国外膜分离法的发展新动向

■簟t11I·COTINUiNG ENGINEERING EDUCATION 国外膜分离法的发展新动向 近年来随着膜分离法实用化的发展，有些情况 虽然 不象预测 B样乐观，然而确实已在备种用途方 面开花镭果，缚别在生物方面，嗟作为一种手 段．成果最太。 众所周知，膜分离法已在下到三方面获得牛L实 的应用t从涂料生产流水线中的水洗液 中回 收 诛 睾斗，改良乳酪农尉产品的生产工序，以及 为Ic等 电子零件制造超纯水与无菌水。 近年 ．膜为什么不象预计那样获得 快 速 发 展 昵?其主要的原因是，目前的膜要满足与适应上述 需要．特别是生物工程方面的需要．还存在着很大 的问题 亦即，膜会被过滤物质所污染。 本文简述近年来膜在如何解决上述问题方面的 新发展。 一 硬研究的开震动向 1． 在鼻凌曩污采方面所作的努力 近来有不少实例报道：由于污染而使膜的经济 价值受到损失，其中尤以电诛涂料从阳离子变成阴 离子时，最为明显。表 l为Matthiassoa等 ^ 汇 总的一张被污染膜I三【及用处理液进行处理的结果。 出谈表可知，处理液按膜材科的不同而异。这里， 膜放污染的情况太都指用纤维紊及醋酸纤维素等材 料制成的反誊适膜，当然超过滤痪也有被污染的实 例。 膜用于电泳涂料的回收，已在1970年广泛获得 实用，但对乳酪及其它酪等表副产品加工的应甩， 剜被推迟到1978年。其原因是当毒寸没有防止膜被污 豢的对策之缘故。这个实例说明蛋白质对越过海膜 的吸附问题。超过瞎膜首先使用干发酵 制品 的 处 苏德 成 上海材 研究所 理 然而．不仅是蛋白质，而且对使f}5过消泡剂的 界面活性jfIl，以及对原料中所含的色素等都存在着 钕膜吸附的问题 特别是超过滤膜，由于吸附了上 述物质，而使膜的阻止性能发生变化．透过速窿也 减小。为此，用诸如乳酪乳清之类的物质进行前处 理，以防止或峨小污染是极其重要的。 衰1 污巍嚷柏静晨爰薹琏曩凌 污豢瑛的物晴 重叠匣的氧化物 细菌、据粘液(Slime CaS0．，CaC0t 铁 腐蚀物质 微生物诧粘槛 CaSO． 朊 蛋白质 有机物 Ca、磷，有机物 果胆及纤维块物 可溶有机榜 Cm盐及鹰殖醮 处 理 液 和用锤蕞固荆的水溶液 不锈钢试验 亚硫酸纸关排承城明矾处理 衄 的砂谴水 用硫酸谓节过pH的下水 污豢的地表水 乳清 牛乳 电镀撵承 过滤承 桔子承 下承及二斑处理水 描性船底水 地表水及下水 近年来，在防止膜被污染的研究开发，有下述 三个趋势t其一是开发以往的膜不被荐集的方法I 其二是用有机膜开发玻附性能甚小的膜·其三是使 用没有吸附现象的无机材料。 z． 使以牲的■不t曩带 (亦 即迁 青 ■ 附性 维普资讯 http://www.cqvip.com 麓)的方法 此浩庄1983年首先由野村等人发现。藏法概要 如下 预先使 旦过滤膜吸附大豆卵磷脂，由于太豆 卵硪脂本身 【乜是一种食品，这种物质不但安全无毒 性，而且对防止被豆浆或其他蛋 白质污 染 是 有 效 的。关于此事，已被聚碾及聚丙烯酸膜所证实。但 是，由于大豆卵磷脂可溶于 醇而不藩亍水的特点， t如果膜装置不耐醇性就不 能使用。 Michaels等人¨ 采用疏水性 的聚 矾 膜 (分 缎分 量 8万)、改牲聚丙烯腈膜 (分数分 于量 5 万)，与亲水性的高分 子电解质复合体睦 (分纽分 于量 为 1万)及再生纤维素膜 (分级 分 子 黾 为 1 万)，处理剂采甩非离子型的亲水性聚合物 分子 量在 lO万以上的甲基纤维素、乙基纤维素、聚环氧 乙烷及聚乙烯醇 此外，还可使用阴离于型高分子 寰2 囊盔过苗处理后的变化 电解质：聚苯乙烯礁睦钠 CMC及硫酸纤维素进行 处理实验。