膜孔径对陶瓷膜净化生物发酵液性能的影响研究
Membrane Science and Technology（2021）
摘要
生物发酵液具有成分复杂、黏度大、不稳定等特点,膜分离技术应用于发酵液净化时普遍存在有机及生物污染问题,降低了膜的过滤通量,极大限制了膜技术在生物发酵产业的应用.针对发酵液净化工艺中的膜污染问题,提出以小孔径陶瓷超滤膜同时去除菌体、大分子物质和蛋白的方法,探究合适的超滤膜孔径以减小蛋白分子等物质的堵塞污染.研究选取牛血清白蛋白溶液作为基准体系,以增添D-果糖、大肠杆菌种子液配制不同溶液体系,考察了孔径分别为5、10、100 nm 3种陶瓷膜在不同物料体系下的临界运行通量,探究膜孔径与渗透分离性能的构效关系.结果 表明,在牛血清白蛋白模拟体系下,孔径为10 nm的小孔径超滤膜表现出更高的临界运行压力和临界运行通量,分别为0.3 MPa和210.26 L/(m2·h);随着料液体系的复杂程度增加,陶瓷膜的临界运行通量逐渐减小,孔径为10 nm的小孔径超滤膜在复杂料液体系中表现出更高的渗透通量和更优的抗污染性能.
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