膜分离技术应用综述

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膜分离技术综述

膜分离技术综述

膜分离技术综述一膜分离技术是近三十多年来发展起来的高新技术,是多学科交*的产物,亦是化学工程学科发展新的增长点。

它与传统的分离方法比较,具有如下明显的优点:1.高效:由于膜具有选择性,它能有选择性地透过某些物质,而阻挡另一些物质的透过。

选择合适的膜,可以有效地进行物质的分离,提纯和浓缩;2.节能:多数膜分离过程在常温下*作,被分离物质不发生相变, 是一种低能耗,低成本的单元*作;3.过程简单、容易*作和控制;4.不污染环境。

由于这些优点、使膜分离技术在短短的时间迅速发展起来,已广泛有效地应用于石油化工、生化制药、医疗卫生、冶金、电子、能源、轻工、纺织、食品、环保、航天、海运、人民生活等领域,形成了独立的新兴技术产业。

目前,世界膜市场以每年递增14~30%速度发展,它不仅自身形成了每年约百亿美元的产值,而且有力地促进了社会、经济及科技的发展。

特别是,它的应用与节能、环境保护以及水资源的再生有密切的关系,因此在当今世界上能源短缺、水荒和环境污染日益严重的情况下,膜分离技术得到世界各国的普遍重视,欧、美、日等发达国家投巨资立专项进行开发研究,已取得在此领域的领先地位。

我国在“六五”、“七五”、“八五”、“九五”以及863、973计划中均列为重点项目,给予支持。

关于发展膜分离技术的重要性,美国官方的文件说,“18世纪电器改变了整个工业过程,而20世纪膜技术改变了整个面貌”。

1987年日本东京召开的国际膜与膜过程会议上,曾将“21世纪的多数工业中膜过程所扮演的战略角色”列为专题进行深入讨论,与会的专家一致认为,膜技术将是20世纪末到21世纪中期最有发展前途的高技术之一。

