Ⅰ 液膜分離技術的產品應用
1 膜分離技術簡介
1.1 膜的定義
膜是一種起分子級分離過濾作用的介質,當溶液或混和氣體與膜接觸時,在壓力下,或電場作用下,或溫差作用下,某些物質可以透過膜,而另些物質則被選擇性的攔截,從而使溶液中不同組分,或混和氣體的不同組分被分離,這種分離是分子級的分離。
1.2 膜的種類
分離膜包括:反滲透膜(0. 0001~0. 005μm) ,納濾膜(0. 001~0. 005μm) ,超濾膜(0. 001~0. 1μm) ,微濾膜(0. 1~1μm) 、電滲析膜、滲透氣化膜、液體膜、氣體分離膜、電極膜等。他們對應不同的分離機理,不同的設備,有不同的應用對象。膜本身可以由聚合物,或無機材料,或液體製成,其結構可以是均質或非均質的,多孔或無孔的,固體的或液體的,荷電的或中性的。膜的厚度可以薄至100μm,厚至幾毫米。不同的膜具有不同的微觀結構和功能,需要用不同的方法制備。制膜方法一直是膜領域的核心研究課題,也是各公司嚴格保密的核心技術。
1.3膜分離技術的定義
把上述的膜製成適合工業使用的構型,與驅動設備(壓力泵、或電場、或加熱器、或真空泵) 、閥門、儀表和管道聯成設備。在一定的工藝條件下操作,就可以來分離水溶液或混和氣體。透過膜的組分被稱為透過流分。這種分離技術被稱為膜分離技術。
2膜技術的應用領域
2.1供水
2.1.1高質量飲用水供給
隨著水體的污染和人民生活水平提高,人們越來越希望得到高質量的飲用水供給。採用活性炭吸附過濾和超濾結合製取高質量飲用水,設備投資少,制水成本低,是優質飲用水制備的經濟有效方法,具有廣闊的市場前景。
2.1.2工業供水
自來水和地下水的水質不能滿足許多化學工業、電子工業和紡織工業的要求,需要經過凈化處理方可以使用,超濾膜技術是凈化工業用水的重要技術之一。
2.1.3 醫葯用水
醫葯針劑用水是採用多級蒸餾制備的,其工藝繁瑣、能耗高、而且質量常常得不到保證。用超濾膜技術除針劑熱源和終端水熱源,取得很好效果。
2. 2 工藝水的處理(分離、濃縮、分級和純化)
在各工業生產過程中,往往有分離、濃縮、分級和純化某種水溶液的需求。傳統用的方法是沉澱、過濾、加熱、冷凍、蒸餾、萃取和結晶等過程。這些方法表現出流程長、耗能多、物料損失多、設備龐大、效率低、操作繁瑣等缺點,以超濾膜技術取代某種傳統技術可以獲得顯著的經濟效益。
2.2.1膜技術在制葯工業的應用
膜技術廣泛應用於生物制備和醫葯生產中的分離、濃縮和純化。如血液制備的分離、抗菌素和干擾素的純化、蛋白質的分級和純化、中草葯劑的除菌和澄清等。發酵是生物制葯的主流技術,從發酵液中提取葯物,傳統工藝是溶劑萃取或加熱濃縮,反復使用有機溶劑和酸鹼溶液,耗量大,流程長,廢水處理任務重。特別是許多葯物熱敏性強,使傳統工藝的實用性多受限制。國際先進的制葯生產線,大量採用膜分離技術代替傳統的分離、濃縮和純化工藝。如以膜設備濃縮純化抗生素、中葯湯及中葯針劑澄清等。
2.2.2 膜技術在食品領域工業的應用
利用超濾膜技術把發酵液中產品和菌體分離,再採用其它方法精製流程。其優點是:生產效率和產品質量提高;簡化了工藝流程;菌體蛋白不含外加雜質,利用價值高,達到資源綜合利用。醬油、醋的澄清、果汁澄清和濃縮、乳製品生產、製糖工業都採用了膜技術。
2.2.3 膜技術在各種工業生產中的應用
凡是涉及分子級的濃縮和分離的過程,都有膜技術應用的機會。汽車電泳漆的在線純化採用超濾膜除去雜質,持續保證塗漆質量;燃料工業泳超濾膜技術分離和濃縮中間體。
2.3 在環境保護和水資源化的應用
膜技術在廢水處理、污染防治和水資源綜合利用方面得到廣泛應用。在許多情況下,不僅處理了廢水,還能回收有用物質和能量。
2.3.1各種含油廢水及廢油的處理
①採油回注水的處理:膜法可以除去在水中的乳化溶解油,提高注入水的質量。
