生物工程专题讲座结课论文(2)

生物工程专题讲座结课论文

摘要：生物技术的发展，为人类提供了丰富多彩的生物产品。多数生物技术产品的生产过程是由菌体选育—菌体培养（发酵）—预处理—浓缩—产物捕集—纯化—精制等单元组成。习惯上将菌体培养以前的过程称为“上游工程”，与之相应的从发酵液、反应液和培养液中分离、精制有关产品的过程称为生物分离工程（Bio-Separations Engineering）亦称下游技术（Downstream Processing）

生物分离工程在生物技术中起着关键作用：一方面生物技术（基因工程、细胞工程）的新成果没有合适的提取和精制的方法就不能转化为生产力。另一方面，如果提取和精制方法落后，收率太低，成本太高，其生物产品的竞争力就不强（如甘油、衣康 酸等）。

关键词：生物分离 膜分离 离子交换 色层分离 集成化

新型分离方法的研究与开发

①膜分离技术完善与推广应用

②离子交换技术

③色层分离技术

④复合（集成）分离技术的研究

一．膜分离

1960年Loeb和Sourirajan制备出第一张具有高透水性和高脱盐率的不对称反渗透膜，是膜分离技术发展的一个里程碑。自此以后，不仅在膜材料范围上有了极大扩展，而且在制膜技术、组件结构及设备研制方面也取得了重大进展。 膜分离的概念：利用膜的选择性（孔径大小），以膜的两侧存在的能量差作为推动力，由于溶液中各组分透过膜的迁移率不同而实现分离的一种技术。

1.膜的分类

按孔径大小：微滤膜、超滤膜、反渗透膜、纳滤膜

按膜结构：对称性膜、不对称膜、复合膜

按材料分：天然高分子材料膜、合成高分子材料膜、无机材料膜

2.膜分离的特点：

①操作在常温下进行；

②是物理过程，不需加入化学试剂；

③不发生相变化（因而能耗较低）；

④在很多情况下选择性较高；

⑤浓缩和纯化可在一个步骤内完成；

⑥设备易放大，可以分批或连续操作。

3.根据膜的孔径不同又可分为：微滤、超滤、纳滤和反渗滤（图一）

微滤和超滤都是利用膜的筛分性质，以压差为传质推动力，只是膜的孔径不同。 ① 微过滤（Micro-filtration, MF） 亦称精密过滤，膜孔0.05-10μm，可以除去所有的微生物，在生物工业中主要的应用如下：

a. 无菌空气的制备

b. 液体生物产品的澄清、除浊