超濾技術的應用發展研究

張露瀛，賈麗娜

超濾技術的應用發展研究

張露瀛，*賈麗娜

（河北農業大學理工學院，河北滄州061100）

通過介紹超濾技術的基本概況、原理、基本結構和應用優勢，以及超濾技術在食品工業、生化制藥和環境保護領域的最新應用實例，闡述了超濾技術應用于各領域的獨特優勢，為其在今后生產實踐中的應用提供參考依據。關鍵詞：超濾技術；過濾；分離

1 超濾技術概況

1.1 原理介紹

超濾（Ultra-filtration，UF）技術是通過膜表面的孔結構對大小不同類別的物質進行選擇性分離的高新技術手段。其原理是密閉容器中的大小2類物質溶液在空氣壓力的作用下透過超濾膜板，由于小分子溶質小于膜孔直徑可透過膜作為透過物被收集，而大分子溶質則被薄膜截留作為濃縮液被回收，最終實現溶液的分離和濃縮。

1.2 基本結構

超濾設備的基本結構[1]由四大部分組成：超濾部分、預濾部分、動力部分和其他部分。超濾設備最重要的部件是超濾膜。超濾膜的作用是調節孔的大小和表狀，進而控制最終的過濾效果。

1.3 應用優勢

超濾技術的優勢在于：①條件溫和，常溫常壓即可，對熱敏性物質的損害小；②殺菌除菌，絕大多數微生物被截留，避免加工中的再污染，提高產品品質[1]；③無化學添加，屬于物理分離方法，無需化學添加劑，無污染[2]；④能耗低，以空氣壓力為動力，分離時無相變化，耗能少，裝置簡單、流程短、易于控制和維護。

2 各領域最新應用成果

2.1 食品工業領域

王成福等人[3]將超濾技術應用于L-阿拉伯糖發酵液的精制中，將通過離心預處理的發酵液用超濾設備進行分離，并通過對孔直徑大小、溫度、壓力和流速的控制，有效地去除了L-阿拉伯糖原發酵液中的酵母菌、色素和膠狀物等，實現了L-阿拉伯糖發酵液無化學添加的精制，提高了產品品質。

莫增寬[4]在精煉糖廠糖漿的回流超濾試驗中證明了在超濾膜為2 500截留量，壓力2.5 MPa，溫度40℃的條件下，糖漿的回收率、濃度和脫色率大大提升，既去除了雜質又保證外觀色澤較好。

有人在花生功能性短肽的制備中應用了超濾技術，使得花生肽的回收率和脫鹽率明顯提高，實現了花生功能性短肽的純化富集[5]，為該物質研究提供材料基礎。

在醬油生產中采用超濾技術，在達到除菌目的的同時，濾去醬油中可引起沉淀的物質，既能改善醬油的風味，還可使醬油清澈透明。

超濾技術還可應用于濃縮牛奶和乳清蛋白質、茶及飲料的精制和除菌、果汁的除氣等。

2.2 生化制藥領域

何慶[6]以三苷粉針藥液為例，通過測定超濾前后藥劑中細菌內毒素的含量，證明了超濾膜能有效去除三苷粉針藥液中的病毒。同時，王娟等人[7]通過試驗證明了超濾技術可以去除重組MUC1-MBP融合蛋白中的內毒素。結果顯示，超濾技術對去除藥液中細菌內毒素有很大的效果，可以減少藥劑中有效成分的損失，還能提高生物制藥的品質。

周紅燕等人[8]在清肺止咳顆粒的生產中應用超濾技術，使得顆粒的劑型更小、有效成分的轉移率更高，讓新型清肺止咳顆粒更適合用于臨床治療。

徐秋燕[9]用超濾設備對銀杏葉和絞股藍的混合粗提液進行超濾提取，最終驗證在50%乙醇溶液，壓力9.0 bar，30℃時，提取物中有效成分含量最高，提高了混合制劑中抗心血管疾病有效成分的含量。

