膜分离技术在低分子量生物产品分离纯化中的应用

对实际膜分离过程十分重要，确定方法一般是通过 对一定的待分离体系进行小试，测定各种条件下的 透过通量和溶质截留率，选择较高的透过通量和满 意截留率时的参数。一般来说，膜分离过程开发包 括以下几个步骤：小试 （通过几种膜的分离性能测 定，进行膜的初步筛选） 、中试 （膜组件的分离效果 及工艺条件的摸索，清洗方法的选择） 、设 计 与加
3.会议论文 李学恭.王维民 微滤膜分离过程中的浓差极化现象及其减弱措施 2007
浓差极化现象是微滤膜分离过程中不可避免的现象,对微滤膜分离操作的能效产生了严重的影响。该文从浓差极化产生的机理分析影响浓差极化的因 素,进而提出了减弱浓差极化现象的措施。
4.期刊论文 凤权.汤斌.FENG Quan.TANG Bin 粘杆菌素发酵液微滤膜分离处理过程研究 -生物学杂志2010,27(1)
2.学位论文 宋航 油水乳浊液错流微滤分离机理、数学模型及表面活性剂的作用 1999
膜分离技术在环保、石油、化工等领域的含油废水处理方面获得良好的效果，并具有广阔的应用前景。随着膜材料制备技术的发展和膜分离过程设 计和操作水平的提高，运行费用低、性能优良的微滤膜分离油水乳浊液显示出良好的应用和发展前景。该文对分离油水乳浊液的错流微滤，以基本理论 为指导，实验研究结果为依据，进行了较系统和深入的研究。首先，对微滤分离油水乳浊液过程中膜污染的形成原因、发展过程及有关影响因素作了深 入的研究。在此基础上，深入分析了膜分离机理、研究了描述膜分离行为的数学模型，提出了以阻力分析为基础的阻力模型和将阻力模型与反向扩散结 合建立的膜污染模型。该文成功地研制了一套实验精度好、自动化程度高的多用途膜分离实验研究测量系统，其中采用了作者国内首创、独具特点的虚 拟智能流量计。在实验工作中该文还对油水乳浊液的物化性质作了比较系统地研究，为深入认识油水乳浊液的膜分离过程提供了重要的基础数据。该文 提出了一种评估膜对油粒亲和性的新方法-静态吸附法。该文对表面活性剂在油水乳浊液膜分离过程中的，首次比较全面和深入地进行了实验研究，取得 了一些重要的结果。最后，该文从没与膜相互作用的观点出发，提出了表面活性剂影响的机理模型，并给合实验结果对机理进行了讨论。
超滤、纳滤、反渗透等，其分离性能通常由透过通量和截留率表征，而操作模式则分为浓缩和渗滤两种。本文 将低分子量生物产品划分为氨基酸和多肽、抗生素、乳酸及低聚糖等，综述了膜分离技术在上述产品的回收、 分离、纯化和浓缩过程中的研究与应用进展。 关键词 膜分离，微滤，超滤，纳滤，浓缩，渗滤 文献标识码 ) 文章编号 ! （ ） " " " * + + ! , ’ " " , " ’ * " ! $ + * " 中图分类号 % &" ’ # ( #
天然的或通过各种生化反应得到的低分子量生 物产品，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；而低分子量生物产品生 产过程中的浓缩工序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 适用于热敏性生物产品的分离纯化，正在作为一门
粘杆菌素由于其药性强、残留低、对人畜无害被认为是最安全的畜禽抗生素之一.利用微滤对粘杆菌素发酵液进行预处理,根据发酵液的特性,选择孔 径为0.2μm、膜面积为0.06M2的管式陶瓷膜为微滤膜,研究了操作参数的适宜值:压力为0.2MPa,流量为20L/min,在浓缩倍数达到3.5倍时连续两次加入与 浓缩液体等量的水,得率为96%.经微滤处理后,滤液的吸光度Abs(470nm)为0.394,N-NH3含量为115mg/100mL,有效地去除了菌体、胶体蛋白及部分色素等 ,效果优于工业生产中板框过滤滤液的质量标准.
