天津商业大学：《生物工艺学》课程PPT教学课件（下）第十七章 膜分离技术

膜分离技术

膜分离技术

◼ 膜分离法系指以压力为推动力，依靠膜的 选择性，将液体中的组分进行分离的方法。 膜过滤法的核心是膜本身，膜必须是半透膜， 即能透过一种物质,而阻碍另一种物质

◼ 膜分离法系指以压力为推动力，依靠膜的 选择性，将液体中的组分进行分离的方法。 膜过滤法的核心是膜本身，膜必须是半透膜， 即能透过一种物质,而阻碍另一种物质

Membrane Nomenclature Feed Retentate (residue) （截留液） Permeate 透过液

Membrane Nomenclature Feed Retentate (residue) （截留液） Permeate 透过液

膜分离技术的类型 以推动力的过程分类 ◼ 以浓度差为推动力的过程： 透析技术(Dialysis, DS) ◼ 以电场力为推动力的过程： A电透析，B离子交换电透析 ◼ 以静压力差为推动力的过程： A微滤(microfiltration)，B超滤(untrafiltration)， C反渗透(reverse osmosis) ◼ 以蒸气压差为推动力的过程： A膜蒸馏，B渗透蒸馏

膜分离技术的类型 以推动力的过程分类 ◼ 以浓度差为推动力的过程： 透析技术(Dialysis, DS) ◼ 以电场力为推动力的过程： A电透析，B离子交换电透析 ◼ 以静压力差为推动力的过程： A微滤(microfiltration)，B超滤(untrafiltration)， C反渗透(reverse osmosis) ◼ 以蒸气压差为推动力的过程： A膜蒸馏，B渗透蒸馏

以分离应用领域过程分类 微滤(micro-filtration, MF) 超滤(untra-filtration, UF) 反渗透(reverse osmosis, RO) 透析(Dialysis, DS) 电透析(electro-dialysis, ED) 纳米膜分离(NF) 亲和过滤(affinity filtration, AF) 渗透气化(pervaporation, PV

以分离应用领域过程分类 微滤(micro-filtration, MF) 超滤(untra-filtration, UF) 反渗透(reverse osmosis, RO) 透析(Dialysis, DS) 电透析(electro-dialysis, ED) 纳米膜分离(NF) 亲和过滤(affinity filtration, AF) 渗透气化(pervaporation, PV

膜分离法与物质大小的关系

膜分离法与物质大小的关系

透析和反渗透 ◼ 透析是以膜两侧的浓度差为传质推动力， 从溶液中分离出小分子物质的过程。在 生物分离中主要用于蛋白质的脱盐。 ◼ 反渗透是在透析膜浓度高的一侧施加大 于渗透压的压力，利用膜的筛分性质， 使浓度较高的溶液进一步浓缩。用于海 水淡化，药物浓缩，纯水制造

透析和反渗透 ◼ 透析是以膜两侧的浓度差为传质推动力， 从溶液中分离出小分子物质的过程。在 生物分离中主要用于蛋白质的脱盐。 ◼ 反渗透是在透析膜浓度高的一侧施加大 于渗透压的压力，利用膜的筛分性质， 使浓度较高的溶液进一步浓缩。用于海 水淡化，药物浓缩，纯水制造

微滤和超滤 微滤和超滤都是利用膜的筛分性质，以压差 为传质推动力，主要用于截留固体微粒和高分子 溶质。 微滤广泛用于细胞、菌体等的分离和浓缩， 操作压力通常为0.05-0.5MPa。 超滤适用于1-50nm的生物大分子的分离， 如蛋白质、病毒等。操作压力常为0.1-1.0MPa

微滤和超滤 微滤和超滤都是利用膜的筛分性质，以压差 为传质推动力，主要用于截留固体微粒和高分子 溶质。 微滤广泛用于细胞、菌体等的分离和浓缩， 操作压力通常为0.05-0.5MPa。 超滤适用于1-50nm的生物大分子的分离， 如蛋白质、病毒等。操作压力常为0.1-1.0MPa

电渗析 电渗析是利用 分子的荷电性质和 分子大小的差别进 行分离的膜分离法， 可用于小分子电解 质的分离和溶液的 脱盐

电渗析 电渗析是利用 分子的荷电性质和 分子大小的差别进 行分离的膜分离法， 可用于小分子电解 质的分离和溶液的 脱盐

◼ 早在19世纪中叶，己 用人工方法制得半透 膜，但由于透过速度 低、选择性差和易阻 塞等原因，未能应用 在工业上。 ◼ 1960年Loeb和 Sourirajan获得一种 透过速度较大的膜， 具有不对称结构

◼ 早在19世纪中叶，己 用人工方法制得半透 膜，但由于透过速度 低、选择性差和易阻 塞等原因，未能应用 在工业上。 ◼ 1960年Loeb和 Sourirajan获得一种 透过速度较大的膜， 具有不对称结构