生化分离--生化分离技术总结.doc

目的产物
结构类型
分离原理
用途
渗透汽化
产品可以是浓缩或稀释的不同组分
均质膜 复合膜 非对称膜
分解 扩散
有机溶剂脱水、水的有机物污染处理
渗析
溶液中大分子和小分子的分离
对称微孔膜
扩散 溶解 筛分
血液渗析、酶的纯化
电渗析
1. 没有离子的溶剂
2. 有离子溶质的溶液浓缩
3. 离子交换
4. 电解产物的分离
离子交换膜
经过离子膜的逆向传递
超纯水的制备、电子工业用水的处理、制备有机酸
微滤
没有颗粒的溶液
对称多孔膜
筛分
微生物、细胞碎片、大分子、DNA的截留
超滤
1. 没有大分子溶质的溶液
2. 溶液浓缩
非对称多孔膜
筛分
发酵液浓缩、抗生素的生产、食品工业、医疗用水
反渗透
1. 没有任何溶质的溶液
2. 浓缩溶液
非对称膜 复合膜
扩散 溶解
溶液浓缩、海水淡化
液膜
气体或液体混合物
乳状液膜
支撑液膜
溶解扩散
抗生素生产、冶金工业废水中金属回收、气体分离

各种膜分离技术的特点，膜的结构类型，分离原理以及用途：

新的膜分离技术简介：
液膜分离技术概述
1.液膜分离技术分类
液膜技术是 1968 年美国埃克森公司的美籍华人黎念之博士提出的一种新型膜分离方法。它是利用对混合物各组分渗透性能的差异来实现分离、提纯或浓缩的分离技术。
根据液膜构成和操作方式的不同, 可将液膜分为支撑液膜 ( Supported liquid membrane) 和乳状液膜(Emulsion liquid membrane)。
液膜分离技术兼有溶剂萃取和膜渗透两项技术的特点。液膜具有的传质速率高与选择性好，工艺简单 ，操作方便 ，成本低等优点。
1.1支撑液膜：将多孔惰性基膜 (支撑体) 浸在溶解有载体的膜溶剂中, 在表面张力的作用下, 膜溶剂即充满微孔而形成。由于载体的存在, 它具有很高的选择性, 可以承担有机高分子固态膜所不能胜任的分离要求。
1.2乳状液膜：将两种互不相溶的液相通过高速搅拌或超声波处理制成乳状液, 然后将其分散到第三种液相 ( 连续相) 中, 就形成了乳状液膜体系。需要用表面活性剂来稳定乳状液的选择性和稳定性。

2.液膜分离技术的应用进展
2.1支撑液膜：目前已用于气体分离、废水处理、湿法冶金中重金属离子的回收浓缩、生物产品的分离和固定酶等方面。（从含铜废水中脱除和回收铜、用于 CO2、 NO、 CO、 H2S、 烯烃和氧气等气体分离）
2.2乳状液膜：利用乳状液膜技术处理含锌废水在国内外均有广泛研究,用乳状液膜技术处理含镉废水取得了较好的结果 。

3.影响液膜分离的因素
液相容易从支撑体的微孔中流失
膜内存在压差的影响
3.1支撑液膜 支撑膜孔被阻塞
剪切力诱导的乳化作用
渗透压的影响
3.2乳状液膜：它必须由制乳、提取与破乳 3 道工序所组成, 而制乳与破乳往往是相互矛盾的操作。由于夹带 (re-entrainment) 和渗透压差 (osmotic pressure difference)引起的液膜溶胀, 导致了内相中已浓缩溶质的稀释、传质推动力的减小以及膜稳定性的下降。
3.3针对支撑液膜稳定性 ,进行了复合支撑液膜的研究、 膜液改性 (膜载体固定化、 载体化学接枝及溶剂功能一体化支撑膜 )、新型 SLM 组件的研究。
3.4针对乳化液膜稳定性 ,进行了以下研究：合成新型表面活性剂、 对乳化液膜流变性能进行改性、 微乳化液膜 的制备。

3. 液膜分离技术在医药工业中的应用
3.1液膜萃取技术分离氨基酸
1973年 Behr首先提出了液膜法提取氨基酸,接着 Thien等、 Reisinger等相继发表了有关乳化液膜法提取氨基酸的报告。Deblag等以 Aliquat - 336为萃取剂、 癸醇为稀释剂、 微孔聚丙烯膜为支撑体 ,利用支撑液膜法从发酵液中分离 L -缬氨酸 ,产物的回收与精制可一步完成 ,该支撑液膜具有足够的稳定性 ,模型预测与实验数据能很好的吻合。
3.2液膜萃取技术在提取抗生素中的应用
沈力人等研究了以 Span- 80、 醋酸丁酯的煤油溶液为有机相 , Na2 CO3 水溶液为膜内相的乳化液膜 ,萃取模拟发酵液中青霉素的传质过程 ,找出了其较为适宜的液膜组成及萃取工艺条件。Ghosh以 Auquat - 336为载体、 以 Buoac为溶剂、 以聚丙烯多孔膜为支撑体 ,在氯离子反向迁移的推动力作用下,采用支撑液膜完成了头孢霉素 C的提取工作。
3.3利用液膜萃取技术提取生物碱
Kazuo Nomura和 Terumasa Yata采用支撑液膜分离生物碱 (盐酸奎宁 ) ,并同时测定了由于生物碱在支撑液膜上吸附而引起的表面电势的变化 ,提出了表面电势变化的动态测定法。