濾膜材料及微濾技術(shù)的應(yīng)用

　　微濾膜若從1907年Bechhold制得系列化多孔火棉股膜問世算起，至今有近百年歷史。微濾是一種精密過濾技術(shù)，微濾膜分離技術(shù)始于19世中國組織工程研究與臨床康復(fù)175激2011濾膜材料及微濾技術(shù)的應(yīng)用。

　　濾膜材料及微濾技術(shù)的應(yīng)用

　　1背景：近年來，隨著生物材料學(xué)的發(fā)展，微孔濾膜在其應(yīng)用過程中，己逐步取代或提升了很多傳統(tǒng)的過濾工藝，成為現(xiàn)代工業(yè)，尤其是高、精、尖端技術(shù)產(chǎn)業(yè)，如電子、生物制藥、科學(xué)研究及質(zhì)量檢測等領(lǐng)域中保證產(chǎn)品質(zhì)量不可缺少的重要手段之一，現(xiàn)代生物技術(shù)和制藥工業(yè)發(fā)展的挑戰(zhàn)加速了膜技術(shù)的進步。

　　目的：綜述微濾技術(shù)的分離原理、特點、種類，介紹國內(nèi)外濾膜材料的研究進展及其在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用。

　　方法：由第一作者于2011-03進行檢索。檢索中國全文期刊數(shù)據(jù)庫（http://www.cnki.net/index.htm）及Pubmed數(shù)據(jù)庫（http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez/）1994-01/2010-12有關(guān)微濾技術(shù)、微濾材料的文章，檢索詞為“微濾技術(shù)，微濾膜，微孔濾膜”，文章語言種類為中文和英文，排除重復(fù)性研究。計算機初檢得到60篇文章，閱讀標(biāo)題和進行初篩，保留其中的20篇歸納總結(jié)，其中中文19篇，英文1篇。

　　結(jié)果與結(jié)論：微濾又稱微孔過濾，它屬于精密過濾，能夠過濾微米級或納米級的微粒和細菌。基本原理是篩分過程，依據(jù)膜孔徑（或截留分子質(zhì)量）的不同，可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜及反滲透膜。目前膜分離技術(shù)在各個方面的應(yīng)用研究很活躍，但膜的污染、堵塞，原料液的黏度高，使膜通量衰減嚴(yán)重，無法繼續(xù)分離，影響了膜分離在實際操作中迅速應(yīng)用發(fā)展。

　　要實現(xiàn)生物制品提純的規(guī)模性應(yīng)用，還要取決于相關(guān)方面的發(fā)展，如膜污染機制研究，對性能優(yōu)良、抗污染膜材料的研究。

　　將來多種類型的膜分離技術(shù)在生化產(chǎn)品應(yīng)用中協(xié)同發(fā)展，取長補短，超濾、納濾、微濾技術(shù)聯(lián)用，實行多級分離是其發(fā)展趨勢。

　　許亞夫，鄒大江，熊俊。濾膜材料及微濾技術(shù)的應(yīng)用。中國組織工程研究與臨床康復(fù)，2011，15（16）：2949-2952.紀(jì)中葉，是以靜壓差為推動力，利用篩網(wǎng)狀過濾介質(zhì)膜的“篩分，作用進行分離的膜過程。它的主要作用是從氣相或液相物質(zhì)中去除（截留）股體、細菌和固體物質(zhì)，以達到凈化、分離和濃縮等目的。

　　贛南醫(yī)學(xué)院，資產(chǎn)管理處，信息工程學(xué)院，江西省贛州許亞夫，男，1958年生，廣東省汕頭市人，2007年江西廣播電視大學(xué)畢業(yè)，實驗師，主要從事生物材料、實驗材料、儀器設(shè)備保養(yǎng)維護等方面的研究。

　　實施微孔過濾的膜稱為微濾膜。微濾膜是均勻的多孔薄膜，厚度為90150pm，過濾粒徑為0.025 10）m，操作壓為0.010.2MPa.微濾膜的主要技術(shù)優(yōu)點是：膜孔徑均勻、過濾精度高、濾速快、吸附量少、無介質(zhì)脫落等。它主要應(yīng)用于食品飲料、醫(yī)藥衛(wèi)生、電子、化工、環(huán)境監(jiān)測等領(lǐng)域，如科研和環(huán)保部門對水和空氣的檢測分析、電子工業(yè)的空氣和純水凈化、食品工業(yè)食用純凈水制造、醫(yī)藥和制藥業(yè)用水的除菌和除微粒等。本文主要綜述微濾技術(shù)的分離原理、特點及種類，介紹國內(nèi)外濾膜材料的研究進展及其在各個領(lǐng)域中的應(yīng)用。1資料和方法資料來源：由第一作者于2011-03進行檢索。檢索文章語言種類為中文和英文。

　　納入標(biāo)準(zhǔn)：與微濾技術(shù)、微濾材料相關(guān)的文章。

　　排除標(biāo)準(zhǔn)：排除重復(fù)性研究。

　　數(shù)據(jù)的提?。河嬎銠C初檢得到60篇文章，閱讀標(biāo)題和進行初篩，排除重復(fù)性研究，保留其中的20篇歸納總結(jié)，其中中文19篇，英文1篇。

