食品分離技術(shù)---膜分離解析word版本

1、食品分離技術(shù)-膜分離解析（二）膜分離技術(shù)（二）膜分離技術(shù)n概念概念：借助于一定孔徑的各種高分子薄膜，將不同大小、不同形狀和不同特性的物質(zhì)顆?；蚍肿臃蛛x的技術(shù)，統(tǒng)稱為膜分離技術(shù)。n膜材料膜材料：膜分離所使用的薄膜主要是丙烯腈、醋酸纖維素、硝酸纖維素、賽璐玢及尼龍等高分子聚合物制成的高分子膜，有時(shí)也可用動(dòng)物膜和羊皮紙等。n分類分類：根據(jù)物質(zhì)顆?；蚍肿油ㄟ^(guò)薄膜的原理和推動(dòng)力原理和推動(dòng)力的不同，膜分離可分為3大類。 n1、加壓膜分離 n2、電場(chǎng)膜分離 n3、擴(kuò)散膜分離1 1、加壓膜分離、加壓膜分離n加壓膜分離加壓膜分離是以薄膜兩邊的流體靜壓差流體靜壓差為推動(dòng)力的膜分離技術(shù)。已在科研和生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。在

2、靜壓差的推動(dòng)下，小于孔徑的物質(zhì)顆粒穿過(guò)膜孔，而大于孔徑的顆粒被截留。n根據(jù)所截留的顆粒大小的不同，加壓膜分離可分為3種。 n（1）微濾n（2）超濾n（3）反滲透（1 1）微濾）微濾n又稱微孔過(guò)濾微孔過(guò)濾。微濾膜截留的物質(zhì)顆粒直徑為0.22m。n過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)：微（孔）濾膜、微孔陶瓷濾筒。n操作壓力操作壓力： 0.1MPan應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于分離細(xì)菌、灰塵細(xì)菌、灰塵等光學(xué)顯微鏡可看到的物質(zhì)顆粒。在無(wú)菌水、軟飲料、礦泉水等的生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用。（2 2）超濾）超濾n又稱超過(guò)濾超過(guò)濾。是借助于超濾膜超濾膜將不同分子量的物質(zhì)分離的技術(shù)。超濾膜截留的顆粒直徑從202000A（0.020.2m），相當(dāng)于分

3、子量10005105道爾頓。道爾頓。n過(guò)濾介質(zhì)過(guò)濾介質(zhì)：超濾膜n操作壓力操作壓力： 50700kPan應(yīng)用：應(yīng)用：主要用于分離病毒和各種大分子病毒和各種大分子。在酶工程、生化藥物等領(lǐng)域已廣泛使用。超濾技術(shù)在酶工程方面應(yīng)用，不僅使使酶得以分離純化，還達(dá)到酶液濃縮的目的，特別適用于液體酶得以分離純化，還達(dá)到酶液濃縮的目的，特別適用于液體酶制劑的生產(chǎn)酶制劑的生產(chǎn)。但對(duì)超濾膜的要求較高，對(duì)于那些需要小分子輔酶的酶的生產(chǎn)不適用。 （3 3）反滲透）反滲透n反滲透膜的孔徑小于小于20A20A，被截留的物質(zhì)分子量小于小于10001000道爾頓道爾頓，操作壓力為0.70.713MPa13MPa。主要用于分離各

4、種離各種離子和小分子子和小分子物質(zhì)。在海水淡化、純水精制等方面使用。 2 2、電場(chǎng)膜分離、電場(chǎng)膜分離n電場(chǎng)膜分離是在半透膜的兩側(cè)分別裝上正、負(fù)極，在電場(chǎng)作用下，小分子的帶電物質(zhì)或離子向著與其本身所帶電荷相反的電極移動(dòng)，透過(guò)半透膜，而達(dá)到分離的目的。電滲析和離子交換電滲析即屬于此類。 （1 1）電滲析）電滲析n分離原理分離原理：用二塊半透膜二塊半透膜將電滲析槽分隔成3個(gè)室，兩塊膜之間的中心室通入待分離的溶液，在兩側(cè)的室中裝入水或緩沖液并分別裝上正、負(fù)極。接通直流電源后，中心室溶液中的陽(yáng)離子向陰極移動(dòng)，透過(guò)半透膜到達(dá)陰極槽，而陰離子則移向陽(yáng)極槽，從而達(dá)到分離。n操作條件操作條件：滲析時(shí)要控制好電壓

5、和電流強(qiáng)度。滲析開(kāi)始的一段時(shí)間內(nèi)，由于中心室溶液的離子濃度高，電壓可低些，當(dāng)中心室離子濃度較低時(shí)，要適當(dāng)升高電壓。n應(yīng)用應(yīng)用：主要用于酶液或其他溶液的脫鹽脫鹽、海水淡化、純水制備及其他帶電荷的小分子的分離。也可將凝膠電泳后的含蛋白質(zhì)或核酸等凝膠切開(kāi)，置于中心室，經(jīng)電滲析，使帶電荷的大分子與凝膠分離。 （2 2）離子交換電滲析）離子交換電滲析n離子交換膜電滲析的裝置與一般電滲析相同，只是以離子離子交換膜交換膜代替一般的半透膜。n離子交換膜的選擇透過(guò)性比一般半透膜強(qiáng)選擇透過(guò)性比一般半透膜強(qiáng)，一方面由于膜的孔徑大小不同，只讓小于孔徑的顆粒透過(guò)，而把大于孔徑的物質(zhì)截留；另一方面由于膜上帶有某種基團(tuán)，根

6、據(jù)同性電荷相斥、異性電荷相吸的原理，只讓帶異性電荷的顆粒透過(guò)，而把同性電荷的物質(zhì)截留。n離子交換膜電滲析在海水淡化、溶液脫鹽以及從發(fā)酵液中分離純化檸檬酸等方面應(yīng)用。 3 3、擴(kuò)散膜分離、擴(kuò)散膜分離n概念：概念：擴(kuò)散膜分離是利用小分子物質(zhì)的擴(kuò)散作用，不斷透過(guò)半透膜到膜外，而大分子被截留，達(dá)到分離目的。擴(kuò)散膜分離主要是指透析透析n膜材料膜材料：透析膜可用動(dòng)物膜、羊皮紙、火棉膠或賽璐玢等制成。使用時(shí)可做成透析管、透析袋或透析槽等形式。n透析方法：透析方法：透析時(shí)，樣品液裝在透析袋內(nèi)，袋外是水或者緩沖液，在一定的溫度下，透析一段時(shí)間使小分子物質(zhì)從透析袋內(nèi)透出到袋外。必要時(shí)，袋外的水或緩沖液可以更換，或連續(xù)補(bǔ)充水或緩沖液，而同時(shí)連續(xù)排出滲出液，以提高效果。n應(yīng)用：應(yīng)用：透析主要用于酶、蛋白質(zhì)、核酸等生物大分子的分離純生物大分子的分離純化化，從中除去小分子物質(zhì)，也可用于溶液的脫鹽脫鹽n特點(diǎn)：特點(diǎn)：透析設(shè)備簡(jiǎn)單、操作方便，但透析時(shí)間長(zhǎng)。若不更換水或緩沖液時(shí)，只擴(kuò)散到膜內(nèi)外平衡為止；透析結(jié)束時(shí)，透析袋內(nèi)的保留液體