4.4離子型表面活性劑十六烷基三甲基季銨鹽的溴化物（CTAB）主要用于沉淀酸性多糖。十二烷基磺酸鈉（SDS）主要用于沉淀膜蛋白和核蛋白。1整理版ppt4.5離子型多聚物沉淀劑是一類溫和的沉淀劑，與目標(biāo)蛋白成鹽。核酸（多聚陰離子）：用于堿性蛋白的沉淀魚(yú)精蛋白（多聚陽(yáng)離子）：用于酸性蛋白的沉淀2整理版ppt2泡沫分離2.1泡沫分離（foamseparation）根據(jù)表面吸附的原理，利用通氣鼓泡在液相中形成的氣泡為載體對(duì)液相中的溶質(zhì)或顆粒進(jìn)行分離，因此又稱泡沫吸附分離或泡沫分級(jí)。3整理版ppt2泡沫分離2.2泡沫分離原理根據(jù)表面吸附原理，基于溶液中溶質(zhì)（或顆粒）間表面活性的差異，表面活性強(qiáng)的物質(zhì)優(yōu)先吸附于分散相與連續(xù)相的界面處，通過(guò)鼓泡使溶質(zhì)選擇性的聚集在氣-液界面并借助浮力上升至溶液主體上方形成泡沫層，從而分離、濃縮溶質(zhì)或凈化液相主體的過(guò)程。4整理版ppt2泡沫分離2.3泡沫分離設(shè)備和過(guò)程①設(shè)備：泡沫柱和消泡器②分離過(guò)程可分為：間歇泡沫分離，連續(xù)泡沫分離表面活性物質(zhì)泡沫分離，非表面活性物質(zhì)泡沫分離濃縮純化泡沫分離，提取回收泡沫分離5整理版ppt2泡沫分離2.4影響泡沫分離的因素①料液性質(zhì)，如pH值，離子強(qiáng)度，其他添加劑等②表面活性劑③操作條件，如進(jìn)料濃度，氣泡尺寸，氣體流量④泡沫柱高度6整理版ppt2泡沫分離2.5應(yīng)用2.5.1泡沫分離的優(yōu)勢(shì)①設(shè)備簡(jiǎn)單，易于放大②操作簡(jiǎn)便，能耗低③可連續(xù)和間歇操作④更適合處理體積龐大的稀料液⑤分離效率高7整理版ppt2泡沫分離2.5.2實(shí)際應(yīng)用①細(xì)胞的收集或去除②蛋白質(zhì)、多肽和酶的提取分離③中藥有效成分的分離濃縮8整理版ppt3膜分離技術(shù)3.1膜分離的概念：利用膜的選擇性（孔徑大?。?，以膜的兩側(cè)存在的能量差作為推動(dòng)力，由于溶液中各組分透過(guò)膜的遷移率不同而實(shí)現(xiàn)分離的一種技術(shù)。用半透膜作為選擇障礙層，允許某些組分透過(guò)而保留混合物中其它組份，從而達(dá)到分離目的的技術(shù)。9整理版ppt膜的概念與功能在流體相之間有一層薄的凝聚相物質(zhì)，把流體相分隔開(kāi)來(lái)成為兩部分，這一薄層物質(zhì)稱為膜。被膜分開(kāi)的流體相物質(zhì)是液體或氣體膜的厚度應(yīng)在0.5mm以下，否則不能稱其為膜。膜在分離過(guò)程中的功能：物質(zhì)的識(shí)別與透過(guò)，界面，反應(yīng)場(chǎng)。10整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型膜分離過(guò)程的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)透過(guò)或被截留于膜的過(guò)程，近似于篩分過(guò)程，依據(jù)濾膜孔徑大小而達(dá)到物質(zhì)分離的目的，故而可以按分離粒子大小進(jìn)行分類。11整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型1.微濾（Microfiltration,MF）：以多孔細(xì)小薄膜為過(guò)濾介質(zhì)，壓力為推動(dòng)力，使不溶性物質(zhì)得以分離的操作?？捎糜诹Ｗ恿綖?.1μm~10μm的過(guò)濾。

