2020年超滤技术及环境保护中的应用论文

超滤技术在环境保护中的应用膜技术作为一项高新技术，在发达国家已经广泛应用于制药、生物化学、乳制品、食品饮料、化工和环境保护等领域。我国在膜的应用和发展方面已经做了一些工作，但仍有相当大的潜力。超滤的技术原理类似于机械筛选。当溶液系统通过水泵进入超滤器时，在超滤器膜表面发生分离，溶剂和其他小分子量溶质透过滤膜，而大分子溶质和微粒(蛋白质、细菌、胶体等)则透过。)被滤膜堵塞并富集，从而达到分离、纯化和浓缩产品的目的。超滤器的选择应根据具体的分离目的、要求和其他条件进行精心选择。适当的选择会事半功倍。然而，选择不当会事半功倍，甚至对超滤技术失去信心。目前国内外对超滤膜性能表征没有统一的测试标准，因此不同厂家的产品在标定为相同截留分子量的超滤膜时，实际性能可能会有很大差异。用户应该选择理想的超滤膜，更明智的选择是在生产厂家进行膜筛选实验。此外，膜企业还应向用户提供过滤膜切割分子量的校准方法、使用的标准材料、膜材料以及选择测试服务等信息。这些服务主要包括膜的选择，包括膜切割分子量和膜材料的选择，膜超滤过程，包括操作方式、操作压力、操作温度、膜表面流速和膜设备组装方式等。本文综述了上海应用物理研究所在膜技术应用及其在工业生产和环境保护中的一些工作，为超滤技术在生产实践中的应用提供参考。研究表明，在注射液的制备过程中加入活性炭不能完全吸热，切向流超滤系统更有利于去除热原。在黄芪注射液的生产中，通常采用活性炭吸附法去除热原。然而，通过这种方法，黄芪的损失相对较大。上海应用物理研究所与两家制药公司合作，采用超滤技术去除黄芪注射液中的热原，取得了良好的效果。超滤技术在上海厂家已应用多年。氨基酸除热原是上海应用物理研究所的又一成功应用项目，处理规模为1t/h，超滤后氨基酸溶液透光率由50%60%提高到100%。活性成分未发生变化，经上海市药品检验所检测的滤液热原为阴性。生化产品一般是生物活性物质，主要包括动物血液、动物器官和植物。在生化产品的生产过程中，提取的物质需要纯化或浓缩，提取物的分离纯化直接关系到产品的性能和经济性。传统的纯化方法有大孔树脂离子树脂法、醇沉法等。以及通过薄膜蒸发浓缩等。其中一些方法使用起来很复杂，而另一些方法能耗高，化学试剂消耗量大。超滤可以代替吸附树脂去除大分子蛋白质和其他杂质，因此膜分离技术已广泛应用于这一领域进行纯化和浓缩。2.1膜分离技术在生化产品中的应用特点：(1)在分离和浓缩过程中不加热，减少了闭环操作过程中空气中氧气的影响，而热量和氧气对生化产物的活性有很大影响。(2)超滤过程简单，加压、反复运输，工艺简单。(3)当分离水时，因为没有相(5)因为物质仅穿过厚度约为1的膜。在迁移通过薄膜的过程中，该物质不会改变其性质。生化制药领域应用最广泛的膜分离技术是“浓缩-脱盐”。超滤技术用于浓缩生化产品。在浓缩过程中，水和无机盐通过超滤膜，而生化产品不能通过滤膜富集。这个“浓缩-脱盐”过程是同时完成的。根据产品含盐量的要求，可以通过多次少量加入溶剂进行进一步脱盐。理论上，无机盐含量可以降低到零。2.2超滤在生化制药和发酵工业中的一些应用实例：(1)超氧化物歧化酶浓缩超滤用于超氧化物歧化酶的生产，主要是浓缩低含量的原料液。超滤可将超氧化物歧化酶的效价浓缩8-10倍，收率85%-90%。上海应用物理研究所研究了膜材料、膜切割分子量、操作压力和膜表面流速对超滤速度的影响。结果表明，除了选择合适的膜切割分子量外，膜材料是影响超氧化物歧化酶超滤浓度的一个极其重要的因素，必须给予足够的重视。(2)鸡冠透明质酸浓缩透明质酸是一种分子量分布广泛的酸性多糖。在低浓度下，分子之间有很强的相互作用，因此它具有高的特性粘度。