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摘要:随着科学技术的不断发展,生物化工技术也比以往有了更大的进步,生物化工技术在新兴的科学技术领域占据着重要的位置,促进着社会很多领域的发展。生物化工技术如果要实现产业化的发展进程,就必须深入的研究分离技术,而膜分离技术是分离技术中最具发展前景的技术之一,本文就生物化工及膜分离技术作了相关的分析和阐述。
关键词:生物化工;膜分离技术;分析
生物化工技术是新兴科学技术领域的重要代表,是当前最为先进的高新技术之一,生物化工技术是众多技术所构成的技术群。目前,深入的研究生物化工技术已经成为了世界各国的重要科研目标,现阶段,生物化工技术主要应用于生物医药领域和农业领域,是应用性极强的高新科技手段。膜分离技术是生物化工技术的重要组成部分,可以看作是一种加工技术,膜分离技术的发展关系着生物化工技术是否能够全面的实现产业化,对生物化工技术的发展是具有重要的意义的。
一、生物化工技术分析
生物化工技术的发展需要通过大量的实验研究来加以实现,是一门极为系统和复杂的高新科学技术。生物化工技术是生物技术和化学技术的有机融合,是生物技术的重要组成部分,可以促进生物技术的进一步发展,因此,对于生物化工技术的研究和分析一直是世界各国的重要研究课题。生物化工技术的发展需要各个领域的理论知识作为基础,比如细胞工程理论、综合技术工程理论以及遗传工程理论等。
通过生物化工技术所产生的产品具有很多的优势,产品的实用价值非常高,其生产的成本却很低,可以解决人类社会的很多问题,比如健康、资源、环保和食物等问题。抗生素就是通过生物化工技术所生产出来的,抗生素的出现也促进了生物医药产业的迅速发展。随着时代和科技的发展,生物化工技术也逐步的成为了一门独立的生物技术体系,在当今的时代,生物化工技术已经渗入到了社会的很多领域,比如农业生产领域、生物医药领域、化妆美容领域、环境治理领域以及中医药提取领域,对社会经济的发展具有很强的推动作用。
二、膜分离技术分析
生物化工领域最为关键的就是生物化工分离过程,生物化工分离过程通常就是指从发酵液中分离出生物产品,它是生物化工技术实现产业化最为关键的环节,因为生物产品是由悬浮液中分离出来的,在悬浮液当中存在大量的杂质,需要通过分离加工的过程将杂质过滤掉,只有这样才能生产说出符合要求的生物产品。在生物化工分离过程中,膜分离技术起到了重要的作用,大大的减少了过滤介质的阻力。
(一)膜分离技术概述
膜分离技术是生物化工技术的重要组成部分,具有很好的发展前景,所以膜分离技术也是当今世界各国重点研究的技术项目。膜分离技术是一种新兴的科学技术,随着研究的深入,其应用的范围也在不断的扩大,目前已经被应用在了环保、生物技术、生物医药、能源以及化工等领域,其应用效果极强。
我国从上个世纪六十年代就开始了对膜分离技术的研究,经过了多年的研究和分析,我国的膜分离技术得到了长足的发展,也取得了很多的研究成果,目前我国的膜分离技术已经逐步的达到了国际先进水平。
(三)膜分离技术的优点
膜分离技术的原理是指利用半透膜的作为障碍层对混合物中的不同组分进行分离提纯。因为半透膜具有渗透的作用,其滤膜的孔隙大小也不同,所以可以达到分离提纯的效果。膜分离技术有很强的技术优势,第一,膜分离技术操作起来比较简单,技术装置简单,技术流程也容易控制,投入和维修的成本也不高。第二。膜分离技术的实施过程不会引起相变,不但能耗低还不会造成二次污染。第三,膜分离技术可以在低温下操作,可以将热敏感物质进行分离提纯。第四,膜分离技术的适用对象非常的广泛,其回收率也很高。第五,膜分离技术在实施的过程中不用添加任何化学物质,透过液也可以循环使用,不但减少了技术成本,还不会对环境形成严重的污染。
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(四)膜分离技术的种类
在当今的生物化工领域,主要的膜分离技术有超滤技术、微滤技术、反渗透技术、电渗析技术以及液膜技术等。随着时代的发展,膜分离机技术的效率越来越高,在现阶段的生物化工分离技术中占据着相当重要的位置。目前,随着膜分离技术的逐步成熟,已经可以替代以往传统的分离技术,传统的分离技术不但操作复杂,资金投入也比较大,膜分离技术的出现,使分离技术又迈上了一个新的台阶。
(五)膜分离技术在应用中存在的问题
膜分离技术是一种很好的分离技术,也具备很多的优点,但是膜分离技术在生物化工领域的应用也存在一些问题,首先,在膜分离技术的实施过程中,半透膜的表面很容易受到污染,在半透膜的表面会形成一层附着层,从而使半透膜的透水率大幅的降低,出现浓差极化的现象,使半透膜的整体性能降低了。针对浓差极化的现象,相关的专家做了很多的实验研究,发现可以使用错流流程来减小浓差极化的现象,错流流程的原理是使滤液的主体水平的流过半透膜的表面,同时使过滤液垂直的通过半透膜的表面,以此来减少浓差极化的现象。其次,在膜分离技术的实施过程中,半透膜很容易出现被污染的状况,被污染的半透膜的透水率会逐渐的降低,针对这一情况,就要及时的清洗半透膜的污染物,目前比较常见的清洗方法有两种,一种是高流速水清洗法,另一种是化学清洗剂清洗法,这两种清洗方法都可以有效的提高半透膜的透水率。
膜分离技术在生物化工领域的应用性很强,但是由于生物化工领域的产品是很多样化的,不同的生物产品对膜分离过程也会造成不同的影响,所以膜分离技术在未来的发展中,要针对不同的生物产品深入的研究和分析,逐步减少生物产品对膜分离过程造成的影响。
(六)膜分离技术的应用进展
随着科学技术的不断发展,膜分离技术在生物化工领域的应用越来越广泛。第一,膜分离技术可以有效的去除医药用水中的热源,所使用的技术方式是反渗透法和超滤法。另外,使用超滤法不但可以去除医药用水中的热源,还可以除菌。第二,使用超滤法还可以高效的处理粗酶液,通过半透膜可以有效的渗除粗酶液中的低分子、盐类物质以及水分,以此来得到高纯度的酶。第三,膜分离技术可以高效率的分离和提纯低分子量发酵产品。第四,膜分离技术可以制作多种类型的膜反应器。
膜分离技术不但高效节能,技术设备也比较简单,所以才会在生物化工领域备受关注,相关的专家也在不断的通过研究来逐步的完善膜分离技术,现阶段,膜分离技术最大的研究课题就是如何提高膜分离的性能,相信在未来,通过科学技术的发展,该研究课题一定会有很大的进展,膜分离技术的应用效果也会越来越强,技术手段也会不断的推陈出新,为生物化工技术的发展提供助力。
三、结束语
综上所述,膜分离技术是生物化工领域尤为重要的技术手段,是具有很好的发展前景的,在未来,膜分离技术的应用会越来越广泛,技术手段也会越来越完善,会更好的为社会的各个领域服务,从而促进生物化工技术的可持续性发展,为社会的进步做出巨大的贡献。
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论文作者:周洵彪
论文发表刊物:《基层建设》2018年第21期
论文发表时间:2018/8/13
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