戴安然

（曲阜師范大學，山東 濟寧 273165）

生物化工及膜分離技術研究

戴安然

（曲阜師范大學，山東 濟寧 273165）

生物化工技術是當前一個新興的高科技產(chǎn)業(yè)，這一技術主要是以生物化學、分子生物學以及生物學等為基礎發(fā)展起來的，分離技術是生物化工中的重要組成部分，而膜分離技術則是分離技術中發(fā)展前景相當廣闊的一種技術。文章簡述了生物化工，然后針對膜分離技術進行具體的研究，以期能夠為我國生物化工的進一步發(fā)展提供參考。

生物化工；膜分離技術；研究；應用

現(xiàn)代生物技術是當前一種新興的高科技技術領域中一項重要的技術，這種技術是在生物學、生物化學以及細胞生物學的基礎上發(fā)展起來的一種新興技術，其中主要包含基因工程、細胞工程和發(fā)酵工程與酶工程幾種技術，在世界范圍內(nèi)這一技術的發(fā)展已經(jīng)成為發(fā)展經(jīng)濟的重點所在，生物醫(yī)藥和農(nóng)業(yè)是當前這一技術發(fā)展最具代表性的兩個方面。膜分離技術是分離技術中最有發(fā)展前景的一種技術，文章就具體對這一技術進行研究。

1 簡述生物化工

生物化工是一門將實驗作為理論基礎的，將遺傳工程理論、工程研究、酶工程以及細胞工程和綜合工程技術理論融合起來的一種技術，通過對其進行研究、設計以及有效的控制，最終形成達到預期的目的。生物化工在人類社會的發(fā)展中占據(jù)著重要的地位，相應的產(chǎn)品具有實用價值高、成本低等特點，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 膜分離技術的研究

生物化工中常用的膜分離技術主要有超濾、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顆粒則會被滯留下來，這樣就能夠?qū)崿F(xiàn)對相應物質(zhì)的分離，達到凈化溶液的目的，從當前膜分離技術的應用而言，這一技術是應用最廣泛的一種技術，尤其是在制藥行業(yè)中有著廣泛的應用。

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

（3）反滲透膜分離技術。反滲透膜分離技術主要是按照溶液的溶解以及擴散的原理，用壓力差作為推動力對物質(zhì)進行分離，這種膜分離技術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，這種分離技術所需的外加壓力相當?shù)?，能夠有效?jié)約動力，納濾本身具有很好的熱穩(wěn)定性以及對有機溶劑的穩(wěn)定性，目前在生物化工行業(yè)、醫(yī)藥領域以及工業(yè)方面均有著廣泛的應用。

3 膜分離技術在生物化工應用中的問題

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

（1）在實際操作的過程中，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，最終導致出現(xiàn)濃差極化現(xiàn)象，為了有效的實現(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。因為膜的透水量在運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)的污染物使用相應的方式進行清洗，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，膜分離技術的精度得不到保證，并且不能進行多組分離。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)在生物化工領域中得到了廣泛的應用，但是因為生物化工的產(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，就需要對使用過程中降低膜性分離的影響因素進行充分的認識和處理，適當?shù)倪M行相關裝置的安裝，確保操作方式的準確性，這樣才能充分的促進膜分離技術的提高，降低使用過程中存在問題。

4 結語

綜上所述，在當前社會經(jīng)濟不斷發(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注的焦點。生物化工技術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，膜分離技術作為生物化工中最有發(fā)展前途的一種技術，目前已經(jīng)在眾多行業(yè)得到了廣泛的應用，相信隨著生物化工技術以及膜分離技術在人們生產(chǎn)及生活中進一步滲透，一定能夠為人們提供更好的生存、生產(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，大學本科，主要研究方向：生物工程。