可應(yīng)用于消毒、澄清、細(xì)胞收集等。如培養(yǎng)基液菌體分離與濃縮，產(chǎn)品消毒。12整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型2.超濾（Ultrafiltration,UF）：分離介質(zhì)同上，但孔徑更小，可分離或濃縮粒子粒徑為1nm~50nm的可溶性物質(zhì)。適合于酶、蛋白質(zhì)等生物大分子物質(zhì)的分離、濃縮，超濾親和純化，血漿分離，脫鹽，去熱原，在生物工程中應(yīng)用最廣。13整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型3.反滲透（Reverseosmosis,RO）:

滲透和滲透壓：滲透：膜（不能透過(guò)溶質(zhì)）兩側(cè)壓力相等時(shí)，在濃度差作用下，溶劑從溶質(zhì)濃度低的一側(cè)向溶質(zhì)濃度高的一側(cè)透過(guò)的現(xiàn)象。滲透壓：滲透現(xiàn)象中，促使水分子透過(guò)的推動(dòng)力。14整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型反滲透：定義：在溶質(zhì)濃度高的一側(cè)施加超過(guò)滲透壓的壓力，使溶劑透過(guò)膜的操作。是一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作，孔徑范圍在0.1~1nm之間。3.反滲透（Reverseosmosis,RO）:15整理版ppt3.反滲透（Reverseosmosis,RO）：其基本原理為溶解擴(kuò)散。在高于溶液滲透壓的壓力作用下，只有溶液中的水透過(guò)膜，而所有溶液中的大分子、小分子有機(jī)物及無(wú)機(jī)物全被戳留住。主要用于海水脫鹽，純水制造以及小分子產(chǎn)品如乙醇、糖及氨基酸濃縮等。3.2膜分離技術(shù)的類型16整理版ppt

微濾超濾反滲透○:微粒子●:大分子＋:小分子……..：水17整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型超濾和反滲透目的：將溶質(zhì)通過(guò)一層具有選擇性的薄膜，從溶液中分離出來(lái)。分離時(shí)的推動(dòng)力都是壓強(qiáng)，由于被分離物質(zhì)的分子量和直徑大小差別及膜孔結(jié)構(gòu)不同，其采用的壓強(qiáng)大小不同。反滲透膜的操作壓力常達(dá)1~