世界著名的化工与膜专家,美国国家工程院院士、北美膜学会主席黎念之博士(我校化工系兼职教授)在1994年应邀访问我国时说“要想发展化工就必须发展膜技术”。

国际学术界一致认为“谁掌握了膜技术,谁就掌握了化工的未来”。

可见,发展膜分离技术对于学科建设和经济发展均具有重要而深远的意义。

膜分离的应用

膜分离的应用

膜分离的应用膜分离是一种常用的分离技术,广泛应用于水处理、生物医药、食品加工、化工等领域。

通过使用不同孔径的膜,可以实现对溶剂、溶质、微生物等不同物质的分离和纯化。

本文将从不同方面介绍膜分离的应用。

一、水处理领域1. 脱盐膜分离技术在海水淡化和水处理领域被广泛应用。

通过反渗透膜,可以将海水中的盐分和杂质去除,得到高纯度的淡水。

这种技术在干旱地区和海岛地区具有重要的应用价值。

2. 污水处理膜分离技术在污水处理中起到了重要作用。

通过超滤膜和微滤膜,可以将污水中的悬浮固体、胶体物质和微生物去除。

同时,通过反渗透膜,可以将污水中的有机物和无机盐去除,得到清洁的水资源。

二、生物医药领域1. 药物纯化膜分离技术在药物生产中被广泛应用。

通过超滤膜和纳滤膜,可以将药物中的杂质和溶剂去除,得到纯净的药物。

这种技术可以提高药物的质量和纯度,减少对人体的副作用。

2. 血液透析膜分离技术在肾脏疾病治疗中起到了重要作用。

通过血液透析器,可以将血液中的废物和多余物质去除,保持血液中的正常成分。

这种技术可以帮助肾脏疾病患者维持生命,提高生活质量。

三、食品加工领域1. 浓缩和分离膜分离技术在食品加工中被广泛应用。

通过超滤膜和纳滤膜,可以将食品中的溶质和溶剂分离,实现浓缩和纯化。

这种技术可以提高食品的营养价值和口感。

2. 酿酒膜分离技术在酿酒过程中起到了重要作用。

通过微滤膜和超滤膜,可以去除酒中的悬浮物和微生物,保持酒的清洁度和稳定性。

这种技术可以提高酒的质量和口感。

四、化工领域1. 分离和纯化膜分离技术在化工生产中被广泛应用。

通过纳滤膜和反渗透膜,可以将化工产品中的溶剂、杂质和有害物质去除,实现分离和纯化。

这种技术可以提高化工产品的质量和纯度。

2. 膜催化膜分离技术在化学反应中起到了重要作用。

通过膜催化剂,可以提高反应的速率和选择性,减少反应的能耗和环境污染。

这种技术可以提高化学工艺的效率和可持续性。

膜分离技术具有广泛的应用前景。

膜分离技术应用的研究进展

膜分离技术应用的研究进展

膜分离技术应用的研究进展一、本文概述随着科技的不断进步,膜分离技术作为一种高效、环保的分离技术,已经在多个领域得到了广泛的应用。

膜分离技术,利用特定的膜材料对混合物中的不同组分进行选择性分离,具有操作简便、能耗低、分离效果好等优点,因此在化工、环保、食品、医药等领域有着广阔的应用前景。

本文旨在对膜分离技术应用的研究进展进行全面的综述,分析各类膜材料的性能特点,探讨膜分离技术在不同领域的应用现状,以及未来可能的发展趋势。

通过对膜分离技术的深入研究,我们期望能够为相关领域的科技进步和产业发展提供有益的参考。

二、膜分离技术的分类与特点膜分离技术是一种基于膜的选择性渗透原理,用于分离、提纯和浓缩溶液中的不同组分的高效分离技术。

根据其分离机制和操作原理,膜分离技术主要分为以下几类,并各自具有其独特的特点。

微滤(Microfiltration,MF):微滤膜通常具有较大的孔径,能够有效截留溶液中的悬浮物、颗粒物和细菌等。

其特点是操作简单、高通量、低能耗,广泛应用于水处理、食品加工和制药等领域。

超滤(Ultrafiltration,UF):超滤膜的孔径介于微滤和纳滤之间,能够截留分子量较大的溶质和胶体物质。

超滤技术具有分离效果好、操作简便、对热敏性物质损伤小等优点,常用于蛋白质、酶等生物大分子的分离和纯化。

纳滤(Nanofiltration,NF):纳滤膜的孔径较小,能够截留分子量较小的溶质和无机盐。

纳滤技术具有对有机物和无机盐的高效分离能力,且能在较低的操作压力下实现较高的分离效率,适用于水软化、废水处理和食品工业等领域。

反渗透(Reverse Osmosis,RO):反渗透膜具有极小的孔径,能够截留溶液中的绝大多数溶质,实现高纯度水的制备。

反渗透技术具有分离效果好、产水水质高、操作稳定等优点,是海水淡化、苦咸水脱盐、工业废水处理等领域的首选技术。

电渗析(Electrodialysis,ED):电渗析技术利用电场作用下的离子迁移原理,实现溶液中阴阳离子的分离。

膜分离技术在生物产品纯化中的应用

膜分离技术在生物产品纯化中的应用

膜分离技术在生物产品纯化中的应用1. 膜分离技术的概述膜分离技术是一种基于膜作为分离介质的物质分离技术,它通过对物质的分子大小、电荷或亲疏水性进行选择性分离,实现物质之间的高效分离纯化。