通常的制备方法是将鸡冠脱水干燥，去除血渍，均质，提水，过滤，酶解滤液，用乙醇沉淀，脱水干燥。在上述方法中，醇沉淀过程消耗大量的醇。通过引入超滤技术，酶解液先经超滤浓缩，再经酒精沉淀，可以大大降低酒精的消耗，降低成本。(3)肝素钠的提纯和浓缩肝素钠的生产在中国已有近30年的历史。超滤技术已广泛应用于肝素钠的精制。酶解树脂吸附法是粗品生产中常用的方法。即酶解吸附洗涤洗脱沉淀干燥。在上述过程中，醇沉前洗脱液的超滤浓缩可以大大减少洗脱液的体积，减少乙醇的消耗。超滤在肝素钠生产中的另一个应用是在精制产品生产中，用较高截留分子量的超细滤膜预过滤，然后用截留分子量为6000的纳滤膜浓缩。该应用方法已在山东省枣庄市成功应用。(4)小牛胸腺素的纯化经过生化提取，小牛胸腺素作为原料药，必须进行纯化，尤其是除去过敏物质，而过敏物质的分子量一般超过10000，因此，膜技术是最合适的，通常采用粗滤的工艺提取，然后将滤液通过大孔径超滤膜或微孔膜过滤，除去大分子蛋白质等杂质，最后通过截留分子量为10000的超滤膜过滤除去过敏物质。分离过程可在常温或低温下进行，操作简单。(5)纤维素酶浓缩在纺织工业和饲料工业中有重要应用。超滤技术可用于浓缩和脱盐。目前，上海植物生理研究所等十多家生产企业使用核研究所的超滤浓缩纤维素酶，经济效益显著。(6)核苷酸纯化有不同的生产方法。膜法生产核苷酸的工艺流程如下：酵母提取核酸-酶解-离心分离-超滤-纳滤浓缩-喷雾产物。该工艺具有操作简单、成本低的特点。新鲜酵母抽提物用板框超滤机超滤，超滤液可直接喷雾，省去了浓缩工序，节能效果显著。的灰分含量食品工业是超滤的一个重要应用领域。酱油生产中采用超滤技术代替传统的杀菌工艺。在实现杀菌的同时，可以过滤掉酱油中会引起沉淀的物质，不仅可以改善酱油的风味，还可以达到外观清澈透明的效果。在江南地区传统黄酒的改造中，通过与相关单位的合作和超滤技术，成功开发了“清酒”。该酒在色、香、味和澄清度方面达到了“日本清酒”的水平，受到了中国专家和国际友人的广泛赞誉。采用超滤技术对人参精华素口服液和水解珍珠口服液进行纯化和澄清，可使口服液澄清透明，长期储存不沉淀。将超滤技术应用于甜菊糖苷的提取和生产中，可以简化工艺，明显提高产品的吸湿性和纯度。此外，在花生蛋白的浓缩和食醋的澄清方面取得了大量的实验结果，证明了超滤的可行性。环境保护领域的一个成功应用实例是印钞废水的处理。废水中含有表面活性剂、碱和成分复杂的油墨颗粒。经过超滤处理后，过滤后的水可以回用，既解决了环保问题，又产生了较高的经济效益，节约了大量的表面活性剂和烧碱。超滤是膜技术在环境保护领域的又一成功应用。上海宝山钢铁总厂冷轧厂引进管式超滤膜投入运行已有十多年。在此期间，上海应用物理研究所还与宝钢总厂合作，采用板框超滤膜处理废乳化液，并进行连续中试运行。为进一步实现管式膜的国产化积累了宝贵的经验，奠定了基础。综上所述，超滤膜在大、小分子液体的分离甚至固液分离中有着广阔的应用前景。国内的应用和发展还不够深入，还有很大的发展空间和潜力。在膜技术专家的努力下，在各行业专家学者的支持和帮助下，膜技术的应用必将达到一个新的阶段，膜技术必将为国民经济的发展和技术进步做出重大贡献。雷。现代膜分离技术的研究进展。广州化学工业，xx，(8): 51-52。张亚男。注射生产中热原控制的分析。化学管理，xx，(9): 84。袁帅、张。膜分离技术在生化产品制备中的应用。湘潭师范大学学报(自然科学版)，第二十卷第1期：第54-56页。许建新，宁，等.我国聚醚砜超滤膜的研究与发展综述. J.北京：中国纺织工业出版社.水净化技术，XX (3): 22-30。吴开芬，郭学弟，李树申，等.印钞厂搓揉液超滤处理的研究J