文档介绍：南京农业大学生命科学学院
生物化学技术原理及应用
第三章膜分离技术
膜分离技术是指利用具有一定膜孔和选择透过特性的天然或人工合成的分离膜,在某种推动力(浓度差、压力差、电位差等)的作用下,来实现物质的分离纯化或浓缩的一种操作技术。
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生命科学学院生物科学51班
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第三章膜分离技术
膜分离基本技术
透析技术
超滤技术
微滤技术
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其它膜分离技术
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第一节膜分离基本技术
膜分离技术发展
20世纪30年代人们利用半透性纤维素膜开创了近代工业膜分离技术的应用。
20世纪60年代以后,不对称膜制造技术取得了很大进展,包括微滤、超滤、反渗透、电渗析、透析等的生物技术迅速发展,膜分离技术在生物物质的分离纯化过程中得到了越来越广泛的应用,而且随着膜材料科学和分离技术的进步,像液膜分离技术、液膜分离萃取技术、纳米分离技术等相继问世。
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第一节膜分离基本技术
膜分离与常规的分离技术相比
具有无相变化、能耗低、过程简单、不污染环境等优点
特别适用于生物物质、酶制剂及同分异构体等的分离。
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膜纵切面模式图
第一节膜分离基本技术
膜分离技术分类
膜分离技术主要包括透析、超滤、微滤、电渗析、反渗透等。各种膜分离过程的类型及特征如下表所示:
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第一节膜分离基本技术
膜分离过程的推动力是静压差、浓度差或者电位差,有的分离过程可能是几种推动力都兼而有之。
膜在分离过程中有三种功能:
物质的识别与透过,这是使混合物各组分之间实现分离的内在因素
界面作用,以膜为界面将透过液和保留液分为互不混合的两相
反应场作用,膜表面及孔内表面含有与特性溶质有相互作用能力的官能团,通过物理作用、化学反应或生化反应提高膜分离的选择性和分离速度。
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第一节膜分离基本技术
分离膜
分离膜应具备的基本条件为:好的选择透过性;良好的分离性能(即截留率高,透过率大);理化性能良好;污染小,使用寿命长;价廉易得。
各种分离膜按所使用的材质不同可分为无机材料膜和有机材料膜。
无机材料膜有陶瓷膜和不锈钢膜,
有机膜多为合成高分子材料膜,主要有纤维素类、聚矾类、聚烯烃类、聚酞胺类和芳香杂环类等。
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第一节膜分离基本技术
分离膜
分离膜的性能参数主要有:孔道特征、渗透通量、截留率和截留相对分子质量等。
孔道特征包括
孔径大小,孔径大小用最大孔径和平均孔径来描述
孔径分布,孔径分布指各种孔径的孔占全部孔的体积分数。
孔隙率,孔隙率是指孔体积占膜总体积的百分数。
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分离膜的孔径与种类