膜分离技术具有分离速度快、操作简便、高效节能、分子量分布范围广等优点,因此十分适合用于生物产品的纯化。

2. 膜分离技术在生物产品纯化中的应用2.1 膜过滤技术的应用膜过滤技术是膜分离技术中的一种应用,可用于生物产品的预处理和初步纯化。

在生物制药中,常用的膜过滤技术包括微孔滤膜和超滤膜。

微孔滤膜广泛应用于去除细胞碎片、大分子杂质和悬浮物等,而超滤膜则用于去除低分子量杂质、钠盐和有机溶剂等。

膜过滤技术具有操作简单、高效、无毒性等特点,可大幅度提高纯化效率和产品质量。

2.2 电渗析技术的应用电渗析技术是一种电场作用下,将离子或溶液中带电荷的大分子通过膜的选择性排除的技术。

在生物产品的纯化中,通过电渗析技术可以高效地去除离子、有机酸等带电离子杂质,并实现组分分离纯化。

电渗析技术虽然操作较为复杂且设备昂贵,但是其具有选择性强、水流速度快、不需要再生等优点,因此被广泛应用于生物产品的纯化。

2.3 膜层析技术的应用膜层析技术是一种基于膜为固定相的层析分离技术,将样品通过膜的孔径、压力差、流速等控制条件,以理想的分离效果,达到高效纯化。

膜层析技术与普通层析技术相比,具有分离效率高、样品损失小、操作简单等优点。

在生物产品的纯化中,膜层析技术广泛应用于还原性离子交换、亲疏水分离和分子筛分离等方面。

3. 生物产品纯化中膜分离技术存在的局限性和前景3.1 局限性膜分离技术在纯化过程中存在着一些局限性,包括:膜的选择性、成本较高、膜的寿命较短、膜纯化效率受样品性质等因素影响。

这些限制了膜分离技术在生物产品纯化中的应用范围和发展。

3.2 前景尽管存在一些局限性,随着科技的不断进步,膜分离技术在生物产品纯化的应用前景依然广阔。

新型膜材料的开发使得膜分离技术越来越适用于各种生物制品的纯化。

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。

膜分离技术应用

膜分离技术应用

膜分离技术应用
膜分离技术是一种涉及由膜组成的装置来分离、分级、回收、组
合和提取各种固体、液体和气体物质的工艺过程,是现代生物工程、
化学工程和环境工程中常用的技术。

以实践来看,膜分离技术有多种
应用领域,以下是其中的三大应用方面:
1. 水处理。

膜分离技术在水处理方面具有强大的功能,包括净水,海水淡化,回用水处理等。

以多效催化膜和超滤膜为例,它们可以进
行溶解性有机物、微量元素、重金属离子等的去除,从而达到了水的
高纯度。

2. 发酵工艺。

膜分离技术也可以用于发酵过程中的分离和提取,
如用膜进行发酵液的浓缩和回收,用滤膜进行发酵液的细分和提纯,
如抗生素和植物激素,用膜技术来提取活性成分和精制保健食品。

