研究一种适用面广的强化膜过程分离技术,以减少膜污染、增大过滤通量、延长膜寿命。

这需要将许多因素结合起来综合考虑,如选择合适的膜材,合理的膜组件设计、具有针对性的清洗和防污染方法、以及周密的工艺流程设计等方面。

虽然膜分离技术的广泛成熟应用在许多方面离产业化要求还有很长的距离,但是随着新型膜材料的不断开发、高效的强化膜过程分离技术研究的不断深入,膜分离技术应将得到更加广泛的应用,其在未来是世界各国研究的热点,它将在各个领域发挥更引人注目的作用。

因此,目前膜分离技术已成为分离混合物的重要方法,越来越受到人们的重视,其应用前景必将更加广阔。

5 结论膜分离技术经过近十几年的发展,已具有较高的水平,并且不断有新的膜分离技术被开发,进入应用领域。

膜分离技术的应用对提高生产效率,降低能耗,减少或消除环境污染具有重要意义,随着我国膜分离技术的发展,其在化学工业中的应用必将有一个飞跃,人们将逐步认识到,要发展化工必须大力研究开发膜技术。

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