膜分離技術綜述

膜分離技術綜述（總6頁）--本頁僅作為文檔封面，使用時請直接刪除即可----內(nèi)頁可以根據(jù)需求調(diào)整合適字體及大小--膜分離技術應用綜述摘要：膜分離工程技術是一項新興的高效分離技術，已廣泛應用于化工、電子、輕工、紡織、石油、食品、醫(yī)藥等工業(yè)，被認為是20世紀末到21世紀中期最有發(fā)展前途的高技術之一。由于膜分離的優(yōu)勢，越來越多的中藥研究者正致力于開發(fā)膜技術在中藥工業(yè)中的應用。膜分離技術（微濾、超濾、納濾、反滲透膜技術）在中藥領域中發(fā)揮著非常重要的作用，可應用于中藥提取液的純化、浸膏制劑的制備、口服液的生產(chǎn)、注射劑的制備以及熱原的去除等。膜分離技術將在中藥現(xiàn)代化進程中發(fā)揮重大作用，并對中藥的規(guī)范化和標準化生產(chǎn)起到一定的促進作用。由于歷史的原因，生物技術發(fā)展初期，絕大多數(shù)的投資是在上游過程的開發(fā)，而下游處理過程的研究投入要比上游過程少得多，因而使得下游處理過程的研究明顯落后，已成為生物技術整體優(yōu)化的瓶頸，嚴重地制約了生物技術工業(yè)的發(fā)展，因此，當務之急是要充實和強化下游處理過程的研究，以期有更多的積累和突破，使下游處理過程盡快達到和適應上游過程的技術水平和要求。關鍵詞：生物分離下游工程膜分離正文：1、常用的膜分離過程微濾鑒于微孔濾膜的分離特征，微孔濾膜的應用范圍主要是從氣相和液相中截留微粒、細菌以及其他污染物，以達到凈化、分離、濃縮的目的。具體涉及領域主要有：醫(yī)藥工業(yè)、食品工業(yè)（明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等）、高純水、城市污水、工業(yè)廢水、飲用水、生物技術、生物發(fā)酵等。超濾早期的工業(yè)超濾應用于廢水和污水處理。三十多年來，隨著超濾技術的發(fā)展，如今超濾技術已經(jīng)涉及食品加工、飲料工業(yè)、醫(yī)藥工業(yè)、生物制劑、中藥制劑、臨床醫(yī)學、印染廢水、食品工業(yè)廢水處理、資源回收、環(huán)境工程等眾多領域。納濾納濾的主要應用領域涉及：食品工業(yè)、植物深加工、飲料工業(yè)、農(nóng)產(chǎn)品深加工、生物醫(yī)藥、生物發(fā)酵、精細化工、環(huán)保凈水和污水處理及其資源化工業(yè)。反滲透由于反滲透分離技術的先進、高效和節(jié)能的特點，在國民經(jīng)濟各個部門都得到了廣泛的應用，主要應用于水處理和熱敏感性物質(zhì)的濃縮，主要應用領域包括以下：食品工業(yè)、牛奶工業(yè)、飲料工業(yè)、植物(農(nóng)產(chǎn)品)深加工、生物醫(yī)藥、生物發(fā)酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦成水淡化、電力、電子、半導體工業(yè)用水、醫(yī)藥行業(yè)工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業(yè)、化工及其它工業(yè)的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。其他常用膜分離過程除了以上四種常用的膜分離過程，另外還有滲析、控制釋放、膜傳感器、膜法氣體分離等。2、 膜分離原理及膜的分類膜分離原理用天然或人工合成的高分子薄膜，以外界能量或化學位差為推動力對雙組分或多組分的溶質(zhì)和溶劑進行分離、分級、提純和富集的方法，統(tǒng)稱為膜分離法。膜分離過程是以選擇透過膜為分離介質(zhì)，利用膜對混合物各組分滲透性能的差異，實現(xiàn)對多組分的混合物進行物理的分離、純化和富集。膜的分類膜就結構而言可分為對稱膜和非對稱膜；根據(jù)材料的不同，可分為無機膜和有機膜；依據(jù)膜孔徑(或截留分子質(zhì)量)的不同，可分為微濾(microfiltration,MF)膜、超濾(ultrafiltration,UF)膜、納濾(nanofiltration,NF)膜、反滲透(reverseosmosis,RO)膜。微濾膜主要用于截留懸固體、細菌，超濾膜主要用于截留大個子有機物、染料、重金屬離子等，反滲透膜主要用于截留無機鹽如氯化鈉等。