生物化工及膜分离技术研究

戴安然

（曲阜师范大学，山东 济宁 273165）

生物化工及膜分离技术研究

戴安然

（曲阜师范大学，山东 济宁 273165）

生物化工技术是当前一个新兴的高科技产业，这一技术主要是以生物化学、分子生物学以及生物学等为基础发展起来的，分离技术是生物化工中的重要组成部分，而膜分离技术则是分离技术中发展前景相当广阔的一种技术。文章简述了生物化工，然后针对膜分离技术进行具体的研究，以期能够为我国生物化工的进一步发展提供参考。

生物化工；膜分离技术；研究；应用

现代生物技术是当前一种新兴的高科技技术领域中一项重要的技术，这种技术是在生物学、生物化学以及细胞生物学的基础上发展起来的一种新兴技术，其中主要包含基因工程、细胞工程和发酵工程与酶工程几种技术，在世界范围内这一技术的发展已经成为发展经济的重点所在，生物医药和农业是当前这一技术发展最具代表性的两个方面。膜分离技术是分离技术中最有发展前景的一种技术，文章就具体对这一技术进行研究。

1 简述生物化工

生物化工是一门将实验作为理论基础的，将遗传工程理论、工程研究、酶工程以及细胞工程和综合工程技术理论融合起来的一种技术，通过对其进行研究、设计以及有效的控制，最终形成达到预期的目的。生物化工在人类社会的发展中占据着重要的地位，相应的产品具有实用价值高、成本低等特点，能够有效的帮助人类解决资源、能源、健康以及食品和环境等问题。

2 膜分离技术的研究

生物化工中常用的膜分离技术主要有超滤、微滤以及反渗透和纳滤等。

（1）微滤。微滤是指将多孔细小的薄膜作为过滤的介质，然后在压力以及推动力的作用下，使大分子物质以及溶剂、盐类和水都能够透过薄膜，大于膜孔径的超大分子和微细颗粒则会被滞留下来，这样就能够实现对相应物质的分离，达到净化溶液的目的，从当前膜分离技术的应用而言，这一技术是应用最广泛的一种技术，尤其是在制药行业中有着广泛的应用。

（2）超滤。超滤技术主要是通过筛分的原理，将相应的压力差作为推动力，然后将其从溶剂中进行分离。这种分离方式与微滤相比，在进行超滤的过程中，滤膜表面孔的化学性质会发生较大的变化，在压力差达到一定程度的时候，小分子量或者溶剂就会透过膜孔，微细颗粒以及大分子物质就会滞留下来，达到分离的目的。通常情况下利用超滤技术进行分离的时候，其滤膜都是不对称膜，膜孔径大小以及膜表面的性质在实际的分离过程中发挥着不同的作用，这种分离技术主要在浓缩大分子溶液的净化中进行使用。

（3）反渗透膜分离技术。反渗透膜分离技术主要是按照溶液的溶解以及扩散的原理，用压力差作为推动力对物质进行分离，这种膜分离技术和自然的渗透过程是截然相反的，但是都是利用半透膜来完成的。主要是在浓溶液的一边施加压力，在其高于自然渗透的压力以后，就会将溶液透过半透膜反向流出，达到分离的目的。

（4）纳滤。纳滤又称为低压反渗透，相比较反渗透而言，这种分离技术所需的外加压力相当低，能够有效节约动力，纳滤本身具有很好的热稳定性以及对有机溶剂的稳定性，目前在生物化工行业、医药领域以及工业方面均有着广泛的应用。

3 膜分离技术在生物化工应用中的问题

膜分离技术在生物化工应用中存在明显的优势，分离的效果也能够得到保证，不过就这一技术实际的应用而言，其中仍然存在一定的问题。

（1）在实际操作的过程中，膜面由于容易受到污染，形成附着层，这种情况下膜的性能就会受到影响，从而膜的透水率就会降低，最终导致出现浓差极化现象，为了有效的实现对这一现象的控制，可以使用错流流程，也就是需要在滤液主体水平流过膜面，滤液则垂直通过膜面。因为膜的透水量在运行时间延长的同时就会下降。这种情况下就需要对膜面和膜内的污染物使用相应的方式进行清洗，只有这样才能使膜的透水量得到有效的保证，最终使膜分离技术在生物化工中的作用得到充分的发挥。

（2）相比较色谱法而言，膜分离技术的精度得不到保证，并且不能进行多组分离。通常情况下对膜面和膜内污染物清洗的方式主要有高流速水清洗以及化学清洗剂两种方式。尽管膜分离的原理比较简单，已经在生物化工领域中得到了广泛的应用，但是因为生物化工的产品类型比较多，并且不同的产品具体的性质也存在一定的差异性，这种情况下膜分离就会受到不同程度的影响,比如出现吸附堵塞膜孔等现象,鉴于这种情况，要想更好的在生物化工中使用膜分离技术，就需要对使用过程中降低膜性分离的影响因素进行充分的认识和处理，适当的进行相关装置的安装，确保操作方式的准确性，这样才能充分的促进膜分离技术的提高，降低使用过程中存在问题。

4 结语

综上所述，在当前社会经济不断发展的过程中，人们对于生产、生活的要求不断提高，饮食的安全、生活环境以及生产加工地生存环境的影响都逐渐成为人们关注的焦点。生物化工技术能够有效地降低生产对环境的污染，保证人们的饮食健康安全，膜分离技术作为生物化工中最有发展前途的一种技术，目前已经在众多行业得到了广泛的应用，相信随着生物化工技术以及膜分离技术在人们生产及生活中进一步渗透，一定能够为人们提供更好的生存、生产和生活环境。

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，山东潍坊人，大学本科，主要研究方向：生物工程。