第十一章 膜分离技术 生物制药工艺学

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1、第十一章膜分离技术一、填空1微孔滤膜孔径检测方法有、、。2克服浓差极化现象的措施有、、、3实验用超滤器的类型有、、、。二、选择题1透析是膜分离技术的一种，通常利用透析技术进行()A脱脂B脱盐C除菌D除热源2在超滤过程中，主要的推动力是（）A.浓度差B.电势差C.压力D.重力三、名词解释1不对称膜：2超滤：3浓差极化现象四、问答题1简述膜分离的优点2用于制作透析膜的材料所应具有的特点3透析过程中应注意哪些事项？4影响超滤流速和选择性的因素有哪些？第十一章膜分离技术（答案）一、填空1气泡压力法、细菌过滤法、水流

2、量法。2震动、搅拌、错流(crossflow)、切流(tangentflow)3无搅拌式装置，搅拌或振动式装置，小棒超滤器，浅道系统超滤装置（中孔纤维系统超滤器）。二、选择题1(B).2（C）三、名词解释1又称各相异性膜，该类膜正反两方面不一样，膜质分为两层，其功能层是具有一定孔径决定膜的选择性透过，另一层是孔径大得多的支持层，它增大了膜的机械强度，又使膜不易堵塞。对称膜易于堵塞。2超过滤(简称超滤)是一项分子级膜分离手段，以压力差为推动力将不同分子量的物质进行选择性分离。一般用于液相分离，也可用于气相分离

3、。3外源压力迫使分子量较小的溶质通过薄膜，大分子被截留于膜表面，并逐渐形成浓度梯度，这就是浓差极化现象四、问答题1（1）.高效：由于膜具有选择性，它能有选择性地透过某些物质，而阻挡另一些物质的透过。选择合适的膜，可以有效地进行物质的分离，提纯和浓缩。（2）.节能：多数膜分离过程在常温下操作，被分离物质不发生相变,是一种低能耗，低成本的单元操作。（3）.过程简单、容易操作和控制。（4）.不污染环境2（1）在使用的溶剂介质中能形成具有一定孔径的分子筛样薄膜。由于介质一般为水，所以膜材料应具有亲水性，它只允许小分

4、子溶质通过而阻止大分子溶质通过。（2）在化学上呈惰性。不具有与溶质、溶剂起作用的基团，在分离介质中能抵抗盐、稀酸、稀碱或某些有机溶剂，而不发生化学变化或溶解现象。（3）有良好的物理性能。包括一定的强度和柔韧性，不易破裂，有良好的再生性能，便于多次重复使用。3（1）透析前，对装有试液的透析袋检查是否有泄漏；（2）透析袋装一半左右，防止膜外溶剂因浓度差渗入将袋涨裂或过度膨胀使膜孔径改变；（3）搅拌；定期或连续更换外部溶剂可提高透析效果。4超滤的透过率和选择性是由溶质分子特性（除了分子量外，还有分子形状、电荷、溶

5、解度等因素）、膜的性质（除孔径外，还有膜结构、电荷等）以及膜装置和超滤运转条件等因素决定的。（1）溶质分子性质和浓度包括溶质分子大小、形状和带电性质。一般来说，比重大的纤维状分子扩散性差，对流率影响较大。在一定压力下浓缩到一定程度时，大溶质分子很容易在膜的表面达到极限浓度而形成半固体状的凝胶层，使流率达不到极限水平。而且，随着凝胶层的不断增厚，原先能透过膜的小分子溶质和溶剂也受阻碍，流率越来越慢，直至降到最低点。反之，比重较小的球形分子较易扩散，在一定压力下虽也形成浓度梯度，但不易形成凝胶层，且随着压力的增

6、加，流率也有相应提高。溶液浓度对流率的影响是很容易理解的。在一定压力下，稀溶液比浓溶液流率高得多，一般稀溶液浓缩至一定浓度时流率才逐渐下降。用补充溶剂来稀释的办法，可以减少浓差极化，增高流率，便延长了过滤时间。（2）超滤膜的性质主要是指膜的孔径、结构及吸附性质超滤膜的孔径大小是过滤选择性的关键因素。在保证分辨率的前提下，使用孔径大的滤膜有利于提高过滤效率。膜结构对超滤分离影响也较大。此外，由于各种膜的化学组成不同，对各种溶液分子的吸附情况也不相同。使用膜时，应尽量选择吸附溶质少的。（3）超滤装置和操作条件其

7、中包括膜或组合膜的构造、超滤器的结构以及操作压力、搅拌情况和液体物料的温度、粘度、pH、离子强度等因素。