膜的應用論文
論文導讀：它廣泛存在自然界，由于其含量都很低，早期化學合成方式率較低、成本較高，而且在生產中使用了危險溶劑而無法應用于食品工業。膜分離具有以下特性：操作條件溫和、低耗能、無相變、分離選擇性好等優點。應用實例一：日本的Asahi醫學公司，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。
關鍵詞：膜，食品，工程，醫學
1. 在食品工業中的應用
蛋白質是生物體最重要的基本組成成分之一，氨基酸是構成蛋白質的基礎。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，早期化學合成方式率較低、成本較高，而且在生產中使用了危險溶劑而無法應用于食品工業。利用生物合成法生產氨絡酸，使其具有成本較低，使用較為安全等的優點等，在食品工業中的應用日益廣泛。氨絡酸發酵液的分離純化是實現氨絡酸工業化生產的關鍵環節。膜分離具有以下特性：操作條件溫和、低耗能、無相變、分離選擇性好等優點。因此利用生物合成法獲得高產量氨絡酸產品具有十分廣闊的前景。江南大學食品科學與安全教育部重點實驗室通過對乳酸菌的篩選和優化，使發酵液中氨絡酸的含量最多可達540mg/100ml，為較高的水平。論文大全。盡管如此，發酵液中氨絡酸的濃度仍很低，通過分離純化提高氨絡酸的純度仍十分必要。經過研究表明，采用超濾、稀釋過濾和納濾相結合的方法，能將發酵液中氨絡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處理，再經離子交換樹脂分離，可使發酵液中氨絡酸純度提高到最初的4倍以上，總的回收率可達64.2%。
2 .工程中的應用
丙烯腈為生ABS/SAN、產腈綸、已二腈的主要原料，腈綸占我國丙烯腈消費產品總量的50%以上，其次是ABS/SAN約占25%左右。丙烯氨氧化生產丙烯腈的工藝是1959年發明的。在丙烯氨氧化法生產丙烯腈的工藝中，產生的環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是在流化床中進行的，因此在反應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，在生產丙烯腈過程中會產生含氰的大量廢水，還有反應器急冷過程中產生的大量含氰廢水，其中應器急冷過程中產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40000mg/L以上，最高含量可達80000mg/L，處理起來也相當困難，現在也只能焚燒處理。
制藥行業是最早使用膜分離技術處理含氰廢水的，在制藥行業一般產生的廢水相對來說都比較“干凈”，機械雜質較少，氰根含量也比化工行業低，處理起來相對比較容易。因此從20世紀70年代，國外就有利用膜分離技術處理制藥行業含氰廢水，處理后廢水中氰根含量都小于1ppm，完全符合排放的標準。此方面最早實現工業化生產的是德國一家制藥公司，在20世紀80年代創立了膜分離裝置。在過程中發現，原水中氰根含量大約為120～180ppm，經過反滲透處理，排水中的氰根含量只有大概0.2ppm（歐共體標準外排廢水中CN-的濃度必須小于0.2ppm）。基本工藝流程是采用兩級超濾，然后經過4級反滲透，裝置運行最長周期超濾為18個月，反滲透為36個月。
3 .醫學中的應用
高分子分離膜在醫療衛生上的應用非常廣泛，從醫藥用純水的制備和蛋白質、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用以人工腎的研究和開發最為廣泛，是人工臟器臨床應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，因而必須特別強調膜具有良好的血液相容性、透過性及適合臨床應用的機械強度。
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如肌酐、尿素等，并具有一定的機械強度。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最早、應用最廣泛的重要血液透析膜。實際上纖維素類膜的商業化在很大程度上促成了血液透析成為常規的臨床治療方法。
聚丙烯腈是少數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的去除能力強，超濾速率是前者的數倍，同時又具有優良的耐菌、耐有機溶劑等特性。論文大全。應用實例一：日本的Asahi醫學公司，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，內徑為200μm、壁厚50μm；應用實例二：中國紡織大學用聚丙烯腈紡制出中空纖維，組裝成血液透析器，通過了臨床應用。
隨著膜科學的發展和醫學的日益進步，人們對血液凈化用膜材料的要求越來越高。預計到下個世紀初，可能研制出埋入式的高功能人工腎。這勢必將對現有的血液凈化用膜的性能提出新的挑戰。提高和擴大高分子膜在血液凈化領域里的作用有兩種途徑：開發新的膜體系和對現有膜體系進行改性，力求接近或達到生物膜的性能。
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