膜分离技术在生物化工中的应用

膜分离技术在生物化工中的应用膜分离技术在生物化工中的应用中南大学湖南化工职业技术学院刘军[摘要]通过对分离技术中的膜分离技术的原理、类型及特点作简要的介绍,说明了膜分离技术在生物化工技术实现产业化中的重要性,并简要叙述了膜分离技术在生物化工中的应用。[关键词]生物化工膜分离技术应用膜分离技术被认为是“21世纪最有前途、最有发展前景的重大高新技术之一,它在工业技术改造中起着战略性作用”。世界上许多国家包括我国在内,都把膜分离技术及其应用列为国家重点发展项目。膜分离技术对许多传统产业的发展起着关键作用。甚至有人预言“谁掌握了膜技术,谁就掌握了化学工业的未来”。目前,膜产品的世界年销售额已经超过100亿美元,而且年增长率在20%左右。膜分离技术作为一种新兴的高效分离技术,现在已被广泛应用于化工、环保、电子、轻工、纺织、石油、食品、医药、生物技术、能源工程等。国外有关专家甚至把膜分离技术的发展称为“第三次工业革命”。下面就膜分离技术的原理、特点及在生物化工中的应用作简要的叙述。1、膜分离技术1.1膜分离原理膜分离是指用半透膜作为分离介质,借助于膜的选择渗透性作用,在能量、浓度或化学位差的作用下对混合物中的不同组分进行分离提纯。由于半透膜中滤膜孔径大小不同,可以允许某些组分透过膜层,而其它组分被保留在混合物中,以达到一定的分离效果。膜可以是固相、液相或气相,膜的结构可以是均质或非均质的,膜可以是中性的或带电的,但必须都具有选择性通过物质的特性。具体的工作原理可分为两类:一是根据混合物物质的质量、体积、大小和几何形态的不同,用过筛的方法将其分离;二是根据混合物的不同化学性质分离开物质。1.2膜分离技术的类型目前己经深入研究和开发的膜分离技术有微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗析、电渗析、渗透汽化和气体分离等。正在开发研究中新的膜过程有:膜蒸馏、支撑液膜、膜萃取、膜生物反应器、控制释放膜、仿生膜、生物膜、无机膜、膜电极、膜分相、膜控制释放、双极膜以及LB膜等过程。1.3膜分离技术的特点膜分离技术作为一门新型的高效分离、浓缩、提纯及净化技术,由于其多学科性特点,膜技术可应用于大量的分离过程。各种膜过程具有不同的机理,适用于不同的对象和要求。但有其共同的优点:膜分离过程装置比较简单,同时操作方便、结构紧凑、维修费用低且方便、易于自动控制;膜分离过程一般不涉及相变,无二次污染且能耗较低;膜分