阳极氧化铝膜过滤牛血清蛋白溶液的研究

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1、南京工业大学硕士学位论文阳极氧化铝膜过滤牛血清蛋白溶液的研究姓名：陶玲申请学位级别：硕士专业：化学工程指导教师：邢卫红20060601硕士学位论文摘要与有机膜相比无机膜具有许多优异的材料性能目前已在化工石化冶金生物环境食品发酵和制药等领域得到了广泛的应用通过对无机膜在分离领域中的研究现状及进展的综述和分析可以看到目前关于陶瓷膜在液体分离领域如食品生物化工等的实验研究体系主要为蛋白质溶液体系一般采用标准蛋白溶液和标准高分子体系进行膜污染机理分析研究但陶瓷膜孔结构复杂定量研究孔径与过滤性能间的关系有一定难度因此本文采用具有标准柱状孔结构的阳极氧化铝膜过滤BSA溶液体系对3种孔径的阳

2、极氧化铝膜研究膜的分离性能和膜微结构的关系污染机理进行了系统的实验研究并建立了预测膜通量的中间堵塞模型建立了一套平板膜错流过滤小试装置实验考察了膜孔径和操作参数对过滤过程的影响通过过滤通量和截留率随时间的变化以及对阻力数据的分析提出了膜污染的控制方法对于孔径分别为20100200nm的3种膜在0.1MPa-1实验条件下孔径为20nm的膜稳定通量最高当BSA浓度在0.1~2g·L浓度范围内膜稳定通量随浓度增大先上升然后稳定操作压差在0.08~0.15MPa的范围时稳定通量随压差增大先增大后减小在0.1MPa时达到最大比较了三种堵塞模型的计算结果孔径为200nm的阳极氧化铝膜过滤蛋

3、白质过程符合中间堵塞模型考察了在不同操作压差和BSA浓度时的拟稳态通量和截留率的变化通过考察孔径20nm和孔径200nm两种膜稳定通量与操作压差的关系发现在0.08-0.15MPa操作压差范围内对于两种孔径膜稳定通量是操作压差的二次函数在实验压差范围内当压力在0.07-0.115MPa时孔径为20nm的膜通量较高其它压差下孔径为200nm的膜通量较高随着压力的增大截留率先减小后增大这与稳定通量的变化趋势相反即截留率随着渗透阻力的增加而变大在一定的浓度范围内随浓度增加稳定通量先增大后减小截留率呈下降趋势关键词无机膜蛋白质膜污染机理堵塞模型摘要ABSTRACTTheprincipl

4、esandpracticeofseparationtechnologyusinginorganicmembraneshaveexperiencedrapiddevelopmentsince1940’s.Inorganicmembraneshavebeenappliedtosomeimportantfields,includingchemicalindustries,petrochemical,metallurgy,biochemistry,environment,foodandpharmacy.Experimentsfocusedonaqueoussolutionofprote

5、insarewidelyusedtostudythemembranefoulinginfoodandbiochemistryfields.Investigationofprocessmechanismsissignificanttomembraneapplication.Membranefiltrationmembranesareoftenstudiedbymicrofiltrationorultrafiltrationofstandardproteinsolution.However,duetothecomplexitymicrostructureofceramicmembr

6、anes,itisdifficulttoquantifytheeffectsofporesizeofceramicmembraneonpermeability.Filtrationofbovineserumalbumin(BSA)solutionsusinganodicaluminumoxidemembraneswithcylindricalporeswasstudied.Thefoulingmechanismoffiltrationandeffectsofprocessparametersonpermeatefluxwereinvestigated.Thecross-flow

7、filtrationexperimentalapparatuscontainingaplatemembranewasestablished,effectofporesizesofmembranes,concentrationofBSAandoperationparametersonfiltrationfluxwereinvestigated.Thefoulingwasanalyzedbasedonthedeterminationofresistancesandamembranecleanin