膜分离技术及其应用的研究进展

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篇1：膜分离技术及其应用的研究进展

徐兴雨

（中国石油大学

摘

理学院，北京

102249）

要：简要介绍了微滤、超滤、纳滤、反渗透、电渗析等几种膜分离技术的分离机理、制备方法和特

点；并介绍了膜分离技术在食品、医药、石油化工、水处理等方面的应用及其膜分离技术的发展趋势.

关键词：膜分离；应用；发展趋势

中图分类号：TQ028．8文献标识码：A文章编号：1673－260X（2013）10－0041-

03

为1￣10万的大分子．超滤膜的筛分孔径小，它可截

油脂、蛋白质、有机大分子、悬浮物等留病毒病菌、

［4］

．高亚宁等［5］使用0．8％￣1％的硼酸作为交联剂对纤维强度进行改进，原液中硼酸的目的是使挤入碱性凝固浴中的纺丝原液与硼酸发生交联反应减少大分子的缠结，形成网络状凝胶．肖凯军等［6］采用戊二醛交联法，通过用聚乙二醇（PEG－1000）和戊二醛交联剂对基膜进行亲水化预处理，制备了一种新型聚乙烯醇（PVAL）超滤膜．该PVAL超滤膜具有耐污

耐酸性和耐高温，可获得广泛的应用．超滤膜具染、

有以下特点：（1）超滤可在常温下进行，那些对热敏

浓缩、精制都可在不影响质量的情况物质的分离、

下进行．（2）超滤过程不会发生相变，因此与一般相变分离法相比，它的能耗较低．（3）超滤过程以压力作为驱动力，装置结构简单，操作简便，容易维修［7］．1．3纳滤

纳滤膜分离的基本技术原理［8］较为简单（见图1），在过滤过程中料液通过泵的加压，料液以一定流速沿着滤膜的表面流过，大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回料罐，小于膜截留分子量的物质或分子透过膜，形成透析液．因此膜系统都有两个出口，一是回流液（浓缩液）出口，另一是透析液出口，影响膜通量的因素有温度、压力、固含量、离子浓度、黏度等．赵理等［9］以聚砜为膜原料，添加一定量的新型二胺，以DMAC溶剂，得到中空纤维PSF

膜分离是指借助膜的选择渗透作用，在外界能

量或化学位差的推动下对混合物中溶质和溶剂进

分级、提纯和富集．该技术作为新的分离净行分离、

化和浓缩技术，与其他传统的分离方法相比，常温

节能、工艺简便、投资少、污染小，下操作，有高效、

并且膜分离具有过程简单、经济适用、分离系数较

没有污染、能适合常温下连续操作、可直接放大、大、可专一配膜等优点［1］．人类对于膜的研究源于18世纪，但是膜分离技术的工业应用是在上个世纪60年代以后．从六十年代的反渗透到九十年代的渗透汽化，膜分离技术发展迅速．膜分离技术的应用

、微领域不断扩大，常用的膜分离技术有超滤（UF）

滤（MF）、反渗透（RO）、纳滤（NF）、电渗析（ED）、等．现已涉及人们生产和生活的各个方面，对水处理工

化工生产、医药、食品生产和生物工程等领域的业、

发展产生了巨大的作用．

1膜分离技术的分离原理及其特点1．1微滤

微滤（MicroporousFiltration）膜分离技术起始于十九世纪中期，是以静压差为动力，利用筛网状过滤介质膜的“筛分”作用进行分离的膜过程．张庆勇等［2］简单阐述了利用固态粒子烧结法制备技术和方法．并应用于水处理和油水分离等领域．微滤膜的特点（1）孔隙大，流速快．由于膜很薄，阻力小，其过滤速度较常规过滤介质快几十倍．（2）孔径均匀，过滤精度高．能够将液体中所有大于制定孔径的微粒全部截留．（3）无吸附或少吸附．微孔膜厚度一般在90￣150Lm之间，因而吸附量很少，可忽略不计．（4）无介质脱落．微滤膜为均一的高分子材料，过滤时没有纤维或碎屑脱落，因此能得到高纯度的滤液［3］．1．2超滤

超滤是一种以机械筛分原理为基础，以膜两侧压（100￣1000kPa）差为驱动力的膜分离技术．它可分离液相中直径在0．05￣0．2μm的分子和分子量

图1膜分离操作基本工艺流程

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基膜．再以TMC和PIP为缩聚单体，正己烷和水为两相溶剂，并在水相中添加一定量的二氧化硅纳米颗粒．制备了所需的纳滤膜．