［ ］ ’ 。 海水脱盐、纯水制造以及小分子产品的浓缩等
! " # 膜分离性能 膜分离性能通常由透过通量和溶质截留率来表 征。透过通量是指在一定操作条件 （压力差、温度 及循环流速） 下，单位时间内单位面积膜所透过的 料液体积。溶质截留率是指溶液中所指定溶质被膜 截留的量与所占溶液中总量的比率。影响膜分离性 能的主要参数有溶液状况 （料液中溶质浓度、 F值 E 及离子强度等） 、膜结构及其表面特性 （膜表面的亲 水 ／ 疏水特性、电荷或电位分布、膜孔径大小及其
收稿日期 ’ ；修改稿日期 ’ 。 " " ’ * " + * ! G " " ’ * ! ! * ! ! 基金项目 国家自然科 学 基 金项 目 （1 及 国家“# 6 ( ’ G # + " ! #） + ,” 姚红娟（ —） ，女，硕士研究生。联系人 ! G # 王 ） 。 项目 （ ’ " " ! ) ) , ’ " H " 第一作者简介 晓琳，教授，博士生导师。电话 " ， 。 ! " * + ’ G $ $ ! + ’ # ’ + H $
［ ］ , 分布等） 和操作条件等 。这些参数的选择和优化
要介绍膜分离技术的基础上，对近年来国内外膜分 离技术在诸如氨基酸、抗生素、乳酸及低聚糖等低 分子量生物产品的分离纯化方面应用的最新研究进 展进行较为详细的综述。
! 膜分离技术
膜分离过程以选择透过性膜作为分离介质，通 过在膜两侧施加某种推动力（如压力差、蒸气分压 差、浓度差、电位差等） ，使得原料侧组分有选择 性地透过膜，从而达到分离、提纯和浓缩的目的。 ! " ! 膜分离类型 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 分 为 微 滤 （. 、超 滤 （0 、纳 滤 /） /） ） 和反渗透 （2 。微滤用于截留直径为" （1 / 3） ( " ’ ! ! "" 4 的微粒、细菌等，可用于发酵液除菌、澄清 及细胞收集等，常用做超滤的预处理过程。超滤可 分离相对分子质量为数千至数百万的物质，如蛋白 万方数据 质、胶体、病毒、热原、酶、多糖等，膜孔径约为
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膜分离技术在低分子量生物产品分离纯化中的应用
作者： 作者单位： 刊名： 英文刊名： 年，卷(期)： 被引用次数： 姚红娟， 王晓琳 清华大学化学工程系,北京,100084 化工进展 CHEMICAL INDUSTRY AND ENGINEERING PROGRESS 2003，22(2) 21次
［ ］ ! 。本文在简 新型分离技术日益受到人们的重视
’ ! ’ " 5 4。超滤膜规格并不以膜的孔径大小作为指 标，而是采用截留相对分子质量 （4 6 7 8 9 : 7 ; <= 8 > @ A ? 作为通用指标。纳滤用于分离溶 9 : A * 6 B B.CD 3） 液中相对分子质量为’ " " ! ! " " " 的低分子量物质， 如抗生素、氨基酸等，允许水、无机盐、小分子有 机物等透过，膜孔径约! ! ’5 4，其分离性能介于 超滤与反渗透之间。反渗透因膜的致密结构对离子 实现有效截留，仅允许溶剂水分子通过，主要用于
参考文献(44条) 1.Timmer J M K;Speelmans M P J 查看详情 1998 2.Grib H;Persin M;Gavach C 查看详情 2000 3.孙玫;甘士家喜;尹德芳 纳滤膜技术在泰乐星提炼过程中的应用[期刊论文]-中国抗生素杂志 2000(03) 4.蔡邦肖 查看详情 1999(05) 5.张伟;林巍;费敏玲 查看详情 1999(02) 6.严希康 生化分离工程 2001 7.时钧;袁权;高从堦 膜技术手册 2001 8.Tsuru T;Shutou T;Nakao S 查看详情 1994 9.Raman L P;Cheryan M;Rajagopalan N 查看详情 1994(03) 10.俞三传;金可勇;高从堦 纳滤恒容除盐过程分析[期刊论文]-水处理技术 2000(04) 11.蔡邦肖;张波;钱静杰 加快发展我国生物发酵制药工业的膜技术应用[期刊论文]-膜科学与技术 2002(03) 12.卞晓锴;陆晓峰;施柳青 蛋白质超滤过程及超滤膜的表面改性研究现状[期刊论文]-膜科学与技术 2001(04) 13.普文英;张卫东;赵汉臣 纳滤--新型的分离小分子有机物的膜技术[期刊论文]-中国药房 2000(05) 14.王晓琳;张澄洪;赵杰 纳滤膜的分离机理及其在食品和医药行业中的应用[期刊论文]-膜科学与技术 2000(01) 15.高文宏;石彦国 大豆低聚糖提取中超滤膜的选择[期刊论文]-食品科学 2000(05) 16.李耕;吴大宇;戴智河 膜技术在浓缩天然大豆低聚糖中的应用[期刊论文]-膜科学与技术 2002(01) 17.Laura R;Cheryan S M 查看详情 1990 18.许强;汪远金;许金林 查看详情 1994(03) 19.Milcent S;Carrère H 查看详情 2001 20.Carrère H;BlaszkowF;BalmannHR 查看详情 2001 21.Carrere H;Blaszkow F 查看详情 2001 22.朱安娜;吴卓;荆一凤 纳滤膜分离洁霉素生产废水的试验研究[期刊论文]-膜科学与技术 2000(04) 23.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[期刊论文]-中国抗生素杂志 2002(01) 24.张治国;王世展;姜作禹 板式反渗透装置在链霉素生产工艺中的应用 1994(06) 25.刘昌胜;邬行彦 查看详情 1994(05) 26.吴麟华 查看详情 1997(05) 27.周金盛;陈观文 查看详情 1999(04) 28.刘昌胜;邬行彦;江帮和 查看详情 1995(04) 29.李锡源;栾宝林 超滤法在抗生素提炼中的应用 1996(04) 30.李十中;王淀佐;胡永平 抗生素提取过程中溶剂萃取技术新方法--超滤/萃取法[期刊论文]-中国抗生素杂志 2000(01) 31.刘茉娥 膜分离技术应用手册 Байду номын сангаас001
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膜分离技术在低分子量生物产品分离纯化中的应用
姚红娟 王晓琳
（清华大学化学工程系，北京 ! ） " " " # $ 摘 要 介绍了膜分离技术在低分子量生物产品分离纯化中的应用。以压力差为推动力的膜分离技术包括微滤、
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