②含油廢水的處理:許多工業生產和運輸業都產生大量的含油廢水,膜濾技術是達標排放最有效的方法。
③廢潤滑油的純化:用常規技術加膜分離,可得到很純的潤滑油,適用於汽車等廢機油的處理。
④機床切削油的純化回收:膜法可除去廢切削油中的細菌和雜質,處理後回用。
⑤廢食用油的純化處理技術:食用油在連續高溫下產生致癌物質,用膜法可將這部分除去。
⑥食用菜籽油的純化:菜籽油中含有15 %~48 %高含炭量的芥子酸。用膜法可除去,達到標准(芥子酸<5 %) 。
2.3.2 廢水的處理及回用
①膜生物反應器處理生活污水回用中水,其佔地面積小,設備投資低,處理水質好。
②印刷顯影廢水的處理及回用,採用膜技術處理可以達標排放,也可回收。
③電鍍廢水可採用膜技術處理,水回用,污染物回槽利用。
④印染廢水採用膜分離可除去有色染料,得到的水回用。牛仔布印染廢水可回收靛藍燃料。
⑤造紙廢水用膜可將廢水中的木質素、色素等分離出來,凈化水可排放或回用。
2.3.3水的淡化技術
①海水淡化技術:應用最新的膜蒸餾技術,最適合和船用發動機熱交換器連用,利用廢熱生產淡水,適合於中、小型漁船遠航捕撈使用。
②鹹水淡化技術:將天然鹹水用膜淡化到應用水質標准。
2. 4氣體分離、濃縮技術及其應用
①氧化濃縮:可用膜裝置製成安全、簡便的醫療和理療設備,也可用於煉鋼吹氧或助燃等工業生產,富氧濃度35 %~80 %。
②氮氣濃縮:氮氣可用於食品保存、汽車存儲、飛機加油、防爆及化學工業,膜設備的氮可濃縮至90 %~98 %。
③二氧化碳、二氧化硫、氫氣的分離:當二氧化碳、二氧化硫、氫氣分別和其它氣體混和在一起時,可用膜將它們分離出來,滿足工業的需要。
④氫氣的分離和濃縮:在化工產品製造時,往往排出大量氫氣,可用膜法將氫氣分離出來。
2.5 其它
①膜法保鮮劑:在水果、蛋類外部侵塗一層膜可達保鮮目的。保鮮後,存放期長,外觀色澤好。
②製造維生素E 的膜法分離技術:用膜可以從黃豆油中提取VE 的混合物,其抽提劑可循環使用。
液膜分離技術是一項新型高效分離技術,具有在常溫下操作,營養成分損失少,設備簡單、操作方便、無相變、不產生化學變化、選擇性強、分離效率高和節省能源等優點。按照膜孔徑的大小,膜分離技術可以進一步細分為微濾、超濾、納濾、反滲透技術等。目前,膜技術在食品工業中的應用主要有過濾、濃縮、除菌和分離提取功能食品的功能配料等。該項技術已經廣泛用於食品工業,現簡述如下:
生產果蔬汁
在果蔬汁生產中,GE微濾、GE超濾技術用於澄清過濾;納濾、反滲透技術用於濃縮。用超濾法澄清果汁時,細菌將與濾渣一起被膜截留,不必加熱就可除去混入果汁中的細菌。利用反滲透技術濃縮果蔬汁,可以提高果汁成份的穩定性、減少體積以便運輸,並能除去不良物質,改善果蔬汁風味。例如:果蔬汁中的芳香成份在蒸發濃縮過程中幾乎全部失去,冷凍脫水法也只能保留大約8%,而用反滲透技術則能保留30~60%。
用於乳品工業
反滲透、超濾技術主要用於乳清蛋白的回收和牛乳的濃縮。目前各國廣泛應用超濾法作為回收乳清蛋白的標准技術。
與其他方法相比,利用膜分離技術加工乳品,可以降低能耗,提高產品質量。將反滲透技術用於稀牛奶的濃縮,可生產出品質令人滿意的乳酪及甜酸奶。用反滲透技術除去乳牛清中的微量青黴素,大大延長了乳製品的保質期。當採用超濾法濃縮乳清蛋白時,還可同時除去乳糖、灰分等。
生產酒類
利用超濾技術,可以除去酒及酒精飲料中殘存的酵母菌、雜菌及膠體物質等,可以改善酒的澄清度,延長保存期,還能使生酒具有熟成味,縮短老熟期。經超濾處理後,酒的風味有所改善,變得清爽可口,而又醇香延綿。目前採用超濾法精製酒和酒精飲料,已在美國、義大利、日本等國得到應用。此法還可避免酒的熱殺菌易引起的混濁成分的析出,簡化過濾設備。所處理的酒類有葡萄酒、威士忌、燒酒、清酒、黃酒等。