10MPa。18整理版ppt19整理版ppt超濾：需要增加流體的靜壓力，改變天然過(guò)程的方向，才可能發(fā)生含有低分子量化合物的溶劑流通過(guò)膜，此時(shí)的推動(dòng)力是流體靜壓力與滲透壓的壓差；反滲透：過(guò)程類似于超濾，只是純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)膜，而低分子量的化合物被截留。因此，操作壓力比超濾大得多。因此，超濾和反滲透通常又被稱之為“強(qiáng)制膜分離過(guò)程”20整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型4.透析：用具有一定孔徑大小的、高分子溶質(zhì)不能透過(guò)的親水膜將溶質(zhì)溶液與純水分隔，在濃差的作用下，小分子溶質(zhì)透向水側(cè)，水透向溶液一側(cè)。透析膜：孔徑5-10nm,實(shí)驗(yàn)室中常用透析袋應(yīng)用：脫鹽，血液透析特點(diǎn)：以濃差為推動(dòng)力，膜透過(guò)通量很小，不適于大規(guī)模生物分離過(guò)程，多在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用。21整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型5.電滲析：以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作。在直流電場(chǎng)的作用下，由于離子交換膜的阻隔作用，實(shí)現(xiàn)溶液的淡化和濃縮，分離推動(dòng)力是靜電引力。22整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型電滲析的應(yīng)用：海水和苦水的淡化、廢水處理，氨基酸和有機(jī)酸等小分子的分離純化23整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型6滲透氣化利用膜與被分離有機(jī)液體混合物中各組分的親和力不同而有選擇的優(yōu)先吸附溶液某一組分及各組分在膜中擴(kuò)散速度不同來(lái)達(dá)到分離的目的.24整理版ppt25整理版ppt膜分離技術(shù)的類型生物分離中最常用的膜分離技術(shù)是：超濾、微濾和反滲透。26整理版ppt3.3膜材料3.3.1膜材料的特性對(duì)于不同種類的膜都有一個(gè)基本要求：（1）耐壓：膜孔徑小，要保持高通量就必須施加較高的壓力，一般膜操作的壓力范圍在0.1~0.5MPa，反滲透膜的壓力更高，約為1~10MPa。（2）耐高溫:高通量帶來(lái)的溫度升高和清洗的需要（3）耐酸堿：防止分離過(guò)程中，以及清洗過(guò)程中的水解；（4）化學(xué)相容性：保持膜的穩(wěn)定性；（5）生物相容性：防止生物大分子的變性；（6）成本低。27整理版ppt3.3.2膜的分類按孔徑大小：微濾膜、超濾膜、反滲透膜按膜結(jié)構(gòu)：對(duì)稱性膜、不對(duì)稱膜、復(fù)合膜按材料分：天然高分子材料、合成高分子材料、無(wú)機(jī)材料28整理版ppt3.3.3各種膜材料天然高分子材料：醋酸纖維有機(jī)高分子膜： 纖維素酯膜、縮合系聚合物（聚砜類）、聚烯烴及其共聚物、脂肪族或芳香族聚酰胺類聚合物、全氟磺酸共聚物和全氟羧酸共聚物、聚碳酸酯；無(wú)機(jī)多孔膜：陶瓷膜、微孔玻璃等29整理版ppt不同膜材料的特點(diǎn)與應(yīng)用30整理版ppt3.4膜的結(jié)構(gòu)特性①孔道結(jié)構(gòu)對(duì)稱膜不對(duì)稱膜②膜的孔道特性孔徑、孔徑分布和孔隙率31整理版ppt3.5各種膜組件由膜、固定膜的支撐體、間隔物及收納這些部件的容器構(gòu)成的一個(gè)單元。目前市售商品膜組件主要有：管式、中空纖維、螺旋卷繞式、平板式共同的特點(diǎn)盡可能大的膜表面積可靠的支撐裝置可引出透過(guò)液膜表面濃度差極化達(dá)到最小32整理版ppt1管式膜組件特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、壓力損失少，處理量大、清洗安裝方便、可耐受高壓，用途較板式廣泛。結(jié)構(gòu)：將膜固定在圓管狀支撐體上構(gòu)成管式膜，管式膜并聯(lián)或串聯(lián)，收納在筒狀容器內(nèi)即構(gòu)成管式膜組件。33整理版ppt2平板式膜組件結(jié)構(gòu)：與板式換熱器或加壓葉濾機(jī)相似。由多枚平板膜間隔重疊加工而成，膜間襯設(shè)多孔薄膜，供料液或?yàn)V液流動(dòng)。特點(diǎn)：過(guò)濾板相對(duì)獨(dú)立、過(guò)濾面積大、結(jié)構(gòu)緊湊、便于清洗、檢修和換膜。但耐受壓力低，適于超濾單元操作。34整理版ppt3螺旋卷式膜組件結(jié)構(gòu)：將兩張平板膜固定在多孔性濾液隔網(wǎng)上，兩端密封，膜上下分別襯設(shè)一張料液隔網(wǎng)，卷繞在空心管上構(gòu)成。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：比表面積大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格較便宜；缺點(diǎn)：處理懸浮物濃度較高的料液時(shí)易堵塞。35整理版ppt特點(diǎn)是膜堆積密度大、結(jié)構(gòu)緊湊，適合低粘度、滲透產(chǎn)量大、濃縮倍數(shù)較低的料液處理和水處理。螺旋卷式膜組件36整理版ppt4中空纖維式膜組件結(jié)構(gòu)：由數(shù)百至數(shù)百萬(wàn)根中空纖維膜（內(nèi)徑40－80m)或毛細(xì)管膜（內(nèi)徑0.25~2.5mm）固定在圓筒形容器內(nèi)構(gòu)成。優(yōu)點(diǎn)：比表面積最大，可方便地進(jìn)行反洗，造價(jià)低，工業(yè)上普遍使用。缺點(diǎn)：易堵塞，對(duì)料液要求高。37整理版ppt中空纖維超濾膜成套設(shè)備

采用中空纖維膜組件，具有膜堆積密度大、產(chǎn)水量高、操作壓力低、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，適合粘度較低的料液處理和水處理。38整理版ppt3.6操作特性①濃度極化模型在膜分離操作中，所有溶質(zhì)均被透過(guò)液傳送到膜表面上，不能完全透過(guò)膜的溶質(zhì)受到膜的截留作用，在膜表面附近濃度升高，這種在膜表面濃度高于主體濃度的現(xiàn)象稱為濃度極化或濃差極化。當(dāng)膜表面附近的濃度超過(guò)溶質(zhì)的溶解度時(shí)，溶質(zhì)析出，形成凝膠層，這種現(xiàn)象稱為凝膠極化。39整理版ppt操作特性②截留分子量(MMCO)截留曲線：測(cè)定分子量不同的球形蛋白質(zhì)或水溶性聚合物的截留率，所得到的膜的截留率與溶質(zhì)分子量之間關(guān)系的曲線。