纳滤膜的特点：（1）离子选择性，纳滤膜对单价盐的截留率仅为10％～80％，具有相当大的渗透性，而二价及多价盐的截留率均在90％以上．（2）截留相对分子质量，截留相对分子质量（MWCO）在200￣1000之间，适宜于分离相对分子质量在200

以上，大小约为1nm的溶解组分［10］．（

3）操作压力低，操作压力低，纳滤膜组件的操作压力，一般为0．7MPa，最低为0．3Mpa［11］．1．4反渗透

反渗透（ReverseOsmosis）是利用膜的选择性，以反渗透膜两侧静压差为驱动力，允许溶剂通过而第一文库网截留离子物质，对液体混合物进行分离的过程．进行反渗透分离过程有2个必要条件［12］：一是外加压力必须大于溶液的渗透压力（操作压力一般为1．5￣10．5MPa）；二是必须有一种高透水性、高选择性的半透膜．反渗透膜微孔孔径一般小于1nm，对绝大部分无机盐、溶解性有机物和胶体有很高的去除率．周勇等［13］采用间苯二胺分别与均苯三甲酞氯、5一异氰酸醋异酞酞胺（ICIC）、5一氯甲酸异酞酞氯（CFIC）通过界面聚合工艺制备反渗透复合膜．反渗透的特点：（1）在常温不发生相变的情况下，可以对水和溶质进行分离．（2）具有较高的水回用率和脱盐率．（3）反渗透膜分离技术杂质去除的范围广．（4）利用较低压力作为膜分离动力，分离装置简单，操作、维护和自控简便，现场安全卫生［14］（．5）膜分离技

术有冷杀菌的作用，且能耗低、

费用省、速度快、不污染环境［15］．1．5电渗析

电渗析（ED）是在外加直流电场的作用下，利用离子透过选择性离子交换膜而迁移，使带电离子从水溶液和其他不带电组分中部分分离出来的一

种电化学分离过程［16］．其原理

（如图2）所示，在外加直流电场的作用下，以电位差为驱动力，原水中的阳离子向阴极迁移，淡化室中的阳离子透过阳膜进

图2

电渗析技术原理

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入浓缩室，但浓缩室中的阳离子受阻于阴膜而留

下；同时原水中阴离子向阳极迁移，淡化室中的阴离子透过阴膜进入浓缩室，但浓缩室中的阴离子受阻于阳膜而留下．电渗析技术具有以下特点：电渗

析技术由于具有能耗低、

药剂耗量少、环境污染小、操作简便、使用寿命长、无污染等特点，广泛地应用于海水、苦咸水脱盐［17］．2膜分离技术的应用

膜分离技术，作为一种新型的分离技术，既能对废水进行有效的净，高效地去除污染物，又能回收一些有用物质，同时具有节能、无相变、安全性高、生物稳定性好、设备简单、操作方便等特点，因此在生产生活中得到了广泛的应用并显示了广阔的发展前景．

2．1在化工生产中的应用

在合成氨方面，可用于高压机后新鲜气油分离采用超滤，技术除去新鲜气中的油水尘等杂质，大大改善了冷交换器的油污和积炭堵塞现象，进一步优化了操作条件，降低了能耗，有效保护了合成塔触媒．联碱生产过程中经常会产生重碱、食盐、纯碱等有用物质的母液泄漏及生产设备冲洗水外排，既造成了浪费，又对环境造成了污染［18］．徐昌松等［19］采用电渗析技术处理联碱含盐废水，可将含盐质量分数为1％的联碱废水浓缩到10％，而淡液含盐的质量分数0．05％．结果表明采用电渗析技术处理联碱废水是可行的，可实现联碱生产废水零排放．大多数有机溶剂（如醇类、酮类、酯类等）常含有少量水会形成共沸物，用恒沸精馏、萃取精馏等特殊精制工