生啤酒的口味雖優於熟啤酒,但不能長期保存,給運輸及銷售等帶來一定的困難。採用超濾技術進行啤酒的精濾和無菌過濾,可以使生啤酒不經低溫加熱滅菌而能長期保存。
用於豆製品工業
膜技術在豆製品工業中的主要應用是分離和回收蛋白質。生產豆乳時產生的大豆乳清,通常方法只能從中提取60%的蛋白質,利用超濾法濃縮殘留蛋白質,能夠增加20~30%的豆腐收得率。採用超濾法還可以在濃縮蛋白的同時,去除產生豆膻味和影響豆乳穩定性的低分子物質,提高豆乳質量。
豆製品工業中的乳清處理,對防止水體污染意義重大。大豆乳清中含有多種低分子蛋白質、多糖類、肽、少糖類等物質,採用超濾法可以從大豆乳清中回收濃縮大豆蛋白,以滿足人類和畜牧業的需求。此外,還可獲得β-澱粉酶產品。
利用膜技術還可以獲得大豆異黃酮、大豆寡糖、大豆分離蛋白、寡肽、免疫球蛋白、竹葉黃酮等功能食品的功能配料。
Ⅱ 膜分離技術有哪些優點及不足
膜分離技術的優點:
1、在常溫下進行:有效成分損失極少,特別適用於熱敏性物質,如抗生素等醫葯、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮;
2、無相態變化:保持原有的風味,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8;
3、無化學變化:典型的物理分離過程,不用化學試劑和添加劑,產品不受污染;
4、選擇性好:可在分子級內進行物質分離,具有普遍濾材無法取代的卓越性能;
5、適應性強:處理規模可大可小,可以連續也可以間隙進行,工藝簡單,操作方便,易於自動化;
6、能耗低:只需電能驅動,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8。
缺點:
1、膜技術雖然濃縮成本低,但不能將產品濃縮成干物質;
2、膜技術雖然具有選擇過濾性,但是同分異構體就無法實現分離。
膜分離技術,是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時,實現選擇性分離的技術。由於兼有分離、濃縮、純化和精製的功能,又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易於控制等特徵,因此,已廣泛應用於食品、醫葯、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域,產生了巨大的經濟效益和社會效益,已成為當今分離科學中最重要的手段之一。
應用領域:
1、微濾
具體涉及領域主要有:醫葯工業、食品工業(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業廢水、飲用水、生物技術、生物發酵等。
2、超濾
早期的工業超濾應用於廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術的發展,如今超濾技術已經涉及食品加工、飲料工業、醫葯工業、生物制劑、中葯制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收、環境工程等眾多領域。
3、納濾
納濾的主要應用領域涉及:食品工業、植物深加工、飲料工業、農產品深加工、生物醫葯、生物發酵、精細化工、環保工業等。
4、反滲透
由於反滲透分離技術的先進、高效和節能的特點,在國民經濟各個部門都得到了廣泛的應用,主要應用於水處理和熱敏感性物質的濃縮,主要應用領域包括以下:食品工業、牛奶工業、飲料工業、植物(農產品)深加工、生物醫葯、生物發酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦鹹水淡化、電力、電子、半導體工業用水、醫葯行業工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業、化工及其它工業的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。