3. 生物分离与纯化。

生物膜分离技术可以有效地分离、回收和精
炼特定的蛋白质、糖类和重要生物物质,如人源乳清蛋白、非蛋白氨
基酸、天然酶、抗生素和抗原等。

通过以上对膜分离技术应用的简要介绍,可以看出,膜分离技术
在水处理、发酵工艺和生物分离和纯化等多个领域都有广泛的应用,
为人类社会发展作出了重要贡献。

膜分离技术在环境工程中的应用

膜分离技术在环境工程中的应用

膜分离技术在环境工程中的应用膜分离技术在环境工程中的应用引言:随着环境污染问题的日益突出,环境工程领域对于高效、经济、绿色的处理技术需求日益增长。

膜分离技术作为一种新兴的分离技术,在环境工程中得到了广泛的应用。

膜分离技术具有高选择性、高通透性、操作简便以及可持续利用的特点,可以应用于水处理、废气处理、固液分离等多个领域。

本文将就膜分离技术在环境工程中的应用进行详细介绍。

一、膜分离技术在水处理中的应用水是生命之源,但随着经济和人口的发展,水资源的供应变得紧张,水污染问题日益突出。

膜分离技术作为一种高效的水处理技术,被广泛应用于饮用水处理、污水处理和海水淡化等领域。

1.1 饮用水处理膜分离技术在饮用水处理中具有净化水质、去除悬浮物和微生物的优势。

常见的膜分离技术包括超滤、微滤和纳滤等。

超滤膜可以有效去除水中的大分子有机物、胶体物质和微生物,微滤膜则可去除较大颗粒、浑浊物质和细菌,而纳滤膜可以去除更小的有机物、无机盐和微生物。

膜分离技术能够高效地去除水中的污染物,提高饮用水的水质。

1.2 污水处理膜分离技术在污水处理中被广泛应用于深度处理和回用。

通过采用超滤和反渗透等膜分离技术,将污水中的悬浮物、微生物、有机物和盐分等污染物去除,可达到国家污染物排放标准要求。

而对于高浓度有机废水处理,采用微生物膜反应器(MBR)结合膜分离技术,能够实现高效处理和回用,降低环境污染。

1.3 海水淡化海水淡化是一个既能解决水资源短缺问题,又能提供居民和工业用水的重要途径。

膜分离技术在海水淡化中是首选技术之一。

通过采用反渗透膜,将海水中的盐分和微生物去除,可获得符合人类饮用和工业用水标准的淡水。

膜分离技术在海水淡化中具有节能、高效和环保等优点,成为水资源利用的重要手段。

二、膜分离技术在废气处理中的应用废气是工业生产中产生的污染物之一,其中包括有害气体和颗粒物等。

膜分离技术在废气处理中的应用,主要体现在气体分离和气体净化方面。

膜分离技术研究与应用

膜分离技术研究与应用

膜分离技术研究与应用膜分离技术研究与应用一、引言膜分离技术是一种通过膜作为分离屏障,根据物质在膜上的传质速率差异,实现物质分离和浓缩的方法。

它具有操作简便、能耗低、占地面积小等优点,因此在生物、医药、环境、化工等领域得到了广泛的应用。

本文将对膜分离技术的研究进展以及在不同领域的应用进行综述。

二、膜分离技术的类型膜分离技术按照分离方式可以分为压力驱动型和浓度驱动型两种。

压力驱动型包括微滤、超滤、纳滤和反渗透等;浓度驱动型包括蒸发、蒸馏、气体吸附等。

1. 压力驱动型膜分离技术压力驱动型膜分离技术是通过施加外部压力将溶剂或溶质分离出来。

微滤膜能够分离直径大于0.1微米的颗粒,主要应用于悬浮物、胶体等的分离。

超滤膜对分子量在1千道尔顿以上的物质有效,可用于快速浓缩溶液中的蛋白质和核酸等生物大分子。

纳滤膜具有更高的分离性能,可分离500道尔顿以上的大分子。

反渗透膜具有最高的分离性能,可用于海水淡化、废水处理等领域。

2. 浓度驱动型膜分离技术浓度驱动型膜分离技术是通过梯度浓度驱动溶质分离。

膜蒸发是一种通过蒸发液体溶剂,使溶质在蒸发时分离出来的方法,常用于海水淡化、食品浓缩等领域。

蒸馏膜是将蒸馏柱中传统塔板替换为膜分离层,从而实现快速蒸馏的分离方法。

气体吸附膜是一种利用气体在多孔膜上吸附和扩散的方法,主要应用于气体分离。

三、膜分离技术的研究进展膜分离技术的研究重点主要集中在提高膜的分离性能、降低衰减和阻力、提高膜的稳定性等方面。

1. 提高膜的分离性能通过改变膜材料、调整膜孔径和膜厚度等方法,可以有效提高膜的分离性能。

目前,研究人员广泛关注的膜材料包括聚合物、陶瓷和复合材料。

聚合物膜具有较高的分离性能和可塑性,陶瓷膜具有良好的化学稳定性和耐高温性能,复合材料膜则综合了两者的优点。

2. 降低衰减和阻力膜在使用过程中容易出现衰减,即膜孔堵塞或膜表面污染,进而导致分离性能下降。

为了降低衰减和阻力,研究人员提出了各种方法,如超声波清洗、气泡清洗和化学清洗等。

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膜分离技术应用综述 The Standardization Office was revised on the afternoon of December 13, 2020《食品科学概论》课程论文论文题目:膜分离技术应用综述学 院 :生物工程学院专 业 :食品科学与工程年级班别 :09级一班学 号 :10122学生姓名 :齐莹学生指导教师 :陈清禅2011年 5 月 24 日JINGCHU UNIVERSITY OF TECHNOLOGY膜分离技术应用综述齐莹 10122摘要综述膜分离技术的特点、种类及分离机理,介绍国内外膜分离技术的研究进展及其在各个领域的应用现状,同时指出该技术存在的问题,提出选用更佳的膜材料以及多种膜分离技术联用是其今后的发展方向。

