摘要：对于膜分离技术来说，其在生物化工中有着广泛的应用。这就应加强膜分离技术的研究力度，强化相关人员对膜分离技术的了解，确保相关人员能够在灵活应用膜分离技术的条件下顺利开展生物化工工程。鉴于此，本文对生物化工及膜分离技术进行了分析，以供参考。
关键词：生物化工；膜分离技术；应用
中图分类号：X703 文献标识码：A
引言
生物化工在我国医药行业和农业发展过程中起到非常重要的作用，这就应保证生物化工的实施效果，同时在其中应用膜分离技术，强化生物化工实施效果。
1生物化工的概述
在对生物化工进行深入研究的过程中，了解到生物化工是以实验为理论研究基础的工程项目，其中涉及的研究项目也比较多，常见的包括细胞工程、遗传工程以及酶工程等。在开展生物化工工程时，还需要相关人员对各个实验工程以及具体操作实施有效控制，确保后期生物产物质量效果和实验研究价值。就目前来看，生物化工在我国生物科技研究中有着较高地位，其可以凭借自身产出成本低和价值高等优势开展各项生物科技工程，减少生物科技工程在实施过程污染物产生量和能源物质消耗量，使得生物科技能够满足我国现有社会绿色环保发展要求。
2膜分离技术的原理
在20世纪初，膜分离的概念就已经出现了，在20世纪六七十年代，膜分离技术得到了发展。
膜分离技术的功能齐全，包括分离、浓缩、纯化和精制。该技术高效环保，过程相对比较简单，控制也比较容易，到目前为止，膜分离技术被充分应用到了各种行业，成为主要的分离技术，在分理科学中占据重要的地位。
分离的基本原理比较简单，在过滤的时候用泵加压，料液的流速就会以一定的值流过液膜，比膜截留相对分子质量大的不会透过膜，比膜截流相对分子质量小的物质就会透过膜，形成层析液。一般来说，膜的系统都会有两个出口：浓缩液的出口和层析液的出口。在过滤的时候，压力温度和离子的浓度都会影响过滤的速度。膜分离的过程是物理过程，有无相变化的优点，在不同的行业应用中，根据不同的情况选择不同的膜，使截留率和过滤的速度达到最佳，以提高生产的速度，同时降低成本。
3膜分离技术的分类
根据分离膜具有的不同构造和功能，一般将膜分离技术分为微滤(MF）、超滤(UF)、纳滤(NF)和反渗透(RO)四种。
3.1微滤(MF）
作为最早使用的膜分离技术，微滤用于在压力差推动下对气相或液相物质进行分离纯化，分离过程中利用多孔网状微滤膜的筛分作用，在静压差的驱动下截留气体或液体中的微粒、细菌及其他污染物，从而对物质进行分离纯化。微滤技术制备方便，价格便宜，应用范围广，目前在食品工业、水处理领域以及含油废水中油、脂等杂质的分离过程中已被广泛应用。
3.2超滤(UF)
在多种膜分离技术中，应用较多的便是超滤法，它可以迅速将污水中的多余物质过滤开来。超滤法的原理就是将压力转化为动力，根据污染物分子的质量不同，从而进行分类处理。超滤法不仅操作简捷，而且成本低、消耗少，同时效率高对于污染水中大颗粒物质较多的时候最为适用。
3.3纳滤(NF)
纳滤是以压力差为驱动力的一种新型膜分离技术，纳滤膜是带电荷的多孔薄膜，膜孔径大约为1nm，能够截留溶液中纳米级的颗粒物质，因而称为“纳滤”。纳滤膜是带电荷的多孔薄膜，因此纳滤的作用原理主要是电荷作用和筛分作用，分离过程受膜电荷性和孔径大小的影响。纳滤技术主要应用于饮用水的软化以及矿泉水的纯化，也可以对废水进行脱色。
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3.4反渗透(RO)
反渗透技术以压力差为推动力，利用反渗透膜的选择透过特性，通过在高浓度溶液侧施加大于溶液渗透压的外压力，使溶剂分子透过反渗透膜流向低浓度的一侧，从而对混合物进行分离，除去无机离子、胶体物质和大分子溶质。利用反渗透技术能获得较高的除盐率和水的回用率，目前被广泛应用于海水、苦咸水淡化及饮用水处理和中水回用领域中。