5、其他
除了以上四種常用的膜分離過程,另外還有滲析、控制釋放、膜感測器、膜法氣體分離、液膜分離法等。
Ⅲ 膜分離技術有哪些優點及不足
膜分離技術的優點:
1、在常溫下進行:有效成分損失極少,特別適用於熱敏性物質,如抗生素等醫葯、果汁、酶、蛋白的分離與濃縮;
2、無相態變化:保持原有的風味,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8;
3、無化學變化:典型的物理分離過程,不用化學試劑和添加劑,產品不受污染;
4、選擇性好:可在分子級內進行物質分離,具有普遍濾材無法取代的卓越性能;
5、適應性強:處理規模可大可小,可以連續也可以間隙進行,工藝簡單,操作方便,易於自動化;
6、能耗低:只需電能驅動,能耗極低,其費用約為蒸發濃縮或冷凍濃縮的1/3-1/8。
缺點:
1、膜技術雖然濃縮成本低,但不能將產品濃縮成干物質;
2、膜技術雖然具有選擇過濾性,但是同分異構體就無法實現分離。
膜分離技術,是指在分子水平上不同粒徑分子的混合物在通過半透膜時,實現選擇性分離的技術。由於兼有分離、濃縮、純化和精製的功能,又有高效、節能、環保、分子級過濾及過濾過程簡單、易於控制等特徵,因此,已廣泛應用於食品、醫葯、生物、環保、化工、冶金、能源、石油、水處理、電子、仿生等領域,產生了巨大的經濟效益和社會效益,已成為當今分離科學中最重要的手段之一。
應用領域:
1、微濾
具體涉及領域主要有:醫葯工業、食品工業(明膠、葡萄酒、白酒、果汁、牛奶等)、高純水、城市污水、工業廢水、飲用水、生物技術、生物發酵等。
2、超濾
早期的工業超濾應用於廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術的發展,如今超濾技術已經涉及食品加工、飲料工業、醫葯工業、生物制劑、中葯制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收、環境工程等眾多領域。
3、納濾
納濾的主要應用領域涉及:食品工業、植物深加工、飲料工業、農產品深加工、生物醫葯、生物發酵、精細化工、環保工業等。
4、反滲透
由於反滲透分離技術的先進、高效和節能的特點,在國民經濟各個部門都得到了廣泛的應用,主要應用於水處理和熱敏感性物質的濃縮,主要應用領域包括以下:食品工業、牛奶工業、飲料工業、植物(農產品)深加工、生物醫葯、生物發酵、制備飲用水、純水、超純水、海水、苦鹹水淡化、電力、電子、半導體工業用水、醫葯行業工藝用水、制劑用水、注射用水、無菌無熱源純水、食品飲料工業、化工及其它工業的工藝用水、鍋爐用水、洗滌用水及冷卻用水。
5、其他
除了以上四種常用的膜分離過程,另外還有滲析、控制釋放、膜感測器、膜法氣體分離、液膜分離法等。
Ⅳ 超濾和反滲透有什麼區別
1、使用膜清洗不同
超濾:超濾用的膜可以通過反洗來有效的清洗膜面,以保持其高流速。
反滲透:反滲透用的膜不能反洗。
2、原理不同
超濾:超濾是一種加壓膜分離技術,即在一定的壓力下,使小分子溶質和溶劑穿過一定孔徑的特製的薄膜,而使大分子溶質不能透過,留在膜的一邊,從而使大分子物質得到了部分的純化。
超濾原理也是一種膜分離過程原理,超濾利用一種壓力活性膜,在外界推動力(壓力)作用下截留水中膠體、顆粒和分子量相對較高的物質,而水和小的溶質顆粒透過膜的分離過程。
反滲透:把相同體積的稀溶液(如淡水)和濃液(如海水或鹽水)分別置於一容器的兩側,中間用半透膜阻隔,稀溶液中的溶劑將自然的穿過半透膜,向濃溶液側流動,濃溶液側的液面會比稀溶液的液面高出一定高度,形成一個壓力差,達到滲透平衡狀態,