艺脱水，存在工艺复杂、

能耗高等问题．使用膜选择分离技术进行脱水就不再受恒沸点制约，容易从有机溶剂混合物中脱除微量水，可大幅度降低分离过程能耗［20］．

2．2在环境中的应用

随着我国经济社会的快速发展和人们生活水平的不断提高，人们对水质量的`要求也不断提．柴克鹏［6］在对星级宾馆的扩建改造中，将宾馆所排放的污水进行收集后处理后，将其用于绿化和厕所用水．所选用的超滤膜为聚丙烯中空纤维膜，利用该膜组件和采用反洗工艺来处理污水，处理后的水质完全符合预期要求．王立国等［21］采用核桃壳过滤器―超滤装置组合工艺处理油田含油污水，油的质量浓度由10．98mg／L降到0．33mg／L，出水达到A1类标准的要求．

填埋式处理垃圾的方法，是我国处理垃圾的主要方式，因此将会产生大量的垃圾渗透液．王薇等［22］采用MBR和纳滤集成处理工艺对垃圾渗透液进行处理可有效截留MBR产生中的COD、色度等，经过纳滤处理过的垃圾渗透液符合污染物的特别排放标准．李黎等［23］

在峨眉山市垃圾渗滤液处理工程

中，纳滤系统采用纳滤卷式膜，运行压力0．5￣1．7Mpa．运营至今运行情况稳定，纳滤出水完全达标排放．

2．3在医药生产中的应用

超滤技术是一种用以分离、

提纯和浓缩物质的新方法．以膜两侧压差为推动力，利用膜孔径大小来进行筛分．邱礼新等［24］采用中空纤维超滤膜法制备精制双秦滴眼液，采用中空纤维超滤设备，所用原液采用经鉴定的生药加水煎煮而成．经研究证明，经过超滤技术所制备的双秦滴眼液的PH为7．5接近中性，并且具有良好的稳定性；其中所含的药物成分有所提高．刘洪谦等［25］运用超滤法精制生脉饮口服液，利用外压式中空纤维超滤膜来进行筛分证明超滤法能有效去除杂质、提高产品澄清度，并且能保留原配方的成分．2．4在食品中的应用

乳清是干酪生产中排出的质量约为加工原料奶90％比例的副产物．孔凡丕等［26］运用GFLB－75N型管式分离机纳滤膜选用OsmonicsDK2540F纳滤膜，以及小型喷雾干燥设备等仪器对干酪进行乳清脱盐处理．所得的乳清酚灰为4．76％比原料降低了45．28％，乳清蛋白几乎完全截留．在对脱脂牛奶的处理中．食盐的截留率约为60％．结果表明，采用纳滤处理可有效地去除杂味和盐味，并不破坏牛奶的口味和营养价值．3发展趋势

随着我国经济的快速发展，膜分离技术作为一种新型的单元操作过程，在许多行业已经得到广泛的应用，并且在某些行业应用的比较成熟．在对于

生产成本要求不断降低、

产品质量要求不断提高的今天，膜技术的优势会越来越明显．

由于膜分离技术的大量应用是近些年开始的，因此膜技术的发展也受到一些因素的制约：如膜污

染、

膜产品的价格和膜分离要求的提高．如果我国的科研人员能将这几个方面的问题更好的解决，膜分离技术将在我国的经济发展中发挥更重要的作用．―――――――――――――――――――

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篇2：分子筛膜分离技术的研究进展

分子筛膜分离技术的研究进展

摘要：简要介绍了分离技术的分类、原理和市场前景,分析了分子筛成为膜材料的原因.综述了分子筛膜合成方法的研究进展,分析了原位水热合成、汽相合成法、嵌入法或后合成法、二次生长法、微波法合成、间接生长法和特殊方法的合成特点、制备步骤和方法的优缺点.介绍了分子筛膜技术用于分离有机物/水的.研究现状,特别是在醇/水分离方面列举了一些具有很好分离性能的研究结果.最后,通过对国外技术的分析,展望了我国分子筛膜分离技术的工业重点.作 者：刘赞    王新忠    陈爱民    Liu Zan    Wang Xinzhong    Chen Aimin  作者单位：刘赞,陈爱民,Liu Zan,Chen Aimin(天津化工研究设计院,天津,300131)

王新忠,Wang Xinzhong(正和集团股份有限公司,山东,东营,257300)

期 刊：工业水处理  ISTICPKU  Journal：INDUSTRIAL WATER TREATMENT 年，卷(期)：2006, 26(11) 分类号：X703.1 关键词：分子筛膜    水处理    有机废水   

篇3：膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展

膜分离技术在油田含油污水处理中的应用研究进展

介绍了膜分离技术及其优点,有机膜、无机膜和复合膜在油田含油污水处理中的应用研究进展;分析了膜处理含油污水过程中的破乳机理、影响含油污水处理效果的'各种因素、产生膜污染的原因及其控制措施;探讨了膜分离技术的研究方向和发展前景.最后指出,深入研究分离膜的分离过程和机理,探索合适的清洗周期,研究合适的清洗剂和清洗工艺,明确分离膜的预处理指标要求,合理安排工艺流程,开发新型膜及膜组件是膜分离技术在油田含油污水处理中应重点解决的问题.