　　2結(jié)果

　　2.1微濾技術(shù)的分離機制膜分離技術(shù)是一種以具有選擇透過性的膜為分離介質(zhì)，使用半透膜的分離方法，在常溫下當(dāng)膜兩側(cè)存在某種推動力（如壓力差、濃度差、電位差等）時對溶質(zhì)和溶劑進行分離、濃縮、純化。膜分離技術(shù)主要是采用天然或人工合成高分子薄膜，物料依據(jù)濾膜孔徑的大小而通過或被截留，以外界能量或化學(xué)位差為推動力，對雙組分或多組分流質(zhì)和溶劑進行分離、分級、提純和富集操作?，F(xiàn)已應(yīng)用的有反滲透、納濾、超過濾、微孔過濾、透析電滲析、氣體分離、滲透蒸發(fā)、控制釋放、液膜、膜蒸餾膜反應(yīng)器等技術(shù)。

　　微濾的過濾原理有3種：篩分、濾餅層過濾、深層過濾。微濾膜的分離機制十分復(fù)雜，影響因素較多?；诂F(xiàn)已進行的研究，微濾膜的分離機制為篩孔分離過程，膜的物理結(jié)構(gòu)對分離起決定性作用。此外，吸附、膜表面的化學(xué)性質(zhì)和電性能等因素對分離也有影響。

　　2.2微濾技術(shù)的分離特點膜分離技術(shù)具有如下特點：①膜分離過程不發(fā)生相變化，因此膜分離技術(shù)是一種節(jié)能技術(shù)。②膜分離過程是在壓力驅(qū)動下，在常溫下進行分離，特別適合于對熱敏感物質(zhì)，如酶、果汁、某些藥品的分離、濃縮、精制等。③膜分離技術(shù)適用分離的范圍極廣，從微粒級到微生物菌體，甚至離子級都有其用武之地，關(guān)鍵在于選擇不同的膜類型。④膜分離技術(shù)以壓力差作為驅(qū)動力，因此采用裝置簡單，操作方便。

　　2.3濾膜材料的種類及研究進展膜就結(jié)構(gòu)而言可分為對稱膜和非對稱膜；根據(jù)材料的不同，可分為無機膜和有機膜；依據(jù)膜孔徑（或截留分子質(zhì)量）的不同，可分為微濾膜、超濾膜、納濾膜、反滲透膜。微濾膜主要用于截留懸浮固體、細菌，超濾膜主要用于截留大分子有機物、蛋白、多肽等，納濾膜主要用于截留小分子有機物、染料、重金屬離子等，反滲透膜主要用于截留無機鹽如氯化鈉等。目前已開發(fā)的在醫(yī)藥工業(yè)中應(yīng)用的膜分離技術(shù)主要有微濾、超濾、納濾及反滲透等。

　　微濾、超濾、納濾及反滲透4種膜的透過機制基本相同，都是以壓力差為推動力的膜過程，當(dāng)膜兩側(cè)存在一定壓差時，可使一部分溶劑及小于膜孔徑的組分透過膜，而微粒、大分子、鹽等被膜截留下來，從而達到分離的目的。

　　其差別主要在于被分離物顆粒或分子的大小和所采用膜的結(jié)構(gòu)與性能。微濾、超濾、納濾、反滲透各有特點，因而各有其特定的場合。微濾可單獨使用，進行殺菌、除顆粒，也可作為其他膜過程的前處理；超濾則主要用于截留包括病毒、熱原及蛋白質(zhì)、明膠等大分子，并將其濃縮，此前要使用微濾進行預(yù)處理；納濾和反滲透主要用于處理分子級的物質(zhì)，但反滲透過程前也需要用微濾進行預(yù)處理，以保證膜的壽命。在中藥現(xiàn)代研究中，應(yīng)用較多的是微濾及超濾技術(shù)，尤其是超濾技術(shù)，而且近年來超濾技術(shù)與其他分離技術(shù)（如大孔吸附樹脂）的聯(lián)合使用已越來越廣泛的被應(yīng)用。

　　2.3.1微濾膜的應(yīng)用微濾膜是膜分離技術(shù)的重要組成部分，主要基于篩分原理。微濾介于常規(guī)過濾和超濾之間，通常截留粒徑大于0.05pm的微粒，多采用對稱微孔膜，膜的孔徑范圍為0.15pm，主要用于藥液的澄清，實現(xiàn)固態(tài)微粒、股體粒子等與水溶性成分分離，常作超濾的預(yù)處理過程。微濾膜材料分有機材料和無機材料兩類。有機材料有纖維素酯類、聚礬、聚丙烯等，無機材料包括金屬、陶瓷、金屬氧化物、玻璃、沸石等。與有機膜相比，無機膜具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、耐高溫、抗污染性強、易清洗、機械強度高等優(yōu)點，近年來發(fā)展迅速。