生物化工及膜分離技術研究

＊于旭霞

（遼寧石化職業(yè)技術學院 遼寧 121001）

引言

由于當今社會生活生產水平的提高，生物化工技術已經成為了當下新型的高科技技術領域中一項不可或缺的技術。這項技術是融入了生物化學以及細胞生物學等理論上共同發(fā)展的一門新型技術。當中也離不開細胞工程和基因工程等幾項技術。在當今的世界環(huán)境下，想要重點發(fā)展經濟建設，就離不開這項新興的技術工程。醫(yī)療和農產品是當前這項技術延伸發(fā)展最具有代表性的兩個領域。而膜分離技術是生物化工領域中最有前景和發(fā)展空間的一項技術。

生物化工不單單是一門科技技術最主要它是以實驗作為理論基礎的一門生物學。它融合了酶工程以及細胞工程等共同組合在一起的一項綜合技術理論，我們對其進行研究、管控以及有效的設計為了最后能達成預期的目的而進行相關的研究。隨著物質生活水平在提高，以及人口的增多，相應資源的消耗以及人類的健康問題成為了當代社會需要重視的問題，而生物化工在我們人類社會的發(fā)展過程中占據了不可主導的地位。與它有關的產品都是具有相當高的醫(yī)療使用價值，同時對于成本的壓縮也是進行了有效的控制，它能夠給人類生活帶來非常方便的作用，為我們提供健康以及環(huán)保的食物和優(yōu)美的環(huán)境，也能夠有效的幫人類解決資源、能源等問題。

1.生物化工分離過程的重要性以及步驟

(1)重要性

生物化學工程中，生物化工的分離過程占據主導地位，何為生物化工分離技術，它指的就是，我們使用到的生物產品都是從發(fā)酵液以及與其有關的酶反應液中所結合分離出來的產物，可以有效地將技術與生產力之間轉變。通常來說，生物化工技術的原理指的是，生物產品通過生物化工技術的運用，從一些相對雜質比較較高的發(fā)酵液中提取與分離出來的產品。因此，通過技術來獲取更高純度的生物產品作為原理來實現的。此項技術中需要注意到的是，我們必須通過生物化工技術才能夠獲得符合質量標準要求的產品。顯而易見，生物化工工業(yè)化離不開生物化工技術的參與，相關產物的分離過程，一般情況下是具有一定難度的，主要是由于原料液的含量較低導致的。它的一個技術要求，以及生物產品本身的質量之間存在著相當大的差距，從而導致很難分離出相對高質量的生物產品。所以，我們想要開發(fā)出新的分離技術以及措施，就必須著重于提高生物相關產業(yè)的經濟效益。

(2)步驟

其一，首先我們要對酶反應液以及發(fā)酵液來做預處理，然后針對其原料來進行分離，最后，做好過濾和離心操作，這是產物原料液當中最為關鍵的一步。想要最終達到改善后產物含量的效果，就必須要針對性的去使用膜技術分離來進行操作，其中也要避免減少過濾介質的阻力。

其二，分離。這一點主要是使我們生物產品的含量為提高目的來做的一個步驟。也是需要借活性產品來對雜質做一個吸收作用，主要是用來提高生物產品的純度和含量。它其中所采用的方式，通常包括吸附、萃取等方式。舉個例子，選用顆?；钚蕴縼碜鳛槲絼?，以此來提高生物產品的純度為基礎，再進行ATP產品的合成中去使用。

其三，精制。其中的技術原理是從先進的結晶中析出，最后來進行干燥處理。同樣是拿ATP合成來做舉例子。其采用的也是五氧化二磷干燥器來做減壓干燥處理，來獲得最終相關的APP成品含量為原理，其中的步驟也是借助離子來與樹脂做交換，最終采用濃縮技術。

其四，高度分離。這一項對生化工技術的要求以及分離技術的關系結合難度比較高，同時也會需要更好的技術運用與配合，是一項高難度工程學。為了提高生物產品的一個純度含量的效果，在其中可以采用一定的層析和電容等方式來作為實施的辦法。

2.膜分離技術的應用特點及方法

(1)常溫下進行實驗

作為新型生物技術中的膜分離技術，它是經過實驗以及創(chuàng)新生產出來的新型技術，它在實際的分離過程中，會對有效成分的損失造成較少的支出。非常適用在熱敏性物質上。在抗生素以及醫(yī)療領域中，對酶以及蛋白質的分離和濃縮都具有相當好的應用效果。

