生物化工及膜分離技術(shù)研究

戴安然

（曲阜師范大學(xué)，山東 濟(jì)寧 273165）

生物化工及膜分離技術(shù)研究

戴安然

（曲阜師范大學(xué)，山東 濟(jì)寧 273165）

生物化工技術(shù)是當(dāng)前一個新興的高科技產(chǎn)業(yè)，這一技術(shù)主要是以生物化學(xué)、分子生物學(xué)以及生物學(xué)等為基礎(chǔ)發(fā)展起來的，分離技術(shù)是生物化工中的重要組成部分，而膜分離技術(shù)則是分離技術(shù)中發(fā)展前景相當(dāng)廣闊的一種技術(shù)。文章簡述了生物化工，然后針對膜分離技術(shù)進(jìn)行具體的研究，以期能夠?yàn)槲覈锘さ倪M(jìn)一步發(fā)展提供參考。

生物化工；膜分離技術(shù)；研究；應(yīng)用

現(xiàn)代生物技術(shù)是當(dāng)前一種新興的高科技技術(shù)領(lǐng)域中一項(xiàng)重要的技術(shù)，這種技術(shù)是在生物學(xué)、生物化學(xué)以及細(xì)胞生物學(xué)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新興技術(shù)，其中主要包含基因工程、細(xì)胞工程和發(fā)酵工程與酶工程幾種技術(shù)，在世界范圍內(nèi)這一技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)成為發(fā)展經(jīng)濟(jì)的重點(diǎn)所在，生物醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)是當(dāng)前這一技術(shù)發(fā)展最具代表性的兩個方面。膜分離技術(shù)是分離技術(shù)中最有發(fā)展前景的一種技術(shù)，文章就具體對這一技術(shù)進(jìn)行研究。

1 簡述生物化工

生物化工是一門將實(shí)驗(yàn)作為理論基礎(chǔ)的，將遺傳工程理論、工程研究、酶工程以及細(xì)胞工程和綜合工程技術(shù)理論融合起來的一種技術(shù)，通過對其進(jìn)行研究、設(shè)計以及有效的控制，最終形成達(dá)到預(yù)期的目的。生物化工在人類社會的發(fā)展中占據(jù)著重要的地位，相應(yīng)的產(chǎn)品具有實(shí)用價值高、成本低等特點(diǎn)，能夠有效的幫助人類解決資源、能源、健康以及食品和環(huán)境等問題。

2 膜分離技術(shù)的研究

生物化工中常用的膜分離技術(shù)主要有超濾、微濾以及反滲透和納濾等。

（1）微濾。微濾是指將多孔細(xì)小的薄膜作為過濾的介質(zhì)，然后在壓力以及推動力的作用下，使大分子物質(zhì)以及溶劑、鹽類和水都能夠透過薄膜，大于膜孔徑的超大分子和微細(xì)顆粒則會被滯留下來，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對相應(yīng)物質(zhì)的分離，達(dá)到凈化溶液的目的，從當(dāng)前膜分離技術(shù)的應(yīng)用而言，這一技術(shù)是應(yīng)用最廣泛的一種技術(shù)，尤其是在制藥行業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。

（2）超濾。超濾技術(shù)主要是通過篩分的原理，將相應(yīng)的壓力差作為推動力，然后將其從溶劑中進(jìn)行分離。這種分離方式與微濾相比，在進(jìn)行超濾的過程中，濾膜表面孔的化學(xué)性質(zhì)會發(fā)生較大的變化，在壓力差達(dá)到一定程度的時候，小分子量或者溶劑就會透過膜孔，微細(xì)顆粒以及大分子物質(zhì)就會滯留下來，達(dá)到分離的目的。通常情況下利用超濾技術(shù)進(jìn)行分離的時候，其濾膜都是不對稱膜，膜孔徑大小以及膜表面的性質(zhì)在實(shí)際的分離過程中發(fā)揮著不同的作用，這種分離技術(shù)主要在濃縮大分子溶液的凈化中進(jìn)行使用。

（3）反滲透膜分離技術(shù)。反滲透膜分離技術(shù)主要是按照溶液的溶解以及擴(kuò)散的原理，用壓力差作為推動力對物質(zhì)進(jìn)行分離，這種膜分離技術(shù)和自然的滲透過程是截然相反的，但是都是利用半透膜來完成的。主要是在濃溶液的一邊施加壓力，在其高于自然滲透的壓力以后，就會將溶液透過半透膜反向流出，達(dá)到分離的目的。

