青霉素发酵液的预处理.pptVIP

* * 工业上多用于海水、苦咸水淡化、废水处理 生物分离中可用于氨基酸和有机酸等小分子的脱盐和分离纯化。 电渗析应用 * 7 渗透蒸发 渗透蒸发原理 它是利用膜与被分离有机液体混合物中各组分的亲合力不同（料液侧为疏水膜），而有选择性地优先吸附溶液某一组分，及各组分在膜中扩散速度不同，在膜两侧分压差的作用下达到分离的目的。 * 渗透蒸发原理示意图 　　　渗透蒸发膜　　　混合液 疏水膜 抽真空 * 特点： 不存在蒸馏法中的共沸点的限制，适合共沸点和挥发相差小的双组分分离。 与反渗透相比，渗透蒸发透过侧组分以气体存在，消除了渗透压的作用，可在低压下进行，适合高浓度混合物的分离。 渗透应用： 有机溶剂脱水、水的净化、有机混合物分离，低醇 酒生产。 渗透蒸发 * 过程 膜结构 驱动力 应用对象 实 例 微滤 对称微孔膜 0.05~10μm 压力差 消毒、澄清收集细胞 培养悬浮液除菌，产品消毒，细胞收集 超滤 不对称微孔膜 １~５0nm 压力差 大分子物质分离 蛋白质的分离/浓缩/纯化/脱盐/去热源 纳滤 复合膜＜1nm 压力差 Donna效应 小分子物质分离 糖/二价盐/游离酸的分离 反渗透 致密膜、复合膜＜1nm 压力差 小分子物质浓缩 单价盐/非游离酸的分离 透析 对称的或不对称的膜 浓度差 小分子有机物/无机离子 除小分子有机物或无机离子 电渗析 离子交换膜 电位差 离子脱除、氨基酸分离 海水淡化，纯水制备，生产工艺用水 渗透蒸发 致密膜 气压差 小分子有机物与水的分离 醇/乙酸与水分离，有机液体混合物分离（如脂烃与芳烃的分离等 几种膜分离技术的适用范围 * 三、表征膜性能的参数 孔的特征 水通量 截断分子量 pH适用范围 抗压能力 对热和溶剂的稳定性等 制造商通常提供这些数据 * 1 孔道特征-孔径 孔径常用泡点法测定。 将膜表面复盖一层溶剂（通常为水），从下面通入空气，逐渐增大空气压力，当有稳定气泡冒出时的压力，称为泡点压力 根据下式，即可计算出孔径： d＝4γ COSθ／P 式中d为孔径，γ为液体的表面张力，θ为液体与膜间的接触角，P为泡点压力。 孔径和孔径分布也可直接用电子显微镜观察得到，特别是微孔膜，其孔隙大小在电镜的分辨范围内。 * 显微镜下膜的照片 * 孔径分布是指膜中一定大小的孔占整个孔的体积百分数； 孔径分布数值越大，说明孔径分布较窄，膜的分离选择性越好。 1 孔道特征-孔径分布 * 孔隙度是指整个膜孔所占的体积百分数；孔隙度越大，流动阻力越小，但膜的机械强度会降低。 1 孔道特征-孔隙度 * 2. 截留率和截断分子量 膜对溶质的截留能力以截留率R来表示，其定义为 R＝1－ Cp／Cb 式中Cp和Cb分别表示在某一瞬间，透过液和截留液的浓度。 如R＝1，则Cp＝0，表示溶质全部被截留； 如R＝0，则Cp＝ Cb，表示溶质能自由透过膜。 * 得到的截留率与分子量之间的关系称为截断曲线。 质量好的膜应有陡直的截断曲线,可使不同分子量的溶质分离完全； 反之，斜坦的截断曲线会导致分离不完全。 * 分子形状：线状分子易透过，?线 < ?球； 吸附作用：溶质吸附于膜孔壁上，降低膜孔有效直径 浓差极化作用：高分子溶质在膜面沉积，使膜阻力?，较小分子溶质的截留率?，分离性能?。 温度/浓度，T? C?，使??，因为膜吸附作用?； 错流速度?，??，因为浓差极化作用?； pH、离子强度影响蛋白质分子构型，影响?。 影响截留率的因素 * MWCO与孔径 MWCO（球状蛋白质） 近似孔径（nm) 1000 2 10 000 5 100 000 12 1000 000 29 截断分子量:（MWCO）相当于一定截留率(通常为90％或95％)的分子量，随厂商而异。由截断分子量按可估计孔道大小。 * 渗透通量：纯水在一定压力，温度(0.35MPa，25℃)下 试验，透过水的速度L / h?m2。 JW = V / A t 同类膜，孔径?，水通量Jw?。 水通量Jw不能代表处理大分子料液的透过速度，因为大分子 溶质会沉积在膜表面，使滤速下降（约为纯水通量的10%） 由Jw的数值可了解膜是否污染和清洗是否彻底。 3. 渗透通量 * 1925年以来，差不多每十年就有一项新的膜过程在工业上得到应用 30年代 微滤 40年代 透析 50年代 电渗析 60年代 反渗透 70年代 超滤 80年代 纳滤 90年代 渗透汽化 概 述 * ★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