其 目的是首先测定透永 速 度，然 后 用 iOOOppm的处理剂处理膜表面，然后水洗 除 去 非 吸附的聚合物，最后用浓度 为6g／1的牛血清 白朊蛋 日质(BSA)液，在无搅拌的体系中，用间歇方式 测 定透过进度随时间的变化值。然后洗 去 BSA ， 测定缓冲剂(Buffer)的透过 速度。其结果示于表2 Michaels等人认为这个结果对聚砜在来 经处 理时，在其幢 L的附近，会快道地形成一层厚厚的 凝歧。但如经过处理，则会形成一层具有水透过性 的膜，整个脯由于均匀地 分 布 上 蛋 白质，而 使 BSA的透过性能变快。改髋聚丙烯睛膜由 于 具 有 更多的多孑 性，其效果并不太显著。男外，经过这 样前处理的膜，艇胶层的击除也较容易。 非 离 子 性 聚 合 物 聚合钫女睫 后的 l BsA试验 l BSA试驻后 违承速度(A) l遥过速度变化 l 透水速度 醑 膜1为新睦的l，2～l／ ! l 改性聚丙I 烯精 l 蕊 I I一 解质 复合 体再生纤 雏紊 } 阴 离 干 性 聚 台 q身 聚合窃处理 I BsA试验 l BsA试验后 透水速度(B) 透过速度变化 适水速度 寰3 分级分子量为1万的各种囊的性麓比较 使用直径{。mm÷瞵 ’’细胞色素c液(15D g／m1)从50ml敞搞萼 mI 。 · 38 · Michaels等人得出的结论，对离早性的处理 剂是正确的。但非离子性的处理剂则使用分子量为 lO万以上的聚台物 该聚台物分子的大小随着棺当 于膜的孔径、大于或远远大于膜的孔径等情况的各 不相同，这一事实在用不同孔径的胰 处理同一粒 子的实验中得到证明。 上述技求由于可将皂泳涂料从阴离于变换成阳 离子，已9f起人们的重札 3． 开发暇附性雌极小的霄机一 凡年前u1t怕 ．Pofe公司首先开发的c一系列 膜为吸附性能极小的有机功能腠。表 8为该公司l生 产的吸附性能极小的制品。 一大 刖 一甚 一差 一阵 一太 一下 ～无 一 一占 一较 与 ～ 者 一 ～ 或 别 一 ， 一差 一 同快 一大 一 相更 一无 膜膜 ～膜 一 新新 一新 一 与比 ～与 一别 ～剐 一差 一差 一太 一太 一无 一无 一 ～别 一剐 一茬 差 一大 一大 一无 一无 ～姨 一 一 一与 一与 一_ ． ．．． ，1●●●●● 一 慨 度 一剐 一 援倍 程 一差 一 降8 近 一大 一 下快 相 一无 一隔 磊 一 较比 与 一与 维普资讯 http://www.cqvip.com 裹4 耋f堆囊瞳 种 芟 I形 状 透承逋度l／血 ．h．atm) j 分级分子量 性 能 C D一5 3·33 5∞ H ： 2～ 1D 1 6．25 0。0 I耐 90·C 33—33 。 一 ； ． 眠 ” 。 1NCI： 0 20 J 104．2o 20 00o ； j。 i 333．30 。。 j 100 { 666．70 100 000 YC o．5 1平 ．7～ ．9 j 500 I 】H=2～11 2 3．2～6．3 1 OOO ’ 尉温 7 C 5 ．9～18．9 】 5 OO0 耐压 5 arm 10 ’ 23．7～31．6 10 000 耐CI z 一 。。 。 63 ．2~ 158 30 000 1O0 000 SIY 10 ． 斑 4 o2～Bl，h c2，1．7~流程

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