MMCO只是表征膜特性的一個(gè)參數(shù)，不能作為選擇膜的唯一標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)從多方面(如孔徑分布、耐污染能力等)綜合考慮。一般將在截留曲線上截留率為0.90的溶質(zhì)分子量定義為膜的截留分子量。40整理版ppt實(shí)際膜分離過(guò)程中影響截留率的因素：溶質(zhì)分子量分子特性不同分子截留率大小順序：球形＞帶支鏈＞線性；對(duì)于荷電膜，與膜相反電荷的分子截留率較低；若膜對(duì)溶質(zhì)有吸附作用，截留率增大。其他高分子溶質(zhì)的影響其他高分子溶質(zhì)的存在使溶質(zhì)截留率增大。操作條件溫度升高，膜面流速提高，截留率降低；pH=pI時(shí)，此時(shí)截留率最大。41整理版ppt③影響膜分離速度的主要因素1)操作形式終端過(guò)濾和錯(cuò)流過(guò)濾2)流速3)壓力4)料液濃度42整理版ppt1.污染:由于溶質(zhì)與膜的相互作用而在膜表面和孔內(nèi)吸附，或因濃差極化，溶質(zhì)在膜表面產(chǎn)生沉淀或結(jié)晶，形成“凝膠層”引起膜性能變化的現(xiàn)象。是一個(gè)不可逆過(guò)程。通常它受到膜的化學(xué)特征、蛋白質(zhì)種類、溶液的pH值、無(wú)機(jī)鹽濃度、溫度等因素的影響。影響:透過(guò)通量大幅度下降；降低目標(biāo)產(chǎn)物的回收率。膜污染是膜技術(shù)應(yīng)用的最大限制因素。3.7膜分離技術(shù)應(yīng)考慮的問(wèn)題43整理版ppt

2.防止或減輕膜污染的措施：對(duì)料液進(jìn)行預(yù)處理；對(duì)膜進(jìn)行預(yù)處理；改變操作條件。44整理版ppt

3.膜的清洗:

膜污染造成膜透水量隨運(yùn)行時(shí)間增長(zhǎng)而下降。清洗的方法通?？煞譃槲锢矸椒ㄅc化學(xué)方法。

物理方法：一般指用高速流水沖洗。

化學(xué)清洗：通常是用化學(xué)清洗劑對(duì)膜迸行清洗。膜分離技術(shù)應(yīng)考慮的問(wèn)題45整理版ppt清洗劑：水、鹽溶液、稀酸、稀堿、表面活性劑、醇、絡(luò)合劑、氧化劑和酶溶液等。清洗劑選用要求：優(yōu)先考慮水；溫水具有良好的去污能力；不損害膜的過(guò)濾性能。46整理版ppt中空纖維膜組件常采用反洗和循環(huán)清洗。47整理版ppt3.8膜分離技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)處理效應(yīng)高，設(shè)備易于放大；可在室溫或低溫下澡作，適宜于熱敏感物質(zhì)的分高濃縮；化學(xué)強(qiáng)度和機(jī)械損害最小，減小生物制品失活；無(wú)相轉(zhuǎn)變，節(jié)能；有相當(dāng)好的選擇性，可在分離、濃縮的同時(shí)達(dá)到部分純化的目的；選擇合適的膜與操作參數(shù)，可得到較高回收率；處理系統(tǒng)可密閉循環(huán)，防止外來(lái)污染；不外加化學(xué)物質(zhì)，透過(guò)液（酸、堿或鹽溶液）可循環(huán)使用，降低了成本，并減少對(duì)環(huán)境的污染。48整理版ppt3.9膜分離過(guò)程在生物工程中的應(yīng)用過(guò)程應(yīng)用對(duì)象實(shí)例微濾消毒、澄清收集細(xì)胞培養(yǎng)懸浮液除菌，產(chǎn)品消毒，細(xì)胞收集超濾大分子物質(zhì)分離酶及蛋白質(zhì)的分離、濃縮、純化，血漿分離、脫鹽、去熱原，膜反應(yīng)器反滲透小分子物質(zhì)濃縮單加鹽、非游離酸的分離透析小分子有機(jī)物和無(wú)機(jī)離子脫除小分子有機(jī)物或無(wú)機(jī)離子49整理版ppt膜生物反應(yīng)器定義：膜分離過(guò)程與生物反應(yīng)過(guò)程耦合的生物反應(yīng)裝置。應(yīng)用于動(dòng)植物細(xì)胞高密度培養(yǎng)、微生物發(fā)酵和酶反應(yīng)過(guò)程。50整理版ppt膜分離技術(shù)的前景