目前已開發(fā)的在醫(yī)藥工業(yè)應用的膜分離技術主要有：微濾、超濾、納濾及反滲透等。都是以壓力差為推動力的膜過程，當膜兩側存在一定壓差時，可使一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過膜，而微粒、大分子、鹽等被膜截留下來，從而達到分離的目的。四種膜的透過機理基本相同，主要是被分離物顆?；蚍肿拥拇笮『退捎媚さ慕Y構與性能有所差異。3、 生物技術下游加工分離與純化的一般步驟胞外產(chǎn)物TOC\o"1-5"\h\z「一 蜿內(nèi)產(chǎn)物 1I II I發(fā)酵液T預處理T細胞分離-細胞破碎-細胞碎片分離-初步純化T高度純化"成品加工加熱:沉降勺化罔心分罟1沉淀層析無菌過濾調(diào)［H罔心分罔研磨卒取吸附離子彖換起濾過濾?過濾萃取亦和樗襪干燥錯濾過濾錯流過濾超濾憎水噴霧干燥吸附結晶電泳圖S）生物技術下游加工過程的階段和各階段的單元操作由于人們所需的生物產(chǎn)品不同（如菌體或酶或代謝產(chǎn)物），用途各異，對產(chǎn)品的質(zhì)量（純度）要求也可以是多方面的，所以分離與純化步驟可有不同的組合，提取和精制的方法也是多種多樣的。但大多數(shù)生物分離與純化過程常常按生產(chǎn)過程的順序分為四個類似步驟，見圖（1）。其中a、發(fā)酵液的預處理與固液分離（或不溶物的去除）：在這一步步驟中，過濾和離心是基本的單元操作。而凝聚和絮凝等技術可加速兩相分離。為了減少過濾介質(zhì)的阻力，采用了錯流過濾技術，但這一步對產(chǎn)物濃縮和產(chǎn)物質(zhì)量的改善作用很小。如果是胞內(nèi)產(chǎn)物還須進行細胞的破碎及碎片的分離。b、初步純化：這一步驟沒有特定的方法，主要是除去與目標產(chǎn)物性質(zhì)有很大差異的物質(zhì)，一般會發(fā)生顯著的濃縮和產(chǎn)物質(zhì)量的增加。典型的分離方法有吸附、萃取等。c、高度純化：這類過程，技術對產(chǎn)物有高度的選擇性，用于除去有類似化學功能和物理性質(zhì)的不純物，典型的方法有層析、電泳等。d.成品加工（精制）：產(chǎn)物的最終用途決定了最終的加工方法。結晶常常是關鍵。大多數(shù)產(chǎn)品也必須經(jīng)過干燥。其中各階段都有若干單元操作可以選用，應根據(jù)具體情況而定。為了便于技術選擇，下面將各種主要的單元操作的主要分離方法作一簡要介紹。4、膜分離技術發(fā)展史、現(xiàn)狀及展望發(fā)展史膜在大自然中，特別是在生物體內(nèi)是廣泛存在的，但我們?nèi)祟悓λ恼J識、利用、模擬直至現(xiàn)在人工合成的歷史過程卻是漫長而曲折的。我國膜科學技術的發(fā)展是從1958年研究離子交換膜開始的。60年代進入開創(chuàng)階段。1965年著手反滲透的探索，1967年開始的全國海水淡化會戰(zhàn)，大大促進了我國膜科技的發(fā)展。70年代進入開發(fā)階段。這時期，微濾、電滲析、反滲透和超濾等各種膜和組器件都相繼研究開發(fā)出來，80年代跨入了推廣應用階段。80年代又是氣體分離和其他新膜開發(fā)階段?，F(xiàn)狀隨著我國膜科學技術的發(fā)展，相應的學術、技術團體也相繼成立。她們的成立為規(guī)范膜行業(yè)的標準、促進膜行業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。半個世紀以來，膜分離完成了從實驗室到大規(guī)模工業(yè)應用的轉變，成為一項高效節(jié)能的新型分離技術。1925年以來，差不多每十年就有一項新的膜過程在工業(yè)上得到應用。由于膜分離技術本身具有的優(yōu)越性能，故膜過程現(xiàn)在已經(jīng)得到世界各國的普遍重視。在能源緊張、資源短缺、生態(tài)環(huán)境惡化的今天，產(chǎn)業(yè)界和科技界把膜過程視為二十一世紀工業(yè)技術改造中的一項極為重要的新技術。曾有專家指出：誰掌握了膜技術誰就掌握了化學工業(yè)的明天。目前，這一潛力巨大的新興行業(yè)正在以蓬勃的激情挑戰(zhàn)市場，為眾多的企業(yè)帶來了較為顯著的經(jīng)濟效益、社會效益和環(huán)境效益。參考文獻：