作 者：蔺爱国 刘培勇 刘刚 张国忠 Lin Aiguo Liu Peiyong Liu Gang Zhang Guozhong  作者单位：中国石油大学储运与建筑工程学院,山东,东营,257061 刊 名：工业水处理  ISTIC PKU英文刊名：INDUSTRIAL WATER TREATMENT 年，卷(期)： 26(1) 分类号：X703.1 关键词：膜   膜分离   破乳   膜污染  

篇4：膜分离技术在生物制药的应用

关键词：膜;分离;制药

膜分离是在20世纪初出现，20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，目前已广泛应用于电子、医药用纯水、饮用蒸流水、生物、环保、化工等领域，成为当今分离科学中最重要的手段之一。

膜分离技术具有在常温下进行、无化学变化、选择性好、无相态变化、适应性强、能耗低等特点。

由发酵法生产的微生物药物的分离和纯化正面临着含量低、易失活、收率低等问题，膜分离过程作为一种新型的分离技术得到了广泛的发展。

篇5：膜分离技术在生物制药的应用

摘 要：膜分离是在20世纪初出现，目前已广泛应用于医药用纯水、生物、环保、化工等领域，成为当今分离科学中最重要的手段之一。

膜分离技术具有在常温下进行、无化学变化、选择性好、无相态变化、适应性强、能耗低等特点。

篇6：膜分离技术在生物制药的应用

【摘 要】膜分离技术作为现代分离技术中的核心技术之一与现代科技已经紧密的联系在了一起。

而它与生命科技的结合更是使它“英雄有用武之地”，推动了生命科学的一系列进展：小分子有机物的分离纯化，人工器官尤其是人工肾脏的制造和完善，用于污水处理的膜生物反应器等等都离不开膜分离技术的发展。

本文将就膜分离技术与现代生命科学的结合为切入点，粗浅的介绍一下膜技术的一些基本特点与基本方法和我个人对于这项潜力巨大的技术的展望。

【关键词】膜分离 ; 生物科技; 小分子有机物分离 ; 蛋白质分离; 膜生物反应器

1膜分离技术的发展现状以及其在分离技术中的地位

1.1膜分离技术的简介

膜分离技术是指借助膜的选择渗透作用，在外界能量或化学位差的推动作用下对混合物中溶质和溶剂进行分离，分级， 提纯和富集。

根据膜材质和孔径大小的不同，我们可以将膜分离技术分为一般微滤(MF)，超滤(UF)，反渗透(RO)，纳滤(NF)等等。

膜分离技术自从20 世纪60年代被用于工业生产以来，经历了膜材质从大孔径到小孔径，推动力从重力场到多种电化学作用共同作用的发展模式。

自从上世纪90年到之后TFC膜(低压聚酰胺复合膜)的成功研制之后，膜分离技术在现代化工和生物工程的各个方面都得到了广泛的应用。

1.2膜分离技术的独特优势

而在这些现代分离技术中，膜分离技术的基本原理是利用高分子薄膜的选择透过性为分离的基本原理，以压力差，电势差，电渗差等为动力，以达到物质在薄膜间的传质而达到分离的目的。

因此在经历了：微孔过滤，渗析，电渗析，反渗透，超滤，气体分离，渗透气化等发展过程后[1]，现代膜分离技术具有反应条件要求低(常温下即可发生);是一个物理过程，不发生化学变化所以损耗较小;膜分离过程中多以压力差为动力(渗透压也包括在内);膜的性质稳定的情况下膜分离系统可以有极大的分离范围;膜分离过程的研究比较透彻，分离的流程控制比较容易控制从而得到更高纯度的分离产物[2]。