由于膜分高技木具有的高效、節(jié)能、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便、適合生物制品處理籌優(yōu)點(diǎn)，因而在下游技術(shù)中，其作用日益受到重視。根據(jù)近幾年膜工業(yè)發(fā)展速度和經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需求分析預(yù)測(cè)：2005年，我國(guó)膜市場(chǎng)需求在50億元以上，年均增速繼續(xù)保持在15％左右，2015年，膜市場(chǎng)需求可望超過(guò)200億元，將占到世界總量的10～15％。51整理版ppt膜分離技術(shù)的設(shè)備純化水設(shè)備52整理版ppt作業(yè)1沉淀分級(jí)分離法中相應(yīng)的分離技術(shù)有哪些，原理各是什么？它們實(shí)現(xiàn)沉淀分級(jí)的共同原理是什么？2泡沫分離的原理是什么？在泡沫分離中，濃縮純化和提取回收分離過(guò)程的區(qū)別有哪些？3微濾、超濾、反滲透、透析、電滲析方法的原理各是什么？4膜污染的主要原因是什么？膜清洗的方法和預(yù)防膜污染的措施有哪些？53整理版ppt4.4離子型表面活性劑十六烷基三甲基季銨鹽的溴化物（CTAB）主要用于沉淀酸性多糖。十二烷基磺酸鈉（SDS）主要用于沉淀膜蛋白和核蛋白。54整理版ppt4.5離子型多聚物沉淀劑是一類溫和的沉淀劑，與目標(biāo)蛋白成鹽。核酸（多聚陰離子）：用于堿性蛋白的沉淀魚(yú)精蛋白（多聚陽(yáng)離子）：用于酸性蛋白的沉淀55整理版ppt2泡沫分離2.1泡沫分離（foamseparation）根據(jù)表面吸附的原理，利用通氣鼓泡在液相中形成的氣泡為載體對(duì)液相中的溶質(zhì)或顆粒進(jìn)行分離，因此又稱泡沫吸附分離或泡沫分級(jí)。56整理版ppt2泡沫分離2.2泡沫分離原理根據(jù)表面吸附原理，基于溶液中溶質(zhì)（或顆粒）間表面活性的差異，表面活性強(qiáng)的物質(zhì)優(yōu)先吸附于分散相與連續(xù)相的界面處，通過(guò)鼓泡使溶質(zhì)選擇性的聚集在氣-液界面并借助浮力上升至溶液主體上方形成泡沫層，從而分離、濃縮溶質(zhì)或凈化液相主體的過(guò)程。57整理版ppt2泡沫分離2.3泡沫分離設(shè)備和過(guò)程①設(shè)備：泡沫柱和消泡器②分離過(guò)程可分為：間歇泡沫分離，連續(xù)泡沫分離表面活性物質(zhì)泡沫分離，非表面活性物質(zhì)泡沫分離濃縮純化泡沫分離，提取回收泡沫分離58整理版ppt2泡沫分離2.4影響泡沫分離的因素①料液性質(zhì)，如pH值，離子強(qiáng)度，其他添加劑等②表面活性劑③操作條件，如進(jìn)料濃度，氣泡尺寸，氣體流量④泡沫柱高度59整理版ppt2泡沫分離2.5應(yīng)用2.5.1泡沫分離的優(yōu)勢(shì)①設(shè)備簡(jiǎn)單，易于放大②操作簡(jiǎn)便，能耗低③可連續(xù)和間歇操作④更適合處理體積龐大的稀料液⑤分離效率高60整理版ppt2泡沫分離2.5.2實(shí)際應(yīng)用①細(xì)胞的收集或去除②蛋白質(zhì)、多肽和酶的提取分離③中藥有效成分的分離濃縮61整理版ppt3膜分離技術(shù)3.1膜分離的概念：利用膜的選擇性（孔徑大?。?，以膜的兩側(cè)存在的能量差作為推動(dòng)力，由于溶液中各組分透過(guò)膜的遷移率不同而實(shí)現(xiàn)分離的一種技術(shù)。用半透膜作為選擇障礙層，允許某些組分透過(guò)而保留混合物中其它組份，從而達(dá)到分離目的的技術(shù)。62整理版ppt膜的概念與功能在流體相之間有一層薄的凝聚相物質(zhì)，把流體相分隔開(kāi)來(lái)成為兩部分，這一薄層物質(zhì)稱為膜。被膜分開(kāi)的流體相物質(zhì)是液體或氣體膜的厚度應(yīng)在0.5mm以下，否則不能稱其為膜。膜在分離過(guò)程中的功能：物質(zhì)的識(shí)別與透過(guò)，界面，反應(yīng)場(chǎng)。63整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型膜分離過(guò)程的實(shí)質(zhì)是物質(zhì)透過(guò)或被截留于膜的過(guò)程，近似于篩分過(guò)程，依據(jù)濾膜孔徑大小而達(dá)到物質(zhì)分離的目的，故而可以按分離粒子大小進(jìn)行分類。64整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型1.微濾（Microfiltration,MF）：以多孔細(xì)小薄膜為過(guò)濾介質(zhì)，壓力為推動(dòng)力，使不溶性物質(zhì)得以分離的操作?？捎糜诹Ｗ恿綖?.1μm~10μm的過(guò)濾。