4膜分离技术的优点
4.1分离效果明显
在废水处理的过程中，膜分离技术可以通过沉淀、挤压等物理操作将微小的有害物质、细菌等从废水中分离开来，对废水实现净化处理，同时消耗资源较少，分离效率很高。对于传统的蒸馏分离法，在对废水进行处理的过程中，如果环境不符合要求，会改变水中的有机物状态，破坏水结构。但是膜分离技术却不依赖于外部环境，在常规的温度环境下也可将废水中的杂质分离出来，整个分离过程受外部环境影响较小，可以轻松实现自动化处理。
4.2膜分离过程
膜分离技术最大的特点之一便是操作简单，适用性较强，对环境要求较低，同时需要用到的设备也不多，操作方便。一般情况下，在室内便可以完成膜分离的过程，完成之后，既不会对实验设备产生磨损，也不需要工作人员对实验设备定期检修巡查，从经济成本上来说，降低了人工成本以及设备成本。新世纪以来，膜分离技术相对成熟，处理废水的时候较为稳定，同时避免了复杂的操作过程，而且经过分离之后的水质也非常干净，对水中含有的有机物没有任何损伤与破坏。
5膜分离技术在生物化工中的运用
通过多膜分离技术的分析可以发现，可以有效防治热敏性物质失火、失效等，在生物化工行业中得到了广泛运用。首先，我国在反射膜技术使用中已达到了世界的先进水平。反渗膜技术的脱盐率达到了99.7%，而且整个技术中的抗氧化以及抗污染能力较强，实验成本较低，充分满足生物化工产业的发展需求。通过这一技术的运用，可以加快我国海水淡化以及工业废水的处理效率，为我国生态环境的可持续发展提供支持。其次，PVC合金中的中空纤维膜技术也达到先进水平。由于PVC成本较低，原材料丰富，通过PVC合金中的中空纤维膜的使用，可以达到抗污染强、强度高等优势，而且具有十分明显的环保价值，满足环境的生态化发展需求。因此，该种技术被我国广泛的运用在饮用水的深度处理之中，充分保障了人们饮用水的安全。而且，这种技术与传统技术相比，可以彻底清除水中的重金属、微生物等，实现饮用水的安全性。再次，TIPS法PVDF中空制膜工艺已经成熟。对于这种技术而言，TIPS法存在着工艺简单、膜孔径分布狭窄的优势，而且，所制膜的品质均匀，可充分满足我国工业产业的发展需求。第一，将膜分离技术运用在氨基酸生产中，可以通过超滤法去除细菌以及热源，之后采用超滤技术对粗酶液进行处理，实现低分子以及盐类在膜孔中渗出，达到浓缩的目的。第二，将膜分离技术运用在低分子量发酵产品之中，可以通过分离以及浓缩技术的综合运用，达到产品发酵的目的。所以可以发现，在现阶段生物化工产业中，通过膜分离技术的使用，可以实现分离效率高、节能以及设备操作简单的目的，满足多种生物化工的生产需求。
结束语
在科技发展水平不断提升的条件下，生物化工产业也受到人们高度重视。而在开展一系列生物化工工程时，还需要按照生物化工要求进行一系列分离工作，这就应在其中应用膜生物技术，强化分离工作在生物化工中的作用效果，继而实现生物化工工程顺利开展的目标。而且应用于生物化工中的膜分离技术种类繁多，这就应保证相关人员对各种膜分离技术有所掌握，确保各类膜分离技术在生物化工中发挥自身最大的作用。
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论文作者:汪磊
论文发表刊物:《城镇建设》2019年第17期
论文发表时间:2019/10/18
标签：技术论文; 膜分离论文; 生物化工论文; 超滤论文; 物质论文; 滤膜论文; 工程论文; 《城镇建设》2019年第17期论文;