关键词膜分离技术微滤超滤食品工业膜分离是在20世纪初出现,上世纪60年代后迅速崛起的一门分离新技术。

膜分离技术由于兼有分离、浓缩、纯化和精制的功能,又有高效、节能、环保、分子级过滤及过滤过程简单、易于控制等特征,因此,目前已广泛应用于食品、医药、生物、环保、化工、冶金、能源、石油、水处理、电子、仿生等领域,产生了巨大的经济效益和社会效益,已成为当今分离科学中最重要的手段之一。

据统计,膜销售每年以14%~30%的速度增长,而最大的市场为生物医药市场[1] 。

1膜分离的简介1. 1 膜的定义膜是一种起分子级分离过滤作用的介质,当溶液或混和气体与膜接触时,在压力下,或电场作用下,或温差作用下,某些物质可以透过膜,而另些物质则被选择性的拦截,从而使溶液中不同组分,或混和气体的不同组分被分离,这种分离是分子级的分离。

1. 2 膜的种类分离膜包括:反渗透膜(0. 0001~0. 005μm) ,纳滤膜(0. 001 ~0. 005μm) 超滤膜(0. 001 ~0. 1μm) 微滤膜(0. 1~1μm) 、电渗析膜、渗透气化膜、液体膜、气体分离膜、电极膜等。

他们对应不同的分离机理,不同的设备,有不同的应用对象。

膜本身可以由聚合物,或无机材料,或液体制成,其结构可以是均质或非均质的,多孔或无孔的,固体的或液体的,荷电的或中性的。

膜的厚度可以薄至100μm ,厚至几毫米。

不同的膜具有不同的微观结构和功能,需要用不同的方法制备。

制膜方法一直是膜领域的核心研究课题,也是各公司严格保密的核心技术。

1. 3 膜分离技术的定义把上述的膜制成适合工业使用的构型,与驱动设备(压力泵、或电场、或加热器、或真空泵) 、阀门、仪表和管道联成设备。

在一定的工艺条件下操作,就可以来分离水溶液或混和气体。

透过膜的组分被称为透过流分。

这种分离技术被称为膜分离技术。

原理膜分离技术是一种使用半透膜的分离方法,在常温下以膜两侧压力差或电位差为动力,对溶质和溶剂进行分离、浓缩、纯化。

膜分离技术主要是采用天然或人工合成高分子薄膜,以外界能量或化学位差为推动力,对双组分或多组分流质和溶剂进行分离、分级、提纯和富集操作。

现已应用的有反渗透、纳滤、超过滤、微孔过滤、透析电渗析、气体分离、渗透蒸发、控制释放、液膜、膜蒸馏膜反应器等技术,其中在食品、药学工业中常用的有微滤、超滤和反渗透3 种。

膜分离技术的特点:膜分离技术具有如下特点[2]:1)膜分离过程不发生相变化,因此膜分离技术是一种节能技术;2)膜分离过程是在压力驱动下,在常温下进行分离,特别适合于对热敏感物质,如酶、果汁、某些药品的分离、浓缩、精制等。

3)膜分离技术适用分离的范围极广,从微粒级到微生物菌体,甚至离子级都有其用武之地,关键在于选择不同的膜类型;4)膜分离技术以压力差作为驱动力,因此采用装置简单,操作方便。