这些优点都使得它在实际运用中都具有很高的价值，而被广泛使用在工业和科研中。

1.3膜分离技术与生命科学的结合

近些年来生物领域飞速发展，一系列系统理论的建立使得生物科学向更精细更严谨的方向发展，人们对于生物制品需求扩大的同时对其的安全性可靠性的要求也越来越高。

尤其是分子生物学的建立使得生命科学的范畴更加靠近生命的本质。

而随着分子生物学的发展，它对与物质的分离与鉴定的要求也越来越高，传统的分离手段已经无法满足，但膜分离技术等为代表的现代分离技术(其特点前文已述)却很好的迎合了他的需求，因此被广泛的运用于科研与实际生产过程中。

2现代膜分离技术的基本过程与原理详细

2.1膜分离技术的基本原理以及其分类

以压力差为推动力的液体膜分离过程通常可根据分离对象的大小和膜的不同分为微滤(MF)、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)。

根据待分离样品的性质以及分离所选用薄膜的性质尤其是薄膜的孔径的大小还有分离纯度，分离时间，分离速率等方面的要求可以有针对性的选取合适的分离方法，以达到分离预期结果[3]。

2.2膜分离技术的不同操作模式

膜分离技术原理简单，因此它的工艺流程也便于标准化。

由于待分离物质中我们想要的目的产物的分子量各有不同，我们的目标产物最终出现的位置也不同：小分子物质一般会通过薄膜最终在滤过液中富集。

而大分子物质会在膜的另一侧由于无法滤过被截留在浓缩液中。

为了使膜分离过程中的损耗尽可能的小，时间尽可能的短，我们会在料液中添加渗滤溶剂，它可以和小分子组分互相作用和小分子物质一同穿过薄膜从而加速小分子物质过膜速率，使大分子与小分子物质的分离加速，从而解决了高浓度的溶液过膜速率过慢的问题。

收集浓缩液得到其中被截留的大分子称为浓缩。

与此不同，利用渗滤溶剂进行的膜分离过程称为渗滤。

在实际工作中二者往往搭配使用，操作过程由预浓缩、恒容渗滤和后浓缩三个阶段组成：利用浓缩模式使料液的浓度上升，在过膜速率出现了明显下降的时候转化为渗滤模式，从而达到克服高浓度料液透过速率低，减少浓差极化与膜污染的目的，加快分离速率以免影响物质活性的目的。

有时为使纯度达到要求还可以采用多级分离的方法从而使物质分离的更加彻底。

在选择具体的膜分离方式时，我们要考虑的因素有：与上下操作间的衔接，对于膜使用寿命的影响，分离效果的好坏等等。

2.3膜分离的计算模型以及效果衡量

膜分离的传质原理有两个主流理论：双模理论和溶质穿透理论。

双模理论认为，气液界面间存在的气膜和液膜集中了主要的传质阻力，溶质分子在这两个膜层内梯度扩散，按照Fick第一定律进行计算。

篇7：膜分离技术在生物制药的应用

1 膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中的应用

1.1 膜分离技术的特点

相对于传统工艺，膜分离具有简化工艺流程、产品质量高、操作简单、能耗低、收率高、环保、运行费用低等优点。

1.2 分离原理

根据截留组分的不同，可以将膜过程分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、渗析、电渗析、气体分离等。

用于发酵液后处理的膜技术主要是超滤，其次是纳滤、微滤、反渗透以及液膜分离等。

膜的孔径一般为微米级，依据其孔径的不同，可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜，根据材料的不同，可分为无机膜和有机膜。

抗生素、氨基酸和酶类分离纯化主要应用超滤膜。

1.2.1 微滤膜又称微孔过滤，它属于精密过滤，分离截留直径0.01～10?滋m以上的粒子。

液固分离等方面，常作超滤的预处理过程，如发酵液中的菌体、细胞、不溶物等。

1.2.2 超滤膜属于非对称多孔膜，是介于微滤和纳滤之间的一种膜过程，孔径在2～50nm。

超滤膜以膜两侧的压力差为驱动力，以超滤膜为过滤介质，在一定的压力下，当水流过膜表面时，只允许水及比膜孔径小的小分子物质通过，达到溶液的净化、分离、浓缩的目的。

超滤膜常用于处理发酵液可以截留病毒、蛋白质、酶、多糖等大分子物质。

1.2.3 反渗透的分离基本原理是溶解扩散学说，主要应用于水处理和热敏感性物质的浓缩，主要应用领域包括以下：生物医药、生物发酵、医药行业工艺用水、制剂用水、注射用水、无菌无热源纯水等。