(2)無化學變化

膜分離技術的最大的好處是它的分離過程不需要添加任何的化學試劑以及化學因素，不會造成相關的生物產品污染以及質量的保障。它的技術原理其實是一個物理分離過程，整個過程無需添加到化學元素。

(3)選擇性好

為了能夠更加高效的提高分離質量以及效果，還有優(yōu)秀的性能，使用膜技術分離，就能夠更好地在分子級物質的基礎上去進行分離過程。

(4)成本控制低

運用膜分離技術能夠相對完好地保持產品本身的活性，以及它所產生的能耗量可以控制在較低的范圍。而且對于成本的控制有著非常大的好處，比如它所占的支出費用緊張到蒸發(fā)以及冷凍濃縮的1/3至1/8。

(5)適應性強

生物化工技術的成功往往具有兩個點：一是能夠為人們生活帶來方便，二是它的操作以及技術運用可以使更多的人去自動化操作。膜分離技術的運用范圍非常廣泛，通常來說它可以進行連續(xù)的分離或者間隙的進行分離，它的操作工藝以及操作手法相對來說會比較簡單。

過濾式膜分離技術，它指的是將處理液放在分離器的一側。借助分離器本身形成的壓力以及周邊環(huán)境而形成的額外壓力，共同的來推動處理液的方式去幫助處理液去進行分離，最后會形成一些滲濾液。在此分離過程中，往往會有一部分的處理液沒有經過分離處理，最后形成的是濾余液。以及一些混合氣體，雙方能夠形成一定的滲濾氣和相應的濾余氣。會產生相當多的混合物質以及產生分子差異，也會在膜分離技術中存在著相當大的差異，最終也會導致濾液經過膜時會出現不同的組成元素以及效果。

3.膜分離技術在生物化工應用中存在的問題

(1)影響膜面透水率的因素

在膜分離技術的發(fā)展過程中，的確有很多優(yōu)勢，它會提高生物產品的純度以及提取分離質量上都有非常明顯的效果。但在這項技術的生活實際運用過程中，人們還發(fā)現了許多需要完善和解決的問題，會影響著生物產品的分離質量。由于膜面本身是一層很薄的吸附面，膜面會很容易受到污染。會在上面形成一層附著層，這個附著層會降低膜面本身的透水率，最終會影響磨面的性能使用以及質量，同樣的也會使它的濃厚程度發(fā)生變化。人們絞盡腦汁，為了降低其中帶來的影響，往往會采用錯流流程的方式來對膜面進行優(yōu)化。這個過程相當的復雜，且需要技術來處理，它是將整個流程將其過濾液整體水平流過膜面的方式來形成的，這項技術往往需要很高的技術水平要求，所以也導致許多人員從事不了這項技術水平研究。

(2)膜污染帶來的影響

在膜分離技術應用的過程中，遇到最多的通常都是膜污染帶來的問題。磨面的透水率會隨著時間的增加而漸漸的下降，所以說時間問題成了一個很重要的因素，需要及時的去清理膜內以及表面的一層污染物質，以此來解決它的透水率問題。我們可以采用化學清洗劑等方法來對膜內以及膜面進行局部清洗，這個方法對于提高它的清洗效果來說非常的實用。在生物化工領域，這項技術的運用范圍占的比重比較廣，不同的化工產品，它的性能以及使用性和種類方面都存在著相當大的差異，從而不同的膜分離技術對生物產品本身也會產生不同的影響。

舉個例子。一些磨面由于比較容易受到一個環(huán)境的污染而造成它的膜孔堵塞，相對來說就會影響生物產品本身的分離質量，而人們?yōu)榱私鉀Q這個產品分離質量的問題。就會運用更加科學合理的角度以及技術來對其進行分離優(yōu)化和改造，以此來提高膜分離技術的使用質量和利用效率。

4.結語

在科學技術以及高新技術不斷壯大與發(fā)展的時代下，也相應地帶動了生物化工領域的穩(wěn)定發(fā)展。由于生物化工領域對于技術人員的要求比較高，以及資金成本投入比較高的原因，從技術上去減少開支也是非常重要的一環(huán)。而膜分離技術的開展具有新的意義，它在對解決生物工程方面的問題上起到了非常好的參考作用，以及從一些資金預算以及相關技術要求上進行了創(chuàng)新，對于其中的投入也達到減少，使它的技術需求也不斷降低，為人們所接受與使用，為人們的生活質量帶來了意想不到的好處。