（4）納濾。納濾又稱為低壓反滲透，相比較反滲透而言，這種分離技術(shù)所需的外加壓力相當(dāng)?shù)停軌蛴行Ч?jié)約動力，納濾本身具有很好的熱穩(wěn)定性以及對有機(jī)溶劑的穩(wěn)定性，目前在生物化工行業(yè)、醫(yī)藥領(lǐng)域以及工業(yè)方面均有著廣泛的應(yīng)用。

3 膜分離技術(shù)在生物化工應(yīng)用中的問題

膜分離技術(shù)在生物化工應(yīng)用中存在明顯的優(yōu)勢，分離的效果也能夠得到保證，不過就這一技術(shù)實(shí)際的應(yīng)用而言，其中仍然存在一定的問題。

（1）在實(shí)際操作的過程中，膜面由于容易受到污染，形成附著層，這種情況下膜的性能就會受到影響，從而膜的透水率就會降低，最終導(dǎo)致出現(xiàn)濃差極化現(xiàn)象，為了有效的實(shí)現(xiàn)對這一現(xiàn)象的控制，可以使用錯流流程，也就是需要在濾液主體水平流過膜面，濾液則垂直通過膜面。因?yàn)槟さ耐杆吭谶\(yùn)行時間延長的同時就會下降。這種情況下就需要對膜面和膜內(nèi)的污染物使用相應(yīng)的方式進(jìn)行清洗，只有這樣才能使膜的透水量得到有效的保證，最終使膜分離技術(shù)在生物化工中的作用得到充分的發(fā)揮。

（2）相比較色譜法而言，膜分離技術(shù)的精度得不到保證，并且不能進(jìn)行多組分離。通常情況下對膜面和膜內(nèi)污染物清洗的方式主要有高流速水清洗以及化學(xué)清洗劑兩種方式。盡管膜分離的原理比較簡單，已經(jīng)在生物化工領(lǐng)域中得到了廣泛的應(yīng)用，但是因?yàn)樯锘さ漠a(chǎn)品類型比較多，并且不同的產(chǎn)品具體的性質(zhì)也存在一定的差異性，這種情況下膜分離就會受到不同程度的影響,比如出現(xiàn)吸附堵塞膜孔等現(xiàn)象,鑒于這種情況，要想更好的在生物化工中使用膜分離技術(shù)，就需要對使用過程中降低膜性分離的影響因素進(jìn)行充分的認(rèn)識和處理，適當(dāng)?shù)倪M(jìn)行相關(guān)裝置的安裝，確保操作方式的準(zhǔn)確性，這樣才能充分的促進(jìn)膜分離技術(shù)的提高，降低使用過程中存在問題。

4 結(jié)語

綜上所述，在當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展的過程中，人們對于生產(chǎn)、生活的要求不斷提高，飲食的安全、生活環(huán)境以及生產(chǎn)加工地生存環(huán)境的影響都逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。生物化工技術(shù)能夠有效地降低生產(chǎn)對環(huán)境的污染，保證人們的飲食健康安全，膜分離技術(shù)作為生物化工中最有發(fā)展前途的一種技術(shù)，目前已經(jīng)在眾多行業(yè)得到了廣泛的應(yīng)用，相信隨著生物化工技術(shù)以及膜分離技術(shù)在人們生產(chǎn)及生活中進(jìn)一步滲透，一定能夠?yàn)槿藗兲峁└玫纳妗⑸a(chǎn)和生活環(huán)境。

Study on Biochem ical and M embrane Separation Technology

DAI An-ran
（Qufu Normal University，Jining，Shandong 273165，China）

Biochemical technology is an emerging high-tech industry.This technology is mainly based on biochemistry，molecular biology and biology.The separation technology is an importantpartofbio-chemical industry，andmembrane separation technology is a separation technology in the development prospects of a very broad technology.The paper briefly describes the biochemical industry，and then studies themembrane separation technology，with a view to provide a reference for the furtherdevelopmentofbio-chemical industry.

biochemical；membrane separation technology；research；application

TQ028.8

A

2095-980X（2017）05-0120-01

2017-04-20

戴安然（1995-），男，山東濰坊人，大學(xué)本科，主要研究方向：生物工程。