周冉[10]以鹿茸凍干粉為原料，用超濾技術濃縮鹿茸中胰島素樣生長因子-1（IGF-1），超濾技術使得IGF-1回收率達到68.32%，蛋白質回收率達到87.43%，體現超濾技術工藝的穩定高效、回收率高的自身優勢。

2.3 環境保護領域

為了提高汽車潤滑油的重復使用率，無錫尼富龍公司使用超濾技術過濾使用過的潤滑油，不但改善了潤滑效果，保護汽車發動機，還做到了節約能源，保護環境。

造紙廠使用維美德公司的OptiCycleW超濾膜處理技術去除造紙廠白水中的固形物等雜質，由于過程中無化學添加，經處理的白水可以循環利用，從而減少清水使用量[11]。

超濾技術可以有效去除飲用水中膠體、雜質和雜菌，尤其對病毒和細菌有較好的去除效果，保證了飲用水的安全性。此外，超濾膜技術還能除去工業廢水中的重金屬離子，為實現對重金屬的重回收提供了方法。

3 結語

科技的發展，離不開技術的進步。超濾技術作為高新技術的一種，憑借獨特優勢在眾多領域發揮了重要作用。為了更大限度發揮其先進作用，應在更多方面嘗試應用。除了不斷改進超濾技術、提高作用效果，同時也要關注超濾膜材料的發展和選用范圍。

[1]曹明.超濾技術及其應用與發展[J].廣州化工，2011（19）：18-20.

[2]趙云霄.超濾技術及其在工業生產、環境保護中的應用研究[J].中國新技術新產品，2017（7）：61-63.

[3]王成福，孫魯，杜瑞鋒，等.超濾膜技術在L-阿拉伯糖發酵液精制中的應用[J].食品研究與開發，2017（3）：73-76.

[4]莫增寬.超濾技術的原理及其在甘蔗制糖行業的應用研究進展[J].中國調味品，2015，40（3）：137-140.

[5]詹斌.花生功能性短肽制備關鍵技術[J].農產品加工，2012（10）：41.

[6]何慶.深層次過濾技術在生物制藥工藝中的運用探析[J].臨床醫藥文獻雜志，2016，3（4）：632-633.

[7]王娟，謝飛，陳潭琇，等.超濾技術去除重組MUC1－MBP融合蛋白中內毒素的效果評價[J].吉林大學學報，2014，40（3）：539-542.

[8]周紅燕，徐向陽，謝俊，等.超濾工藝在清肺止咳顆粒中的應用[J].藥學與臨床研究，2017（1）：36-38.

[9]徐秋燕.超濾法提取銀杏葉和絞股藍雙中藥抗心血管疾病的有效成分[D].衡陽：南華大學，2015.

[10]周冉.超濾濃縮技術分離鹿茸中胰島素樣生長因子-1[J].中草藥，2013，44（10）：1 257-1 262.

[11]陳旭.超濾技術在造紙白水封閉循環中的應用[J].造紙信息，2016（10）：60-62.◇

The Developmentand Research of Ultrafiltration Technology

ZHANG Luying，*JIA Li'na
（College of Science and Technology，Hebei Agricultural University，Cangzhou，Hebei061100，China）

This paper introduces the basic situation of the ultrafiltration technology，principle，basic structure as well as the application advantages，and the ultrafiltration technology in the field of food industry，chemical and biological pharmaceutical field and the latest applications in the field of environmental protection are introduced.This paper highlights the unique advantagesofultrafiltration technology in various fields，and provides reference for itsapplication in production practice in the future.

ultrafiltration technology；filtrate；separate

X703

A

10.16693/j.cnki.1671-9646（X）.2017.06.046

1671-9646（2017）06b-0052-02

2017-05-17

張露瀛（1995—），女，本科，研究方向為食品質量與安全。

*通訊作者：賈麗娜（1988—），女，碩士，助教，研究方向為食品微生物。