生物化工及膜分离技术研究

＊于旭霞

（辽宁石化职业技术学院 辽宁 121001）

引言

由于当今社会生活生产水平的提高，生物化工技术已经成为了当下新型的高科技技术领域中一项不可或缺的技术。这项技术是融入了生物化学以及细胞生物学等理论上共同发展的一门新型技术。当中也离不开细胞工程和基因工程等几项技术。在当今的世界环境下，想要重点发展经济建设，就离不开这项新兴的技术工程。医疗和农产品是当前这项技术延伸发展最具有代表性的两个领域。而膜分离技术是生物化工领域中最有前景和发展空间的一项技术。

生物化工不单单是一门科技技术最主要它是以实验作为理论基础的一门生物学。它融合了酶工程以及细胞工程等共同组合在一起的一项综合技术理论，我们对其进行研究、管控以及有效的设计为了最后能达成预期的目的而进行相关的研究。随着物质生活水平在提高，以及人口的增多，相应资源的消耗以及人类的健康问题成为了当代社会需要重视的问题，而生物化工在我们人类社会的发展过程中占据了不可主导的地位。与它有关的产品都是具有相当高的医疗使用价值，同时对于成本的压缩也是进行了有效的控制，它能够给人类生活带来非常方便的作用，为我们提供健康以及环保的食物和优美的环境，也能够有效的帮人类解决资源、能源等问题。

1.生物化工分离过程的重要性以及步骤

(1)重要性

生物化学工程中，生物化工的分离过程占据主导地位，何为生物化工分离技术，它指的就是，我们使用到的生物产品都是从发酵液以及与其有关的酶反应液中所结合分离出来的产物，可以有效地将技术与生产力之间转变。通常来说，生物化工技术的原理指的是，生物产品通过生物化工技术的运用，从一些相对杂质比较较高的发酵液中提取与分离出来的产品。因此，通过技术来获取更高纯度的生物产品作为原理来实现的。此项技术中需要注意到的是，我们必须通过生物化工技术才能够获得符合质量标准要求的产品。显而易见，生物化工工业化离不开生物化工技术的参与，相关产物的分离过程，一般情况下是具有一定难度的，主要是由于原料液的含量较低导致的。它的一个技术要求，以及生物产品本身的质量之间存在着相当大的差距，从而导致很难分离出相对高质量的生物产品。所以，我们想要开发出新的分离技术以及措施，就必须着重于提高生物相关产业的经济效益。

(2)步骤

其一，首先我们要对酶反应液以及发酵液来做预处理，然后针对其原料来进行分离，最后，做好过滤和离心操作，这是产物原料液当中最为关键的一步。想要最终达到改善后产物含量的效果，就必须要针对性的去使用膜技术分离来进行操作，其中也要避免减少过滤介质的阻力。

其二，分离。这一点主要是使我们生物产品的含量为提高目的来做的一个步骤。也是需要借活性产品来对杂质做一个吸收作用，主要是用来提高生物产品的纯度和含量。它其中所采用的方式，通常包括吸附、萃取等方式。举个例子，选用颗粒活性炭来作为吸附剂，以此来提高生物产品的纯度为基础，再进行ATP产品的合成中去使用。

其三，精制。其中的技术原理是从先进的结晶中析出，最后来进行干燥处理。同样是拿ATP合成来做举例子。其采用的也是五氧化二磷干燥器来做减压干燥处理，来获得最终相关的APP成品含量为原理，其中的步骤也是借助离子来与树脂做交换，最终采用浓缩技术。

其四，高度分离。这一项对生化工技术的要求以及分离技术的关系结合难度比较高，同时也会需要更好的技术运用与配合，是一项高难度工程学。为了提高生物产品的一个纯度含量的效果，在其中可以采用一定的层析和电容等方式来作为实施的办法。

2.膜分离技术的应用特点及方法

(1)常温下进行实验

作为新型生物技术中的膜分离技术，它是经过实验以及创新生产出来的新型技术，它在实际的分离过程中，会对有效成分的损失造成较少的支出。非常适用在热敏性物质上。在抗生素以及医疗领域中，对酶以及蛋白质的分离和浓缩都具有相当好的应用效果。