1.2.4 纳滤膜平均孔径2nm左右，是介于超滤与反渗透之间的一种膜分离技术，其截留分子量在80～1000的范围内，处理发酵液时截留组分可小到抗生素，合成药、染料、双糖等，具有对小分子有机物有较高的截留性等特点。

1.3 膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用

膜分离技术主要用于B一内酰胺类、大环内酯类、四环素类等抗生素以及氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用。

李春艳、方富林等采用Ultra-flo超滤系统提纯未经任何预处理的头孢菌素 C发酵液，过滤收率由原工艺的 78%提高到 83.8%[1]。

梁万秋、何建勇等比较连续板式超滤与间歇板式超滤在头孢菌素C发酵液过滤提纯中的效果，结果连续板式超滤适应头孢菌素C的过滤分离及与后续提取工艺的整合[2]。

冯建立，许振良，王学军等采用自制的三种中空纤维超滤膜(U F-1、U F-2和U F-3)对红霉素发酵液去除乳化现象进行了试验，结果表明超滤法可达到去除乳化的目的，同时提高了萃取的收率和质量[3]。

张治国，王世展等采用蓬莱反渗透设备厂生产的NFB系列板式反渗透装置已成功地应用于济宁抗生素厂的链霉素生产中，收率明显提高，能耗和物耗大幅度降低[4]。

叶榕等采用超滤-纳滤集成膜分离技术代替传统的薄膜蒸发法提纯浓缩卡那霉素树脂解吸液，实验结果表明浓缩倍数、浓缩收率、损失率、平均膜通量等指标均优化[5]。

2 分离纯化的方式方法

根据近年来国内外应用膜分离纯化微生物药物的方式方法，大致有以下几类。

2.1 分离方式

对于纳滤，可以将萃取液用疏水性纳滤膜处理进行浓缩或用亲水性纳滤膜对未经萃取的抗生素发酵滤液进行浓缩，减少萃取剂的用量。

2.2 多层液膜分离

例如红霉素在水/油乳状液滴中的渗透，乳状液滴中一旦形成的浓团，会使分离性能降低。

为防止这种情况发生，料液和乳状液应分别为分散相和连续相进行分离。

2.3 组合分离

抗生素发酵液的分离有时候需要多个膜分离操作。

通常先采用微滤或超滤，去除盐和水，再采用纳滤浓缩。

2.3.1 超滤和纳滤膜组合分离。

何旭敏等用超滤膜处理6-APA的钾盐，经反应罐中裂解后，再经纳滤膜浓缩，裂解率为97.5%[6]。

2.3.2 超滤和反渗透膜组合分离。

李十中等先用截留分子量5万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，得到土霉素的纯度82.9%[7]。

2.3.3 膜分离技术与传统的分离技术相结合。

膜分离技术与传统的分离技术相结合，在不同程上吸取了膜分离和传统分离方法的优点而避免了两者原有的缺点。

李十中等利用超滤/萃取法提取青霉素G、红霉素和麦迪霉素，发现新工艺收率高，静置分层快，不需要离心分离或活性炭脱色。

结束语

目前的膜分离技术在生物制药应用研究非常活跃，广泛用于生物发酵液过滤除菌及下游分离纯化精制、结晶母液回收、氨基酸发酵液过滤澄清及精制、生物蛋白、多肽、酶制剂等酵液过滤澄清及精制等。

膜分离技术突出的优点和其广阔的`潜在市场使膜分离技术将在微生物制药中发挥更为重要的作用。

参考文献

[1]李春艳，方富林，何旭敏，夏海平，蓝伟光.超滤法提纯头孢菌素C的应用研究[J].福建医科大学学报，，3-30.

[2]梁万秋，何建勇，陈晓强.连续板式超滤系统在头孢菌素C发酵液过滤提纯中的应用[J].沈阳药科大学学报，(12).

[3]冯建立，许振良，王学军，杨志和.超滤去除红霉素发酵液乳化现象的研究[J].中国抗生素杂志，2007，3，25.

[4]张治国，王世展，姜作禹，景玉钧，林永斌，褚庆国.板式反渗透装置在链霉素生产工艺中的应用[J].水处理技术，1994，12.

[5]叶榕，李春艳.超滤-纳滤集成技术提纯浓缩卡那霉素[J].福建医科大学学报，，9，30.

[6]何旭敏，何国梅，曾碧榕.等.膜分离技术的应用[J].厦门大学学报(自然科学版)，2001，40(2)：495.

