膜分离技术在生物化工中的应用

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1、膜分离技术在生物化工中的应用.txt生活是一张千疮百孔的网，它把所有激情的水都漏光了。寂寞就是你说话时没人在听，有人在听时你却没话说了！本文由lgg21st贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。科技信息高校理科研究膜分离技术在生物化工中的应用中南大学湖南化工职业技术学院刘军[摘要]通过对分离技术中的膜分离技术的原理,类型及特点作简要的介绍,说明了膜分离技术在生物化工技术实现产业化中的重要性,并简要叙述了膜分离技术在生物化工中的应用.[关键词]生物化工膜分离技术应用膜分离技术被认为是21世纪最有前

2、途,"最有发展前景的重大高新技术之一,它在工业技术改造中起着战略性作用"世.界上许多国家包括我国在内,都把膜分离技术及其应用列为国家重点发展项目.膜分离技术对许多传统产业的发展起着关键作用.甚至有人预言"谁掌握了膜技术,谁就掌握了化学工业的未来".目前,膜产品的世界年销售额已经超过100亿美元,而且年增长率在20%左右.膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术,现在已被广泛应用于化工,环保,电子,轻工,纺织,石油,食品,医药,生物技术,能源工程等.国外有关专家甚至把膜分离技术的发展称为"第三次工业革命"下面就膜分离技术的原理,.特点及在生物化工中的

3、应用作简要的叙述.1,膜分离技术1.1膜分离原理膜分离是指用半透膜作为分离介质,借助于膜的选择渗透性作用,在能量,浓度或化学位差的作用下对混合物中的不同组分进行分离提纯.由于半透膜中滤膜孔径大小不同,可以允许某些组分透过膜层,而其它组分被保留在混合物中,以达到一定的分离效果.膜可以是固相,液相或气相,膜的结构可以是均质或非均质的,膜可以是中性的或带电的,但必须都具有选择性通过物质的特性.具体的工作原理可分为两类:一是根据混合物物质的质量,体积,大小和几何形态的不同,用过筛的方法将其分离;二是根据混合物的不同化学性质分离开物质.1.2膜分离技术的

4、类型目前己经深入研究和开发的膜分离技术有微滤,超滤,纳滤,反渗透,渗析,电渗析,渗透汽化和气体分离等.正在开发研究中新的膜过程有:膜蒸馏,支撑液膜,膜萃取,膜生物反应器,控制释放膜,仿生膜,生物膜,无机膜,膜电极,膜分相,膜控制释放,双极膜以及LB膜等过程.1.3膜分离技术的特点膜分离技术作为一门新型的高效分离,浓缩,提纯及净化技术,由于其多学科性特点,膜技术可应用于大量的分离过程.各种膜过程具有不同的机理,适用于不同的对象和要求.但有其共同的优点:膜分离过程装置比较简单,同时操作方便,结构紧凑,维修费用低且方便,易于自动控制;膜分离过程一般不

5、涉及相变,无二次污染且能耗较低;膜分离过程可以在室温或低温下操作,适宜热敏感物质(酶,药物)的浓缩分离;膜分离过程具有相当大的选择性,适用对象广泛,可以分离肉眼看得见的颗粒,也可以分离离子和气体;该过程可以在室温下连续操作,设备易于放大,可以专一配膜,选择合适的膜,从而得到较高的回收率;膜分离处理系统可以在密闭系统中循环进行,因而可以防止外界的污染;在过程中不用添加任何外来的化学物质,透过液可以循环使用,从而降低了成本,并可以减少环境污染.当然,膜分离过程也有自身的缺点,如易浓差极化和膜污染,膜寿命有限等,而这些也正是需要我们克服或者需要解决的

6、问题所在.正由于膜分离技术具有上述优点,是现代生物化工分离技术中一种效率较高的分离手段,完全可以取代传统的过滤,吸附,蒸发,冷凝等分离技术,所以膜分离技术在生物化工分离工程中起着很大的作用.2,膜分离技术在生物化工中的应用2.1在生物化工产品分离提纯中的应用传统的生物化工产品如氨基酸,抗生素,乳酸及低聚糖等的提取与精制,通常采用离心,沉淀,吸附,萃取,离子交换和色谱等方法,因此存在工艺过程复杂,操作时间长,原料消耗大,能量消耗高,产品回收率低,废水污染严重等问题,且产品在漫长的提取过程中可能会发生变形失活;而这些生物化工产品生产过程中的浓缩工序

7、主要采用多效蒸发法,因此造成投资大,能耗高,以及由于蒸发相变所造成的产品损失.膜分离技术具有设备简单,常温操作,无相变及化学变化,选择性高及能耗低等优点,特别适用于热敏性生物化工产品的分离纯化.膜分离技术在生物化工产品分离提纯中的应用主要用于以下几个方面:2.1.1氨基酸的分离和精制膜分离技术用于发酵液中氨基酸的分离和精制,可以先用微滤或超滤将发酵液中的菌体截留并回收利用,透过液经纳滤或反渗透浓缩后,再通过等电点结晶获得高纯氨基酸产品,这样不仅可提高氨基酸的质量和回收率,而且可节约菌种培养费和分离能耗.2.1.2抗生素的浓缩与纯化抗生素的相对分

8、子质量大都在3001200,多采用发酵法生～产.通常是从发酵液中通过澄清和溶剂萃取分离,再对萃取液减压蒸馏得到抗生素.但是溶剂用量大,能量消耗高,产品