分类超滤的截留相对分子质量在之间,选择某一截留相对分子质量的膜可以将杂质与目标产物分离。

超滤技术在生化产品分离中应用最早、最为成熟,已广泛应用于各种生物制品的分离、浓缩。

纳滤膜具有纳米级孔径,截留相对分子质量为200--1000,能使溶剂、有机小分子和无机盐通过。

纳滤可以采用两种方式提取抗生素,一是用溶剂萃取抗生素后,萃取液用纳滤浓缩,可改善操作环境;二是对未经萃取的抗生素发酵液进行纳滤浓缩,除去水和无机盐,再用萃取剂萃取,可减少萃取剂用量。

微滤是发展最早、制备技术最成熟的膜形式之一,孔径在цm 之间,可以将细菌、微粒、亚微粒、胶团等不溶物除去,滤液纯净,国际上通称为绝对过滤。

由于微滤孔径相对较大,单位膜面积透水率高,而且制备成本最低,使用范围非常广,其销售额居于各类膜的首位。

2 膜分离技术的应用现状及研究进展膜是一种具有特殊选择性分离功能的无机或高分子材料,它能把流体分隔成不相通的两个部分,使其中的一种或几种物质能透过,面将其它物质分离出来。

膜技术是环境保护和环境治理的首选产业技术。

在食品工业中也正在发挥着重要的作用。

目前,德国、英国已用膜技术治理了莱茵河和泰晤士河,我国厦门市也提出了一批应用膜技术的环保示范工程,并取得了良好的效果,为我国运用膜技术进行污染治理作了有益的尝试。

同时,膜技术在日常生活中也日益显示出它的重要作用和光明前景。

生化产品制备我国维生素C、酶制剂已经实现工业化生产。

维生素C 发酵液中的蛋白质相对分子质量一般为,可以选择一定截留相对分子质量的超滤膜除去蛋白质等大分子杂质。

李春艳等[3] 选用超滤膜系统及截留相对分子质量为30000 的膜处理维生素C的原始发酵液,滤液质量好,通量高,并且简化了工艺,提高了收率。

酶制剂相对分子质量在间,是高度催化活性的特殊蛋白质,正好落在超滤的切割范围内。

丁凤平[4 ]用截留相对分子质量5000和10000的超滤平面膜组件,直接从去除菌体的发酵液中浓缩回收,在浓缩率20倍以下,取得% 的高回收率,具有应用价值。

超滤在血浆蛋白的分离、浓缩、脱醇以及除内毒素[5] 等方面也有应用。

刘霆等[6] 用聚醚砜中空纤维超滤膜血浆器进行血浆分离的动物实验,结果表明,膜式血浆分离器适用面宽,装置简单,能耗小,可常温分离。

目前现有膜材料的生物相容性均达不到临床要求,若要在医学上应用,首先应发展研究分离好、相容性优良的膜材料。

在生化领域中,微滤主要作为预处理方法并与其他技术联用刘国庆等[7] 采用微滤和絮凝、离心技术联用,回收大豆乳清中的生物活性物质,在蛋白质损失率只有10% 的情况下可将悬浮固体全部除去,脂肪去除率达到90%。

以上几种膜材料在早期主要是醋酸纤维素,后来主要用聚砜。

聚砜具有优良的化学稳定性、较宽的PH值使用范围和良好的耐热性能。

目前还发展了多种性能优良的高分子聚合膜。

20世纪80年代,无机膜开始应用于生物分离,优点是可以在苛刻条件下进行精密过滤,机械强度高,化学性能稳定,耐热性好。

目前开发的商品化无机膜主要有氧化铝、氧化钛和氧化锆陶瓷膜,陶瓷膜在生物化工领域中的应用研究是膜材料研究的热点之一。

今后膜材料的研究方向是发展抗污染性能好的共混改性膜、无机膜以及复合膜,开发新型专用的医用膜。

微生物制药随着基因工程技术的不断发展,由发酵法生产的微生物药物的分离和纯化正面临着一系列新的问题,如含量低、活性高、易失活、提取收率低等。

膜分离技术作为一种新型的分离技术,在现代生物制药分离工程中具有巨大的应用潜力,得到了广泛的发展,已经用于酶、活性蛋白、氨基酸、维生素、甾体、疫苗等物质的分离纯化,而膜分离技术在抗生素提炼中的应用也是重点推广的领域之一。