可應(yīng)用于消毒、澄清、細(xì)胞收集等。如培養(yǎng)基液菌體分離與濃縮，產(chǎn)品消毒。65整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型2.超濾（Ultrafiltration,UF）：分離介質(zhì)同上，但孔徑更小，可分離或濃縮粒子粒徑為1nm~50nm的可溶性物質(zhì)。適合于酶、蛋白質(zhì)等生物大分子物質(zhì)的分離、濃縮，超濾親和純化，血漿分離，脫鹽，去熱原，在生物工程中應(yīng)用最廣。66整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型3.反滲透（Reverseosmosis,RO）:

滲透和滲透壓：滲透：膜（不能透過(guò)溶質(zhì)）兩側(cè)壓力相等時(shí)，在濃度差作用下，溶劑從溶質(zhì)濃度低的一側(cè)向溶質(zhì)濃度高的一側(cè)透過(guò)的現(xiàn)象。滲透壓：滲透現(xiàn)象中，促使水分子透過(guò)的推動(dòng)力。67整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型反滲透：定義：在溶質(zhì)濃度高的一側(cè)施加超過(guò)滲透壓的壓力，使溶劑透過(guò)膜的操作。是一種以壓力差為推動(dòng)力，從溶液中分離出溶劑的膜分離操作，孔徑范圍在0.1~1nm之間。3.反滲透（Reverseosmosis,RO）:68整理版ppt3.反滲透（Reverseosmosis,RO）：其基本原理為溶解擴(kuò)散。在高于溶液滲透壓的壓力作用下，只有溶液中的水透過(guò)膜，而所有溶液中的大分子、小分子有機(jī)物及無(wú)機(jī)物全被戳留住。主要用于海水脫鹽，純水制造以及小分子產(chǎn)品如乙醇、糖及氨基酸濃縮等。3.2膜分離技術(shù)的類型69整理版ppt

微濾超濾反滲透○:微粒子●:大分子＋:小分子……..：水70整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型超濾和反滲透目的：將溶質(zhì)通過(guò)一層具有選擇性的薄膜，從溶液中分離出來(lái)。分離時(shí)的推動(dòng)力都是壓強(qiáng)，由于被分離物質(zhì)的分子量和直徑大小差別及膜孔結(jié)構(gòu)不同，其采用的壓強(qiáng)大小不同。反滲透膜的操作壓力常達(dá)1~

