膜的應(yīng)用論文
論文導(dǎo)讀：它廣泛存在自然界，由于其含量都很低，早期化學(xué)合成方式率較低、成本較高，而且在生產(chǎn)中使用了危險(xiǎn)溶劑而無法應(yīng)用于食品工業(yè)。膜分離具有以下特性：操作條件溫和、低耗能、無相變、分離選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。應(yīng)用實(shí)例一：日本的Asahi醫(yī)學(xué)公司，首先將聚丙烯腈膜中空纖維化，并用于血液透析和血液透析過濾。
關(guān)鍵詞：膜，食品，工程，醫(yī)學(xué)
1. 在食品工業(yè)中的應(yīng)用
蛋白質(zhì)是生物體最重要的基本組成成分之一，氨基酸是構(gòu)成蛋白質(zhì)的基礎(chǔ)。γ-氨基丁酸即氨酪酸，是天然存在的、由非蛋白組成的氨基酸。它廣泛存在自然界，由于其含量都很低，早期化學(xué)合成方式率較低、成本較高，而且在生產(chǎn)中使用了危險(xiǎn)溶劑而無法應(yīng)用于食品工業(yè)。利用生物合成法生產(chǎn)氨絡(luò)酸，使其具有成本較低，使用較為安全等的優(yōu)點(diǎn)等，在食品工業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛。氨絡(luò)酸發(fā)酵液的分離純化是實(shí)現(xiàn)氨絡(luò)酸工業(yè)化生產(chǎn)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。膜分離具有以下特性：操作條件溫和、低耗能、無相變、分離選擇性好等優(yōu)點(diǎn)。因此利用生物合成法獲得高產(chǎn)量氨絡(luò)酸產(chǎn)品具有十分廣闊的前景。江南大學(xué)食品科學(xué)與安全教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過對乳酸菌的篩選和優(yōu)化，使發(fā)酵液中氨絡(luò)酸的含量最多可達(dá)540mg/100ml，為較高的水平。論文大全。盡管如此，發(fā)酵液中氨絡(luò)酸的濃度仍很低，通過分離純化提高氨絡(luò)酸的純度仍十分必要。經(jīng)過研究表明，采用超濾、稀釋過濾和納濾相結(jié)合的方法，能將發(fā)酵液中氨絡(luò)酸的純度提高至最初的3.75倍，總的回收率接近75%。若用殼聚糖絮凝加活性炭吸附預(yù)處理，再經(jīng)離子交換樹脂分離，可使發(fā)酵液中氨絡(luò)酸純度提高到最初的4倍以上，總的回收率可達(dá)64.2%。
2 .工程中的應(yīng)用
丙烯腈為生ABS/SAN、產(chǎn)腈綸、已二腈的主要原料，腈綸占我國丙烯腈消費(fèi)產(chǎn)品總量的50%以上，其次是ABS/SAN約占25%左右。丙烯氨氧化生產(chǎn)丙烯腈的工藝是1959年發(fā)明的。在丙烯氨氧化法生產(chǎn)丙烯腈的工藝中，產(chǎn)生的環(huán)境污染主要有以下幾種：一是廢氣污染，二是廢渣污染，三是廢水污染。由于丙烯氨氧化反應(yīng)是在流化床中進(jìn)行的，因此在反應(yīng)過程中不可避免造成催化劑的流失，而這些催化劑都是由一些重金屬組成的；另外，在生產(chǎn)丙烯腈過程中會產(chǎn)生含氰的大量廢水，還有反應(yīng)器急冷過程中產(chǎn)生的大量含氰廢水，其中應(yīng)器急冷過程中產(chǎn)生的含氰廢水比本文研究處理的這股廢水含氰量更高，COD含量高達(dá)40000mg/L以上，最高含量可達(dá)80000mg/L，處理起來也相當(dāng)困難，現(xiàn)在也只能焚燒處理。
制藥行業(yè)是最早使用膜分離技術(shù)處理含氰廢水的，在制藥行業(yè)一般產(chǎn)生的廢水相對來說都比較“干凈”，機(jī)械雜質(zhì)較少，氰根含量也比化工行業(yè)低，處理起來相對比較容易。因此從20世紀(jì)70年代，國外就有利用膜分離技術(shù)處理制藥行業(yè)含氰廢水，處理后廢水中氰根含量都小于1ppm，完全符合排放的標(biāo)準(zhǔn)。此方面最早實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的是德國一家制藥公司，在20世紀(jì)80年代創(chuàng)立了膜分離裝置。在過程中發(fā)現(xiàn)，原水中氰根含量大約為120～180ppm，經(jīng)過反滲透處理，排水中的氰根含量只有大概0.2ppm（歐共體標(biāo)準(zhǔn)外排廢水中CN-的濃度必須小于0.2ppm）�；竟に嚵鞒淌遣捎脙杉壋瑸V，然后經(jīng)過4級反滲透，裝置運(yùn)行最長周期超濾為18個(gè)月，反滲透為36個(gè)月。
3 .醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用
高分子分離膜在醫(yī)療衛(wèi)生上的應(yīng)用非常廣泛，從醫(yī)藥用純水的制備和蛋白質(zhì)、酶、疫苗的分離、精制及濃縮，到人工肝、人工肺、人工腎等人工臟器，都是以高分子膜作為分離過程的核心組件。
高分子分離膜在人工臟器上的應(yīng)用以人工腎的研究和開發(fā)最為廣泛，是人工臟器臨床應(yīng)用最成功的例子之一。由于它的主要功能就是排除血液中對人體有害的物質(zhì)，因而必須特別強(qiáng)調(diào)膜具有良好的血液相容性、透過性及適合臨床應(yīng)用的機(jī)械強(qiáng)度。
纖維素類膜對水有良好的透過性，能有效去除血液中對人體有害的小分子物質(zhì)如肌酐、尿素等，并具有一定的機(jī)械強(qiáng)度。又由于纖維素是天然的高分子材料，對人體基本上是安全的。論文大全。因而纖維素是研究開發(fā)最早、應(yīng)用最廣泛的重要血液透析膜。實(shí)際上纖維素類膜的商業(yè)化在很大程度上促成了血液透析成為常規(guī)的臨床治療方法。
聚丙烯腈是少數(shù)已臨床使用的合成高分子膜之一，同再生纖維素膜相比，聚丙烯腈膜對中等分子量物質(zhì)的去除能力強(qiáng)，超濾速率是前者的數(shù)倍，同時(shí)又具有優(yōu)良的耐菌、耐有機(jī)溶劑等特性。論文大全。應(yīng)用實(shí)例一：日本的Asahi醫(yī)學(xué)公司，首先將聚丙烯腈膜中空纖維化，并用于血液透析和血液透析過濾。該膜為不對稱膜，內(nèi)徑為200μm、壁厚50μm；應(yīng)用實(shí)例二：中國紡織大學(xué)用聚丙烯腈紡制出中空纖維，組裝成血液透析器，通過了臨床應(yīng)用。
隨著膜科學(xué)的發(fā)展和醫(yī)學(xué)的日益進(jìn)步，人們對血液凈化用膜材料的要求越來越高。預(yù)計(jì)到下個(gè)世紀(jì)初，可能研制出埋入式的高功能人工腎。這勢必將對現(xiàn)有的血液凈化用膜的性能提出新的挑戰(zhàn)。提高和擴(kuò)大高分子膜在血液凈化領(lǐng)域里的作用有兩種途徑：開發(fā)新的膜體系和對現(xiàn)有膜體系進(jìn)行改性，力求接近或達(dá)到生物膜的性能。
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