多数抗生素的相对分子质量在300-1200范围内,存在于细胞外,需从发酵液中提取。

传统提取方法主要有吸附法、溶剂萃取法、离子交换法和沉淀法,这些方法各有特点# 但工艺往往都十分繁杂,所需时间长、易变性失活、需消耗大量的原料、能耗高、回收率低、废水污染严重且处理难度大。

膜分离技术作为一门新型的分离、浓缩、提纯及净化技术具有节能、不破坏产品结构、少污染和操作简单,可在常温下连续操作、可直接放大、可专一配膜等特点,且各种膜过程具有不同的分离机制,适于用不同对象和要求。

由于其特别适用于热敏性物质的分离在食品加工、医药等领域有其实用性。

用于微生物药物分离和纯化中的膜分离技术主要涉及微滤、超滤、纳滤、液膜分离和反渗透等。

李十中等[8] 先用截留相对分子量为50000的超滤膜处理土霉素结晶母液,除去母液中的悬浮物和大分子物质。

然后反渗透膜处理,这一步脱盐率可达99% 。

所得浓缩液,再经截留相对分子质量为10000的超滤膜,体积浓缩10 倍,最后调节PH值,从土霉素结晶母液回收土霉素,得到的土霉素纯度为% ,回收率为62% 。

现代中药提取制剂工艺用孔径为цm的无机陶瓷膜对多种根及根茎类中药提取液进行微滤,证明无机陶瓷膜对中药水提液具有较好的澄清除杂作用[9] 。

用陶瓷微滤膜与醇沉法对照处理两种水提液,除杂率及有效成分得率与醇沉法接近。

用陶瓷微滤膜与大孔吸附树脂联用精制苦参水提液,其总黄酮吸附率与除杂率均优于醇沉大孔树脂法[10]。

中药注射剂应用膜分离技术除杂、除菌、除热原,无需高温或其他化学方法,在常温下进行,可以除去杂质,保留有效成分,提高澄明度,达到药典要求。

饮用水处理[11]在饮用水处理中,膜分离是一种在某种推动力作用下,利用特定膜的透过性能分离水中的离子、分子和杂质的技术。

膜分离性能按截留相对分子质量大小评价。

截留相对分子质量是反映膜孔径大小的替代参数,具有较小的截留相对分子质量的膜可除去水中较小分子量的物质。

膜分离技术可解决传统工艺难以解决的诸多问题,如去除水中的微污染物、运行管理简单、基建费用低等优点,已被大规模用于处理饮用水。

石化领域的应用在氢气的分离和回收,与传统技术比较,气体膜分离技术用于从炼厂气中回收氢气,能耗低,经济环保等特点。

膜法天然气脱湿有几个特点:(1)它利用于然气本身的压力作为推动力,几乎没有压力损失,因此,脱湿后的天然气仍保持原来的压力进行输送。

(2)属于“干法”脱湿,不需要额外加入溶剂或分子筛,不需再生,没有二次污染。

(3)工艺简单,组装方便,操作容易,占地面积小。

(4)操作弹性大,可通过调节膜面积和工艺参数来适应处理量的波动。

其他方面在食品机械方面,用牛奶制干酪,分离后得到乳清,其中含不少可溶蛋白质、矿物质等营养物质,但也含大量的难消化的乳糖。

用超滤法回收其中的蛋白质,可使蛋白质含量从3% 增加到50% 以上,甚至高达80%[12] 。

此外,膜分离技术在无水乙醇生产中也有应用[13]。

膜分离技术应用广泛,为提高产品质量,降低成本,缩短处理时间,今后的研究趋势将是分离技术的高效集成化。

目前膜分离技术在各个方面的应用研究很活跃,但膜的污染、堵塞,原料液的粘度高,使膜通量衰减严重,无法继续分离,影响了膜分离在实际操作中迅速应用发展。

要实现生物制品提纯的规模性应用,还要取决于相关方面的发展,如膜污染机制研究,对性能优良、抗污染膜材料的研究。

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