10MPa。71整理版ppt72整理版ppt超濾：需要增加流體的靜壓力，改變天然過(guò)程的方向，才可能發(fā)生含有低分子量化合物的溶劑流通過(guò)膜，此時(shí)的推動(dòng)力是流體靜壓力與滲透壓的壓差；反滲透：過(guò)程類似于超濾，只是純?nèi)軇┩ㄟ^(guò)膜，而低分子量的化合物被截留。因此，操作壓力比超濾大得多。因此，超濾和反滲透通常又被稱之為“強(qiáng)制膜分離過(guò)程”73整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型4.透析：用具有一定孔徑大小的、高分子溶質(zhì)不能透過(guò)的親水膜將溶質(zhì)溶液與純水分隔，在濃差的作用下，小分子溶質(zhì)透向水側(cè)，水透向溶液一側(cè)。透析膜：孔徑5-10nm,實(shí)驗(yàn)室中常用透析袋應(yīng)用：脫鹽，血液透析特點(diǎn)：以濃差為推動(dòng)力，膜透過(guò)通量很小，不適于大規(guī)模生物分離過(guò)程，多在實(shí)驗(yàn)室中應(yīng)用。74整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型5.電滲析：以電位差為推動(dòng)力，利用離子交換膜的選擇透過(guò)性，從溶液中脫除或富集電解質(zhì)的膜分離操作。在直流電場(chǎng)的作用下，由于離子交換膜的阻隔作用，實(shí)現(xiàn)溶液的淡化和濃縮，分離推動(dòng)力是靜電引力。75整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型電滲析的應(yīng)用：海水和苦水的淡化、廢水處理，氨基酸和有機(jī)酸等小分子的分離純化76整理版ppt3.2膜分離技術(shù)的類型6滲透氣化利用膜與被分離有機(jī)液體混合物中各組分的親和力不同而有選擇的優(yōu)先吸附溶液某一組分及各組分在膜中擴(kuò)散速度不同來(lái)達(dá)到分離的目的.77整理版ppt78整理版ppt膜分離技術(shù)的類型生物分離中最常用的膜分離技術(shù)是：超濾、微濾和反滲透。79整理版ppt3.3膜材料3.3.1膜材料的特性對(duì)于不同種類的膜都有一個(gè)基本要求：（1）耐壓：膜孔徑小，要保持高通量就必須施加較高的壓力，一般膜操作的壓力范圍在0.1~0.5MPa，反滲透膜的壓力更高，約為1~10MPa。（2）耐高溫:高通量帶來(lái)的溫度升高和清洗的需要（3）耐酸堿：防止分離過(guò)程中，以及清洗過(guò)程中的水解；（4）化學(xué)相容性：保持膜的穩(wěn)定性；（5）生物相容性：防止生物大分子的變性；（6）成本低。80整理版ppt3.3.2膜的分類按孔徑大?。何V膜、超濾膜、反滲透膜按膜結(jié)構(gòu)：對(duì)稱性膜、不對(duì)稱膜、復(fù)合膜按材料分：天然高分子材料、合成高分子材料、無(wú)機(jī)材料81整理版ppt3.3.3各種膜材料天然高分子材料：醋酸纖維有機(jī)高分子膜： 纖維素酯膜、縮合系聚合物（聚砜類）、聚烯烴及其共聚物、脂肪族或芳香族聚酰胺類聚合物、全氟磺酸共聚物和全氟羧酸共聚物、聚碳酸酯；無(wú)機(jī)多孔膜：陶瓷膜、微孔玻璃等82整理版ppt不同膜材料的特點(diǎn)與應(yīng)用83整理版ppt3.4膜的結(jié)構(gòu)特性①孔道結(jié)構(gòu)對(duì)稱膜不對(duì)稱膜②膜的孔道特性孔徑、孔徑分布和孔隙率84整理版ppt3.5各種膜組件由膜、固定膜的支撐體、間隔物及收納這些部件的容器構(gòu)成的一個(gè)單元。目前市售商品膜組件主要有：管式、中空纖維、螺旋卷繞式、平板式共同的特點(diǎn)盡可能大的膜表面積可靠的支撐裝置可引出透過(guò)液膜表面濃度差極化達(dá)到最小85整理版ppt1管式膜組件特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、適應(yīng)性強(qiáng)、壓力損失少，處理量大、清洗安裝方便、可耐受高壓，用途較板式廣泛。結(jié)構(gòu)：將膜固定在圓管狀支撐體上構(gòu)成管式膜，管式膜并聯(lián)或串聯(lián)，收納在筒狀容器內(nèi)即構(gòu)成管式膜組件。86整理版ppt2平板式膜組件結(jié)構(gòu)：與板式換熱器或加壓葉濾機(jī)相似。由多枚平板膜間隔重疊加工而成，膜間襯設(shè)多孔薄膜，供料液或?yàn)V液流動(dòng)。特點(diǎn)：過(guò)濾板相對(duì)獨(dú)立、過(guò)濾面積大、結(jié)構(gòu)緊湊、便于清洗、檢修和換膜。但耐受壓力低，適于超濾單元操作。87整理版ppt3螺旋卷式膜組件結(jié)構(gòu)：將兩張平板膜固定在多孔性濾液隔網(wǎng)上，兩端密封，膜上下分別襯設(shè)一張料液隔網(wǎng)，卷繞在空心管上構(gòu)成。特點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：比表面積大，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，價(jià)格較便宜；缺點(diǎn)：處理懸浮物濃度較高的料液時(shí)易堵塞。88整理版ppt特點(diǎn)是膜堆積密度大、結(jié)構(gòu)緊湊，適合低粘度、滲透產(chǎn)量大、濃縮倍數(shù)較低的料液處理和水處理。螺旋卷式膜組件89整理版ppt4中空纖維式膜組件結(jié)構(gòu)：由數(shù)百至數(shù)百萬(wàn)根中空纖維膜（內(nèi)徑40－80m)或毛細(xì)管膜（內(nèi)徑0.25~2.5mm）固定在圓筒形容器內(nèi)構(gòu)成。優(yōu)點(diǎn)：比表面積最大，可方便地進(jìn)行反洗，造價(jià)低，工業(yè)上普遍使用。缺點(diǎn)：易堵塞，對(duì)料液要求高。90整理版ppt中空纖維超濾膜成套設(shè)備