此種壓力差即為滲透壓,滲透壓的大小決定於濃液的種類,濃度和溫度,與半透膜的性質無關。若在濃溶液側施加一個大於滲透壓的壓力時,濃溶液中的溶劑會向稀溶液流動,此種溶劑的流動方向與原來滲透的方向相反,這一過程稱為反滲透。
3、優點不同
超濾:超濾技術的優點是操作簡便,成本低廉,不需增加任何化學試劑,尤其是超濾技術的實驗條件溫和,與蒸發、冷凍乾燥相比沒有相的變化,而且不引起溫度、pH的變化,因而可以防止生物大分子的變性、失活和自溶。
反滲透:壓力是反滲透分離過程的主動力,不經過能量密集交換的相變,能耗低;反滲透不需要大量的沉澱劑和吸附劑,運行成本低;反滲透分離工程設計和操作簡單,建設周期短;反滲透凈化效率高,環境友好。
Ⅳ 超濾設備的超濾設備用途
rightleder◆萊特.萊德 礦泉水:在礦泉水製造中,應用超濾技術,在工程設計中,將根據礦泉回水的水源水質分析報答告,針對性地選擇膜的孔徑和膜的類型,設計超濾設計。◆食品:乳製品、果汁、酒、調味品等食品的生產中逐步採用超濾技術,如牛奶或乳清中蛋白和低分子量的乳糖與水的分離,果汁澄清和去菌消毒,酒中有色蛋白、多糖及其它膠體雜質的去除等,醬油、醋中細菌的脫除,較傳統方法顯示出經濟、可靠、保證質量等優點。◆醫葯:在醫葯和生物化工生產中,常需要對熱敏性物質進行分離提純,超濾技術對此顯示其突出的優點。用超濾來分離濃縮生物活性物(如酶、病毒、核酸、特殊蛋白等)是相當合適的從動、植物中提取的葯物(如生物鹼、荷爾蒙等),其提取液中常有大分子或固體物質,很多情況下可以用超濾來分離,使產品質量得到提高。◆純水、超純水:工業用水的初級純化,純水超純水制備RO預處理,純水、超純水終端處理。◆環保:工業廢水深度處理,城市中水回用系統,電泳漆、油品的回收。◆發酵:生化發酵液分離與精製、酶的濃縮與精製、糖及木糖醇澄清過濾。
Ⅵ 超濾膜技術應用及優點是什麼
撫順水處理設備撫順純凈水處理設備,撫順反滲透水處理設備
從膜分離裝置發展過程來看,超濾裝置是伴隨著反滲透裝置的開發而發展起來的。世傑工業化超濾裝置可代替傳統的板框式、中空纖維式等超濾形式,從而高效、節能、環保的實現物料的過濾分離、純化、濃縮。
超濾技術的應用早期的工業超濾應用於廢水和污水處理。三十多年來,隨著超濾技術的發展,如今超濾膜技術的應用領域已經很廣,主要包括食品工業、飲料工業、乳品工業、生物發酵、生物醫葯、醫葯化工、生物制劑、中葯制劑、臨床醫學、印染廢水、食品工業廢水處理、資源回收以及環境工程等等。
撫順水處理設備撫順純凈水處理設備,撫順反滲透水處理設備
超濾膜系統的優點
系統能耗低,生產周期短,與傳統工藝設備相比,設備運行費用低,能有效降低生產成本,提高企業經濟效益。
系統工藝設計先進,集成化程度高,結構緊湊,佔地面積少,操作與維護簡便,工人勞動強度低。
系統製作材質採用衛生級不銹鋼,全封閉管道式運行,現場清潔衛生,滿足GMP或FDA生產規范要求。
控制系統可根據用戶具體使用要求進行個性化設計,結合世佳先進的控制軟體,現場在線集中監控重要工藝操作參數,避免人工誤操作,多方位確保系統長期穩定運行。
超濾膜元件採用世界著名膜公司產品,確保了客戶得到目前世界上最優質的有機膜元件,從而確保截留性能和膜通量。
系統回收率高,所得產品品質優良,可實現物料的高效分離、純化及高倍數濃縮。
撫順水處理設備撫順純凈水處理設備,撫順反滲透水處理設備
處理過程無相變,對物料中組成成分無任何不良影響,且分離、純化、濃縮過程中始終處於常溫狀態,特別適用於熱敏性物質的處理,完全避免了高溫對生物活性物質破壞這一弊端,有效保留原物料體系中的生物活性物質及營養成分。
Ⅶ 超濾原理的應用范圍
超濾技術廣泛用於水處理設備工藝中:
<1>. 反滲透的預處理,原水包括海水、地表版水、井水等。
<2>. 城市、鄉鎮權、農村供水處理。
<3>. 冷凝水回用,食品、飲料加工用水。
<4>. 制葯用水除熱源。
<5>. 處理地表水和井水用於飲用。
<6>. 深度處理廢水進行回收利用。
<7>. 白酒的除濁,果酒、葡萄酒、黃酒的除菌、除濁。
<8>. 應用於食品、發酵、乳業中的濃縮處理。
Ⅷ 超濾膜有什麼作用
超濾膜能復夠去除水中制能夠找到的任何最為細小的顆粒物,超濾的顆粒截留范圍一般可達到0.001-0.01微米,微濾的顆粒截留范圍比超濾要高出1-2個數量級,一般為0.1-0.2微米。
目前人對水的需求不斷增加,對水質的要求也越來越高,現在水質受到污染已經越來越嚴重了,為了能有效解決這個問題,得到可以飲用的水以及合格的工業用水,膜技術由於清潔、無污染、無相變等特色受到各行業廣泛地關注。東麗超濾膜法是一種廣泛應用於海水淡化、苦成水淡化、造、食品醫療、鍋爐補給水軟化水、濃縮分離、工藝純水、飲用水、廢水回用等領域,而且它的重要性正在日益顯著
Ⅸ 生物分離技術在食品工業中的應用
食品工業中用發酵和煮制的話,常常用離心技術。此外層析和膜分離也很常用。
下面介紹下生物分離技術和生物技術在食品工業中的應用進展。
生物分離技術最常見的分離純化方法包括鹽析和有機溶劑分級沉澱、超濾技術、層析技術、電泳技術、離心技術。
(1)鹽析或有機溶劑分級沉澱:向反應產物溶液中加入大量易溶解的鹽如氯化鈉、硫酸銨,這些鹽的離子能結合大量的水,產物因此被鹽沉澱出來。產物溶液中加入能和水互溶的有機溶劑如乙醇、丙酮,常常能降低產物溶解度,而使產物沉澱。選擇適當條件可使產物和雜質分開。
(2) 超濾技術:選擇適當孔徑的超濾膜或超濾中空纖維柱,通過抽濾加壓使一定大小的分子能水一起穿過孔徑,更大的分子則被擋住,以此將產物分離出來。
(3)層析技術:使用濾紙、纖維素、樹脂、凝膠顆粒、多空玻璃珠等填充支持物或者不同於溶劑的另一種液相作為固定的介質對溶劑中的不同物質的結合力不一樣,當溶劑向前推進時,溶劑中的不同溶質便可彼此分開。此外還有按分子大小分開的分子篩層析,按解離能力和離子性質分開的離子交換層析,按生物分子間親和力大小分開的親和層析,以及按兩相溶液間分配系數差異而分開的逆流分溶。
(4)電泳技術:帶有電荷的離子或顆粒在電場作用下向一個電擊方向移動,離子或顆粒因其所帶電荷和質量的不同,在電場中的移動速度不同,因而彼此被分開。被廣泛使用的是凝膠電泳,而毛細管電泳具有最靈敏的分析效果。
(5)細胞、細胞碎片和生物大分子在離心力場作用下能被沉澱下來。離心機在每分鍾旋轉10000次以下的低速是就能使細胞沉澱,細胞碎片要在每分鍾旋轉20000到30000次的高速下才能被沉降,生物大分子則需要在每分鍾旋轉30000次以上的超速離心方能克服分子熱運動而被沉降。
生物技術在食品工業中的應用進展
益生菌:隨著益生菌多項保健功能的不斷發現,如平衡腸道菌群,改善腸道功能、調節免疫、增強消化功能,促進營養物質吸收、抗誘變和防癌特性、抗氧化與延緩衰老以及改善心血管系統等。目前,國際上對益生菌的研究顯得非常活躍,特別是在日本、法國、美國等國家已形成了系統化專業性科研隊伍。
世界各國益生菌研究主要集中在益生菌促進人體健康的機理、益生菌的工業化與產業化應用技術、更高質量或帶多功能性益生菌的高效篩選與定向設計等前沿領域,其研究成果應用於食品工業生產大大提高了人體健康水平並帶來了客觀的經濟效益。在我國,特別是在奶
製品和一些功能性的食品中益生菌已廣為運用。