[7]李十中，王淀佐，胡永平.膜分离法回收土霉素结晶母液中的土霉素[J].中国抗生素杂志，2002，27(1)：25.

篇8：应用于膜分离的预处理技术研究进展与展望

应用于膜分离的预处理技术研究进展与展望

综述了当前在膜分离技术处理废水中使用的几种预处理技术的基本原理及其应用.这些技术对于提高膜分离技术对废水中各种污染物的去除能力以及减缓膜通量的`降低都具有一定作用,而几种技术的组合则有利于膜分离性能的进一步提升.

作 者：钟非 梁威 李谷 吴振斌 ZHONG Fei LIANG Wei LI Gu WU Zheng-bin  作者单位：钟非,ZHONG Fei(中国科学院水生生物研究所,武汉,430072;中国科学院研究生院,北京,100039)

梁威,吴振斌,LIANG Wei,WU Zheng-bin(中国科学院水生生物研究所,武汉,430072)

李谷,LI Gu(中国科学院水生生物研究所,武汉,430072;中国水产科学研究院长江水产研究所,荆州,434000)

刊 名：环境科学与技术  ISTIC PKU英文刊名：ENVIRONMENTAL SCIENCE & TECHNOLOGY 年，卷(期)： 29(6) 分类号：X703 关键词：膜分离技术   预处理技术   膜通量  

篇9：微生物制药中膜分离技术应用探析

微生物制药中膜分离技术应用探析

摘要：在当代的生物制药分离工程技术中，膜分离技术已经被广泛应用，并且具有显著应用意义。本文就膜分离技术的应用展开讨论，主要包括在抗生素、氨基酸、酶类分离纯化等的应用进行了介绍，并且根据应用效果，对膜分离技术应用中存在的问题和针对问题的改进方法进行了阐述。

关键词：膜分离技术;生物制药;分离浓缩

膜分离技术是现代生物制药分离工程的一门新技术，主要针对生物分离、生物浓缩以及净化提纯技术，是当代广泛应用的技术之一，其技术特点是：节约能量、保护产品原有结构不被破坏、无污染、操作简便、常温下可持续操作、有专一性等[1]。而且在膜分离技术中有各种不同的机制，以便用于不同的分离要求，特备是在热敏性物质的分离过程中有显著的优势，因此在食品的深加工以及医药的分离过程中都具有深远的应用意义，具备独特性和实用性。

1、膜分离技术应用在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中。

1.1应用特点

与以往传统抗生素提炼工艺相比，膜分离技术程序更为简便，从传统的发酵液过滤、萃取、浓缩，简化为发酵液超滤、反渗透，之后经过脱色、干燥环节，就可直接生成产品。因此，膜分离技术不仅简化工艺、操作简单，而且投资少、运行费用低，更节省资源，对产品的结构和外观无破坏，且保证质量，材料分离效率和产品收成率均比较高。由于膜分离技术对溶剂量的要求极低，因此提纯、加工后的废液处理也更为简易。

1.2膜分离技术

膜分离技术主要用于发酵液后的处理，根据截留孔径的不同和分子量的大小，可将处理过程分成十余种，其中较为主要的是超滤、微滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、液膜分离、电渗析、气体分离等技术[2]。

超滤膜分离术截留孔径为2-50nm，采用压差和流速原理，在常温情况下，利用高分子薄膜渗透性，将小于膜孔径的低分子量物质过滤，而将高分子量物质截留，从而提升产品纯度。目前已开发出1000 - 100万分子量超滤膜，可根据分子大小及产品要求纯度对发酵液进行过滤处理，从而将酶、多糖、蛋白质、病毒等大分子物质截留，保证产品纯度。

微滤膜分离技术主要用于细胞收集、液固分离等技术环节，采用筛分原理，将直径0.01-10um以上的粒子截留，防止细菌、细胞、不溶物等物质进入发酵液中，是超滤之前重要的预处理过程。

纳滤膜分离技术截留孔径大约在2nm左右，可高度截留小分子物质，如抗生素、染料、双糖、合成药等小分子物质都会进行截留，而对于有机物、无机盐、水等小分子物质有益物质，可以通过，同时对产物起到浓缩作用，由于膜表明呈负电性，可抵制水垢污染，此膜分离技术获得较快发展。