采用中空纖維膜組件，具有膜堆積密度大、產(chǎn)水量高、操作壓力低、價(jià)格低廉等特點(diǎn)，適合粘度較低的料液處理和水處理。91整理版ppt3.6操作特性①濃度極化模型在膜分離操作中，所有溶質(zhì)均被透過(guò)液傳送到膜表面上，不能完全透過(guò)膜的溶質(zhì)受到膜的截留作用，在膜表面附近濃度升高，這種在膜表面濃度高于主體濃度的現(xiàn)象稱為濃度極化或濃差極化。當(dāng)膜表面附近的濃度超過(guò)溶質(zhì)的溶解度時(shí)，溶質(zhì)析出，形成凝膠層，這種現(xiàn)象稱為凝膠極化。92整理版ppt操作特性②截留分子量(MMCO)截留曲線：測(cè)定分子量不同的球形蛋白質(zhì)或水溶性聚合物的截留率，所得到的膜的截留率與溶質(zhì)分子量之間關(guān)系的曲線。

MMCO只是表征膜特性的一個(gè)參數(shù)，不能作為選擇膜的唯一標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)從多方面(如孔徑分布、耐污染能力等)綜合考慮。一般將在截留曲線上截留率為0.90的溶質(zhì)分子量定義為膜的截留分子量。93整理版ppt實(shí)際膜分離過(guò)程中影響截留率的因素：溶質(zhì)分子量分子特性不同分子截留率大小順序：球形＞帶支鏈＞線性；對(duì)于荷電膜，與膜相反電荷的分子截留率較低；若膜對(duì)溶質(zhì)有吸附作用，截留率增大。其他高分子溶質(zhì)的影響其他高分子溶質(zhì)的存在使溶質(zhì)截留率增大。操作條件溫度升高，膜面流速提高，截留率降低；pH=pI時(shí)，此時(shí)截留率最大。94整理版ppt③影響膜分離速度的主要因素1)操作形式終端過(guò)濾和錯(cuò)流過(guò)濾2)流速3)壓力4)料液濃度95整理版ppt1.污染:由于溶質(zhì)與膜的相互作用而在膜表面和孔內(nèi)吸附，或因濃差極化，溶質(zhì)在膜表面產(chǎn)生沉淀或結(jié)晶，形成“凝膠層”引起膜性能變化的現(xiàn)象。是一個(gè)不可逆過(guò)程。通常它受到膜的化學(xué)特征、蛋白質(zhì)種類、溶液的pH值