在基礎研究方面,我國科學家取得了豐碩的研究成果。2008年7月,內蒙古農業大學等單位承擔的益生菌L.casei Zhang基因組學和蛋白質組學研究項目通過鑒定,項目完成了益生菌L.ca-sei Zhang染色體基因組和質粒基因組plca36序列的測定,從而能夠准確地將該菌株的益生功能基因進行定位,為其益生機理進一步深入研究和相關產品的開發應用從基因水平上奠定了基礎。該項目的完成標志著我國在乳酸菌基因組學方面的研究達到國際水平。同時,國內圍繞乳製品、發酵肉製品工業發酵劑菌株篩選獲得重要進展,建立了從多菌相肉品發酵體系中定向篩選特質菌株的高通量技術平台和我國第一個原創性、具有自主知識產權的乳酸菌菌種資源庫,篩選得到了幾十株具有優良生產性狀及益生特性的乳酸菌菌株,為我國益生菌製品的開發奠定了強大的技術和菌源基礎。
代謝工程:在代謝工程研究方面,隨著研究應用的深入,代謝工程的定義也在不斷更新,現在多將其定義為利用基因工程技術,有目的地對細胞代謝途徑進行精確地修飾、改造或擴展、構建新的代謝途徑,以改變微生物原有代謝特性,並與微生物基因調控、代謝調控及生化工程相結合,提高目的代謝產物活性或產量,合成新的代謝產物的工程技術科學。總體而言,代謝工程是在建立代謝網路理論的基礎上,通過對代謝流的定性、定量分析,從而對代謝工程進行設計包括改變代謝流、擴展代謝途徑和構建新的代謝途徑等方法,其核心是在分子水平上對靶基因或基因簇進行遺傳操作,所以又稱為第三代基因工程。
代謝工程主要包括3個步驟:細胞途徑的修飾(合成),修飾後細胞表型的嚴格評價(表型表徵),根據評價結果設計進一步的修飾(優化設計)。其中,表現表徵的評價即是在獲得大量生化反應數據的基礎上,採用化學、數學的研究方法並結合先進的信息技術進行高通量分析,進一步研究細胞代謝的動態特徵和控制機理,並由此發展了各種數學系統模型用於輔助改善代謝工程設計。
隨著後基因組學時代的到來,各種組學技術(基因組學、轉錄物組學、蛋白質組學、代謝物組學、代謝通量組學等)在代謝工程相關研究中被廣泛使用,通過組學技術對細胞基因組以及細胞與微觀和宏觀環境條件關系等特性進行表型表徵,代替傳統表型表徵的方法,使代謝工程的研究從局部通路水平上升到整體水平,從而可以更好地揭示生物復雜代謝網路及調控機理,進行代謝工程的研究。目前,以各層次功能基因組學研究為基礎,藉助高通量實驗技術和生物信息學工具等,通過整合各層次組學研究數據,建立數學模型,或通過比較不同菌株或同一菌株在不同條件下各個層次組學差異以闡明生命活動規律,以此進行代謝工程設計的尺度多層次的系統生物學方法,成為了各國科學家研究的重點方向。
生物反應器:在生物反應器研究方面,自動化、多功能和高效率的新型生物反應器一直是近年來研究的熱點。包括人工生物反應器和天然生物反應器,比如微生物、動物和植物表達系統等,研究主要集中在將分離技術和生物反應過程結合開發出高效率的生物反應器,比如超臨界反應器和膜反應器等,以及研究生物反應機理、反應過程參數感測器的研製、自動化控制系統和數學模型的建立等,特別是參數控制方面的研究和固體發酵生物反應器的開發是研究的兩個重點領域。
安全檢測:此外,生物技術,如酶聯免疫吸附測定(ELISA)、聚合酶鏈式反應(PCR)和DNA晶元技術等用於食品微生物、毒素以及殘留葯物等食品安全檢測方面也顯示出其靈敏度高、特異性強、簡便快捷等優勢,逐漸成為食品安全研究的重要方向。
Ⅹ 中空纖維超濾有什麼作用
中空纖維超濾膜是超濾膜的一種。它是超濾技術中較為成熟與先進的一種技術。中空回纖維外徑答:0.5-2.0mm,內徑:0.3-1.4mm,中空纖維管壁上布滿微孔,孔徑以能截留物質的分子量表達,截留分子量可達幾千至幾十萬。原水在中空纖維外側或內腔加壓流動,分別構成外壓式與內壓式。超濾是動態過濾過程,被截留物質可隨濃縮小排除,不致堵塞膜表面,可長期連續運行。超濾膜是較早開發的高分子分離膜之一。超濾技術是一種廣泛用於水的凈化,物質分離、濃縮和提純以及從廢水中提取有用物質,廢水回用再利用領域的高新技術。操作簡單,不需加熱,節約能源,低壓運行,裝置佔地面積小等特點。