反渗透分离技术采用溶解扩散原理，通过截留氨基酸、盐等小分子物质，而通过溶剂分子，从而利于有机物的浓缩，提高纯度。

液膜萃取技术，将萃取与反萃取相结合，利用液膜的选择透过性，将两个液相隔开，进行物质分离。液膜采用均质膜，其表面活性剂，具有传质速度快、分离率高、选择渗透性好，且分离、浓缩可同时进行等特点，为此近几年液膜萃取技术在活性物质的分离提取领域备受关注，如青霉素、红霉素等抗生素的提取就是液膜萃取技术应用的典型例子。但液膜萃取所需原料复杂、膜流动载体单一、易破裂、堵塞等缺点，也是该技术没能进行广泛退刚的原因。

2、技术缺陷及改进

由于在压力驱动下，料液透过膜过程中容易被截留，于是导致膜与本体溶液界面间的浓度越来越高，形成较强渗透压，容易在膜表面形成沉积，从而为物质通过造成阻力，使膜发生溶胀或使膜性能恶化，结晶析出，堵塞流道。此外，在物料处理中，由于粒子、溶质分子与膜之间的屋里化学反应，以及浓度极化导致的膜表面浓度超标，很难溶解，膜表面及孔内吸附、沉积引起孔径变小或阻塞，而使膜的透过性和分离性出现不可逆的破坏[3]。

针对以上技术问题，可采用以下方式进行改进：

(1)膜表面改性，可采用改变膜表面极性和电荷的方式，减轻污染;采用吸附力强的溶质吸附， 对于醋酸纤维膜可采用阳离子活性剂进行辐射嫁接，该表膜表面极性，此方法有助于膜表面改性处理，从而提升膜抗污染性及亲水性，增加溶液通量;

(2)有效清洗。针对长期存在的膜污染问题，可采用物理清洗和化学清洗方法进行处理，如果高速流动液体进行冲洗，或海绵球擦洗等，也可采用表面活性剂、螯合剂、过氧化氢、磷酸盐等清洗剂进行清洗，从而去除膜孔、膜面的污染物，增强膜面透过性，延长膜寿命;

(3)引进新型膜材料。陶瓷膜、玻璃膜、金属膜是近几年开发的新型膜材料，具有耐高温、耐溶剂、抗老化、耐细菌、再生性强等优点，且有助于膜截留性能改进，在业界受到广泛应用，是发展最快、最有前景的品种。

3、技术革新

在膜分离技术领域，膜萃取、膜反应、膜蒸馏、亲膜分离等技术在未来有更广阔的发展前景，也是膜分离技术的发展方向。这些技术将传统分离技术与现代膜分离技术相结合，取其精华，去除糟粕，将两种技术的.有点有效结合，从而提高膜技术的高分辨应用，促使蛋白质-病毒分离术、膜色谱、蛋白质切线流分离等技术更为纯熟，效果更好。这些膜技术的改进和发展，对今后生物制药的分离技术、以及现代生物制药的提纯过程有着重要的作用，是不可或缺的重要技术力量。为此，在未来膜技术领域，人们在关注膜分离渗透性及选择性的同时，也会更注重膜材料、性质、以及相关技术原理等内容，从而为膜分离技术的提升和跨越，提供更广阔的空间。

参考文献

[1]邬方宁.膜分离技术在药物分离中的应用[J].天津药学.(02)：196.

[2]谷大建;徐巍.膜分离技术的应用及研究进展[J].中国药业.(06)：237.

[3]施东魁;胡春梅.膜分离技术及其在医药生产和研究中的应用[J].中国中药杂志.2006(15)：257-259.

篇10：浅VSP技术应用研究进展

浅VSP技术应用研究进展

论述了浅VSP技术的'应用现状,介绍了浅VSP数据采集技术及常规处理技术,讨论了浅VSP数据几个主要方面的应用,并展望了浅VSP技术未来的发展趋势.当前研究表明,浅VSP技术能够显著改善地面地震反射剖面的质量,提高地震勘探的时深转换精度和对浅表层地质构造的分辨能力,显示了浅VSP技术在工程勘察和浅层地质调查中良好的应用前景.

作 者：胡刚 何正勤 叶太兰 Hu Gang He Zhengqin Ye Tailan  作者单位：中国地震局地球物理研究所,北京,100081 刊 名：工程地球物理学报 英文刊名：CHINESE JOURNAL OF ENGINEERING GEOPHYSICS 年，卷(期)：2009 06(3) 分类号：P631.4 关键词：浅VSP   应用现状   发展趋势   地面地震   应用前景