超滤技术的应用发展研究

张露瀛，贾丽娜

超滤技术的应用发展研究

张露瀛，*贾丽娜

（河北农业大学理工学院，河北沧州061100）

通过介绍超滤技术的基本概况、原理、基本结构和应用优势，以及超滤技术在食品工业、生化制药和环境保护领域的最新应用实例，阐述了超滤技术应用于各领域的独特优势，为其在今后生产实践中的应用提供参考依据。关键词：超滤技术；过滤；分离

1 超滤技术概况

1.1 原理介绍

超滤（Ultra-filtration，UF）技术是通过膜表面的孔结构对大小不同类别的物质进行选择性分离的高新技术手段。其原理是密闭容器中的大小2类物质溶液在空气压力的作用下透过超滤膜板，由于小分子溶质小于膜孔直径可透过膜作为透过物被收集，而大分子溶质则被薄膜截留作为浓缩液被回收，最终实现溶液的分离和浓缩。

1.2 基本结构

超滤设备的基本结构[1]由四大部分组成：超滤部分、预滤部分、动力部分和其他部分。超滤设备最重要的部件是超滤膜。超滤膜的作用是调节孔的大小和表状，进而控制最终的过滤效果。

1.3 应用优势

超滤技术的优势在于：①条件温和，常温常压即可，对热敏性物质的损害小；②杀菌除菌，绝大多数微生物被截留，避免加工中的再污染，提高产品品质[1]；③无化学添加，属于物理分离方法，无需化学添加剂，无污染[2]；④能耗低，以空气压力为动力，分离时无相变化，耗能少，装置简单、流程短、易于控制和维护。

2 各领域最新应用成果

2.1 食品工业领域

王成福等人[3]将超滤技术应用于L-阿拉伯糖发酵液的精制中，将通过离心预处理的发酵液用超滤设备进行分离，并通过对孔直径大小、温度、压力和流速的控制，有效地去除了L-阿拉伯糖原发酵液中的酵母菌、色素和胶状物等，实现了L-阿拉伯糖发酵液无化学添加的精制，提高了产品品质。

莫增宽[4]在精炼糖厂糖浆的回流超滤试验中证明了在超滤膜为2 500截留量，压力2.5 MPa，温度40℃的条件下，糖浆的回收率、浓度和脱色率大大提升，既去除了杂质又保证外观色泽较好。

有人在花生功能性短肽的制备中应用了超滤技术，使得花生肽的回收率和脱盐率明显提高，实现了花生功能性短肽的纯化富集[5]，为该物质研究提供材料基础。

在酱油生产中采用超滤技术，在达到除菌目的的同时，滤去酱油中可引起沉淀的物质，既能改善酱油的风味，还可使酱油清澈透明。

超滤技术还可应用于浓缩牛奶和乳清蛋白质、茶及饮料的精制和除菌、果汁的除气等。

2.2 生化制药领域

何庆[6]以三苷粉针药液为例，通过测定超滤前后药剂中细菌内毒素的含量，证明了超滤膜能有效去除三苷粉针药液中的病毒。同时，王娟等人[7]通过试验证明了超滤技术可以去除重组MUC1-MBP融合蛋白中的内毒素。结果显示，超滤技术对去除药液中细菌内毒素有很大的效果，可以减少药剂中有效成分的损失，还能提高生物制药的品质。

周红燕等人[8]在清肺止咳颗粒的生产中应用超滤技术，使得颗粒的剂型更小、有效成分的转移率更高，让新型清肺止咳颗粒更适合用于临床治疗。

徐秋燕[9]用超滤设备对银杏叶和绞股蓝的混合粗提液进行超滤提取，最终验证在50%乙醇溶液，压力9.0 bar，30℃时，提取物中有效成分含量最高，提高了混合制剂中抗心血管疾病有效成分的含量。

周冉[10]以鹿茸冻干粉为原料，用超滤技术浓缩鹿茸中胰岛素样生长因子-1（IGF-1），超滤技术使得IGF-1回收率达到68.32%，蛋白质回收率达到87.43%，体现超滤技术工艺的稳定高效、回收率高的自身优势。

2.3 环境保护领域

为了提高汽车润滑油的重复使用率，无锡尼富龙公司使用超滤技术过滤使用过的润滑油，不但改善了润滑效果，保护汽车发动机，还做到了节约能源，保护环境。

造纸厂使用维美德公司的OptiCycleW超滤膜处理技术去除造纸厂白水中的固形物等杂质，由于过程中无化学添加，经处理的白水可以循环利用，从而减少清水使用量[11]。

超滤技术可以有效去除饮用水中胶体、杂质和杂菌，尤其对病毒和细菌有较好的去除效果，保证了饮用水的安全性。此外，超滤膜技术还能除去工业废水中的重金属离子，为实现对重金属的重回收提供了方法。

3 结语

科技的发展，离不开技术的进步。超滤技术作为高新技术的一种，凭借独特优势在众多领域发挥了重要作用。为了更大限度发挥其先进作用，应在更多方面尝试应用。除了不断改进超滤技术、提高作用效果，同时也要关注超滤膜材料的发展和选用范围。

[1]曹明.超滤技术及其应用与发展[J].广州化工，2011（19）：18-20.

[2]赵云霄.超滤技术及其在工业生产、环境保护中的应用研究[J].中国新技术新产品，2017（7）：61-63.

[3]王成福，孙鲁，杜瑞锋，等.超滤膜技术在L-阿拉伯糖发酵液精制中的应用[J].食品研究与开发，2017（3）：73-76.

[4]莫增宽.超滤技术的原理及其在甘蔗制糖行业的应用研究进展[J].中国调味品，2015，40（3）：137-140.

[5]詹斌.花生功能性短肽制备关键技术[J].农产品加工，2012（10）：41.

[6]何庆.深层次过滤技术在生物制药工艺中的运用探析[J].临床医药文献杂志，2016，3（4）：632-633.

[7]王娟，谢飞，陈潭琇，等.超滤技术去除重组MUC1－MBP融合蛋白中内毒素的效果评价[J].吉林大学学报，2014，40（3）：539-542.

[8]周红燕，徐向阳，谢俊，等.超滤工艺在清肺止咳颗粒中的应用[J].药学与临床研究，2017（1）：36-38.

[9]徐秋燕.超滤法提取银杏叶和绞股蓝双中药抗心血管疾病的有效成分[D].衡阳：南华大学，2015.

[10]周冉.超滤浓缩技术分离鹿茸中胰岛素样生长因子-1[J].中草药，2013，44（10）：1 257-1 262.

[11]陈旭.超滤技术在造纸白水封闭循环中的应用[J].造纸信息，2016（10）：60-62.◇

The Developmentand Research of Ultrafiltration Technology

ZHANG Luying，*JIA Li'na
（College of Science and Technology，Hebei Agricultural University，Cangzhou，Hebei061100，China）

This paper introduces the basic situation of the ultrafiltration technology，principle，basic structure as well as the application advantages，and the ultrafiltration technology in the field of food industry，chemical and biological pharmaceutical field and the latest applications in the field of environmental protection are introduced.This paper highlights the unique advantagesofultrafiltration technology in various fields，and provides reference for itsapplication in production practice in the future.

ultrafiltration technology；filtrate；separate

X703

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.046

1671-9646（2017）06b-0052-02

2017-05-17

张露瀛（1995—），女，本科，研究方向为食品质量与安全。

*通讯作者：贾丽娜（1988—），女，硕士，助教，研究方向为食品微生物。