反滲透過程主要是根據(jù)溶液的溶解、擴散原理，以壓力差為推動力的膜分離過程。它與自然的滲透過程剛好相反。滲透和反滲透均是通過半透膜來完成的。在濃溶液一側(cè)，當施加壓力高于自然滲透壓力時，就會迫使溶液中溶劑反向透過膜層，流向稀溶液一側(cè)，從而達到分離提純的目的。反滲透過程主要應用于低分子量組分的濃縮，如氨基酸濃縮(甘氨酸HGB 3075—79)、乙醇濃縮(GB 679-65)等。其滲透壓的大小與膜的種類無關，而與溶液的性質(zhì)有關。
4．4 納濾
納濾也是根據(jù)吸附、擴散原理，以壓力差為推動力的膜分離過程。它除了有本身的工作原理外，還具有反滲透和超濾的工作原理。納濾又可以稱為低壓反滲透，是一種新型的膜分離技術，這種膜過程，拓寬了液相膜分離的應用，分離性能介于超濾和反滲透之間，其截斷分子量約為200～2000。納米膜屬于復合膜，允許一些無機鹽和某些溶劑透過膜。納濾過程所需壓力比反滲透低得多，具有節(jié)約動力的優(yōu)點。它能截斷易透過超濾膜的那部分溶質(zhì)，同時又可能被反滲透膜所截斷的溶質(zhì)透過，其特有功能是反滲透和超濾無法取代的。納濾膜具有良好的熱穩(wěn)定性、pH 穩(wěn)定性和對有機溶劑的穩(wěn)定性，因此現(xiàn)已廣泛應用于各個工業(yè)領域，尤其是醫(yī)藥、生物化工行業(yè)的分離提純過程。納濾膜是現(xiàn)今最先進的膜分離技術。微濾、超濾、反滲透、納濾4種分離技術沒有太明顯的分界線，均是以壓力作為推動力，被截斷的溶質(zhì)的
直徑大小在某些范圍內(nèi)相互重疊。
4．5 電滲析
電滲析是以電位差為推動力，在直流電作用下利用離子交換膜的選擇透過性，把電解質(zhì)從溶液中分離出來，從而實現(xiàn)溶液的淡化、精制或純化目的。
4．6 液膜
液膜是懸浮在液體中的一層乳液微粒，形成液相膜。依據(jù)溶解、擴散原理，通過這層液相膜可以將兩個組成不同而又互溶的溶液分開，并通過滲透的現(xiàn)象起到分離、提純的效果，它克服了固體膜存在的選擇性低和通量小的特點。液膜一般由溶劑、表面活性劑和添加劑構成。按其構型和操作方式分為乳化液膜(Liq—uid surfactant membranes)和支撐液膜(Supportediquid m embranes)。
5 膜分離技術在生物化工應用中存在的問題
膜分離技術具有許多優(yōu)點，是一種較理想的分離手段，但在應用中還存在一定的問題。在操作過程中，膜面易受污染，形成附著層，使膜的性能降低，降低膜的透水率，形成濃差極化現(xiàn)象。為了減少濃差極化，常采用錯流流程，即過濾液主體水平流過膜面，而過濾液是垂直通過膜面。此外，在膜分離技術中容易遇到膜污染問題，即膜的透水量隨運行時間延長而下降。因此需采用一定的方法對膜面或膜內(nèi)的污染物進行清洗，以使透水量得到提高。常甩清洗方法是高流速水清洗和用化學清洗劑對膜進行清洗。膜分離雖然原理簡單，在生物化工領域廣泛應用，但由于生物化工產(chǎn)品種類繁多、性質(zhì)各異，對膜分離會產(chǎn)生不同的影響，如吸附會使膜孔堵塞等，所以要想很好地利用膜分離技術，必須針對具體過程研究開發(fā)各種防止膜性能降低的裝置并探討有效的操作方法。
6 膜分離技術在生物化工中的應用進展
由于膜分離技術具有防止熱敏性物質(zhì)失活、效率高等優(yōu)點，所以在生物化工中應用極為廣泛。可以采用超濾或反滲透除去醫(yī)藥用水中的熱源。在氨基酸生產(chǎn)工藝中，使用超濾法可以除菌或去熱源。也可以采用超濾技術將粗酶液進行處理，使低分子和鹽類與水一起從膜孔滲除，從而濃縮和精制酶。另外膜分離技術還可以應用于低分子量發(fā)酵產(chǎn)品的分離與濃縮，還可以利用膜制作不同類型的膜反應器等。膜分離技術具有分離效率高、節(jié)能、設備簡單、適合生物產(chǎn)品處理等優(yōu)點，受到了廣泛關注，在分離方面提供了許多可行之處，帶來了方便。隨著研究的不斷深入，其應用范圍將會越來越廣泛。在膜分離技術應用方面最主要的障礙就是膜分離性能的降低。如果能將該問題解決，則膜分離技術將在生物化工領域中起到更大的作用，在國民經(jīng)濟中發(fā)揮更大的作用，在人類社會的發(fā)展史上起到不可代替的作用。