(2)无化学变化

膜分离技术的最大的好处是它的分离过程不需要添加任何的化学试剂以及化学因素，不会造成相关的生物产品污染以及质量的保障。它的技术原理其实是一个物理分离过程，整个过程无需添加到化学元素。

(3)选择性好

为了能够更加高效的提高分离质量以及效果，还有优秀的性能，使用膜技术分离，就能够更好地在分子级物质的基础上去进行分离过程。

(4)成本控制低

运用膜分离技术能够相对完好地保持产品本身的活性，以及它所产生的能耗量可以控制在较低的范围。而且对于成本的控制有着非常大的好处，比如它所占的支出费用紧张到蒸发以及冷冻浓缩的1/3至1/8。

(5)适应性强

生物化工技术的成功往往具有两个点：一是能够为人们生活带来方便，二是它的操作以及技术运用可以使更多的人去自动化操作。膜分离技术的运用范围非常广泛，通常来说它可以进行连续的分离或者间隙的进行分离，它的操作工艺以及操作手法相对来说会比较简单。

过滤式膜分离技术，它指的是将处理液放在分离器的一侧。借助分离器本身形成的压力以及周边环境而形成的额外压力，共同的来推动处理液的方式去帮助处理液去进行分离，最后会形成一些渗滤液。在此分离过程中，往往会有一部分的处理液没有经过分离处理，最后形成的是滤余液。以及一些混合气体，双方能够形成一定的渗滤气和相应的滤余气。会产生相当多的混合物质以及产生分子差异，也会在膜分离技术中存在着相当大的差异，最终也会导致滤液经过膜时会出现不同的组成元素以及效果。

3.膜分离技术在生物化工应用中存在的问题

(1)影响膜面透水率的因素

在膜分离技术的发展过程中，的确有很多优势，它会提高生物产品的纯度以及提取分离质量上都有非常明显的效果。但在这项技术的生活实际运用过程中，人们还发现了许多需要完善和解决的问题，会影响着生物产品的分离质量。由于膜面本身是一层很薄的吸附面，膜面会很容易受到污染。会在上面形成一层附着层，这个附着层会降低膜面本身的透水率，最终会影响磨面的性能使用以及质量，同样的也会使它的浓厚程度发生变化。人们绞尽脑汁，为了降低其中带来的影响，往往会采用错流流程的方式来对膜面进行优化。这个过程相当的复杂，且需要技术来处理，它是将整个流程将其过滤液整体水平流过膜面的方式来形成的，这项技术往往需要很高的技术水平要求，所以也导致许多人员从事不了这项技术水平研究。

(2)膜污染带来的影响

在膜分离技术应用的过程中，遇到最多的通常都是膜污染带来的问题。磨面的透水率会随着时间的增加而渐渐的下降，所以说时间问题成了一个很重要的因素，需要及时的去清理膜内以及表面的一层污染物质，以此来解决它的透水率问题。我们可以采用化学清洗剂等方法来对膜内以及膜面进行局部清洗，这个方法对于提高它的清洗效果来说非常的实用。在生物化工领域，这项技术的运用范围占的比重比较广，不同的化工产品，它的性能以及使用性和种类方面都存在着相当大的差异，从而不同的膜分离技术对生物产品本身也会产生不同的影响。

举个例子。一些磨面由于比较容易受到一个环境的污染而造成它的膜孔堵塞，相对来说就会影响生物产品本身的分离质量，而人们为了解决这个产品分离质量的问题。就会运用更加科学合理的角度以及技术来对其进行分离优化和改造，以此来提高膜分离技术的使用质量和利用效率。

4.结语

在科学技术以及高新技术不断壮大与发展的时代下，也相应地带动了生物化工领域的稳定发展。由于生物化工领域对于技术人员的要求比较高，以及资金成本投入比较高的原因，从技术上去减少开支也是非常重要的一环。而膜分离技术的开展具有新的意义，它在对解决生物工程方面的问题上起到了非常好的参考作用，以及从一些资金预算以及相关技术要求上进行了创新，对于其中的投入也达到减少，使它的技术需求也不断降低，为人们所接受与使用，为人们的生活质量带来了意想不到的好处。