阳极氧化铝膜过滤BSA溶液过程中的污染分析.pdfVIP

维普资讯 第28卷第5期 南 京 工 业 大 学 学 报 Vo1．28No．5 2006年 9月 J0URNALOFNANJINGUNIVERSITY OFTECHNOLOGY Sep．2006 阳极氧化铝膜过滤 BSA溶液过程中的污染分析 陶 玲，邢卫红 (南京工业大学化学化工学院，江苏 南京210009) 摘 要：采用阳极氧化铝膜过滤牛血清蛋白溶液，考察 了孔径20、100、200nm3种膜的过滤通量随时间的变化关 系，在相同的操作务件下孔径20nm 的膜具有较高的渗透通量 (400L／(m ·h))和较小的过滤阻力(8．3× 10“／m)。还考察了蛋白质浓度、泵送时间及清洗对膜污染情况的影响。结果表明，在实验的范围和条件下，随蛋 白质浓度的增大，膜污染加重，稳定通量增大；泵送时间增长，膜污染速度加快，通量增大；通过纯水清洗加超声清 洗的方法去除可逆污染，清洗后膜与新膜过滤通量相5-。 关键词：无机膜；纯水通量；膜污染；蛋 白质 中图分类号：TQ028．8 文献标识码：A 文章编号：1671—7643(2006)05—0071—05 膜过滤技术已广泛应用于生物工程和食品工 业等领域，常涉及含蛋 白质体系的处理，例如，发 1 实验部分 酵液中回收菌体和蛋 白质产品的除菌等，这些操 作中蛋白质对膜的污染是导致膜分离过程效率降 1．1 主要仪器、试剂和滤膜 低和有价值产物损失的关键因素。前人对膜污染 紫外分光光度计 (PELamdba35，USA)。 机理做了广泛研究 ，一般认为，膜污染是由蛋 白质 牛血清 白蛋 白(BSA)为生化试剂级药品，质量 分子吸附到膜孔 内表面或蛋 白质堆积在膜表面或 分数大于99％(国药集团化学试剂有限公司)；去离 膜孔中而引起的。在超滤过程中，蛋 白质分子被 子水，电导率8~ts／cm。 部分或全部截留，因而在膜面积累到较高浓度，引 阳极氧化铝片状膜 (Whatman公司)，3种膜直 起蛋白质沉淀、凝胶和类似聚合的反应，导致蛋 白 径均47mm，孔径分别为20、100、200nm。阳极氧化 质在膜面的沉积 ¨-2j。微滤过程 ，由于膜孔径是 蛋 白质相对分子质量的十多倍，所以吸附、浓差极 铝膜的基本性质见表 1。 化和凝胶化不是通量下降的主要原因3。多数作 表 1 阳极氧化铝膜的基本性质 者认为，通量的急剧下降是 由于蛋白质聚集体在 Table1 PropertiesofanodicMuminum oxidemembranes 膜表面的堆积。 很多科研工作者分别对蛋白质的微滤和超滤过 标称孔径／nm 20 100 200 程作了深入的研究，P．Pradanosl4等使用孔径为20 有效直径／ram 43 43 43 nm不对称阳极氧化铝膜对5种相对分子质量蛋 白 国标法测量的孔隙率／％ 35 43 49 质的过滤过程做了研究 ，得出污染模型中的常数与 进料的浓度、膜面流速和蛋 白质相对分子质量的关 1．2 实验装置与方法 系。但对于膜孔径与过滤通量及截留率之间的关系 1．2．1 实验装置 研究较少 J，由于阳极氧化铝膜具有孔道规则、均