濾膜過濾技術(shù)是現(xiàn)代分離技術(shù)領(lǐng)域的分支, 主要作用是從氣相或液相物質(zhì)中去除(截留)膠體、細(xì)菌和固體物質(zhì), 以達(dá)到凈化、分離和濃縮等工藝的目的。濾膜具有膜面光滑、無碎屑、厚度薄、吸附濾液少、孔隙率高、微孔結(jié)構(gòu)均勻、過濾效果好和過濾速度快等諸多優(yōu)點, 現(xiàn)已被廣泛應(yīng)用于食品飲料、醫(yī)藥、化工、電子、能源、環(huán)保和檢驗等領(lǐng)域。
1 過濾方式及濾膜種類
過濾的方式包括正壓和負(fù)壓過濾, 均是使溶劑和較小顆粒或分子的溶質(zhì)能通過一定孔徑的濾膜, 大的顆?；蚍肿尤苜|(zhì)則不能透過, 從而使大顆?；蚋叻肿游镔|(zhì)脫水、脫鹽和濃縮, 使細(xì)菌、寄生蟲截留而達(dá)到除菌、集菌、提高檢出率的目的。按分離物質(zhì)的大小, 將濾膜過濾技術(shù)分為微濾、超濾、反滲透和納濾等。
2 醫(yī)藥行業(yè)中的應(yīng)用
早在一百多年前, 國外就有微孔濾膜的生產(chǎn), 但只是在近30年才在制藥行業(yè)得到應(yīng)用, 用于醫(yī)院大輸液的過濾僅有十幾年的歷史。一般過濾除菌處理流程是由粗過濾、預(yù)過濾和除菌過濾3個過濾單元組成, 各過濾單元選用的基本準(zhǔn)則是粗過濾價格要便宜, 預(yù)過濾精度要合適, 除菌過濾必須可靠。除菌方式包括:篩分?jǐn)r截、嵌入攔截、擴(kuò)散攔截和吸附攔截。在我國制藥業(yè)已經(jīng)使用微濾(濾膜孔徑<0.22 μm)技術(shù)對澄清的藥液再次除菌、除熱原。亦有使用超濾方法去除抗生素中熱原物質(zhì), 此法是一種通過美國食品與藥品管理局(FDA)認(rèn)證的除熱原方法, 其原理是使用孔徑小于熱原分子量的超濾膜截斷熱原, 讓料液通過, 具有設(shè)備操作簡便、材質(zhì)不污染料液、獲得率高、質(zhì)量好、勞動強(qiáng)度小的優(yōu)點, 可廣泛應(yīng)用于針劑、原料、注射用水等產(chǎn)品的生產(chǎn)。
3 食品工業(yè)上的應(yīng)用
傳統(tǒng)的食品消毒方法, 多采用加熱殺菌法, 但會給食品的品質(zhì)帶來不利的影響, 如變色、變味、營養(yǎng)損失等。隨著人們生活和消費水平的提高以及科學(xué)技術(shù)的發(fā)展, 一些非加熱的消毒技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生, 并逐漸在實踐中得到推廣應(yīng)用, 過濾即是常用的手段之一。在糖廠、酒廠及清涼飲料廠, 過濾除菌技術(shù)常用于去除粗糖液、酒及水質(zhì)中可能污染的細(xì)菌。日本早已把過濾技術(shù)應(yīng)用于鮮啤酒生產(chǎn)。其目的是除去混濁懸浮物(主要是酒花樹脂、單寧、蛋白質(zhì)等)及酵母、乳酸菌等微生物, 改善口味和提高透明度。美國、德國、日本等發(fā)達(dá)國家在二十世紀(jì)80年代初已在生鮮啤酒生產(chǎn)中采用了濾膜過濾技術(shù), 而且應(yīng)用相當(dāng)普遍。國內(nèi)使用微孔膜錯流過濾技術(shù), 應(yīng)用于葡萄酒澄清工藝中, 減少了產(chǎn)品的氧化, 避免了芳香物、營養(yǎng)素和功能成分(如白黎蘆醇等)的損失。
4 檢驗領(lǐng)域的應(yīng)用
4.1在臨床檢驗中的應(yīng)用
國內(nèi)醫(yī)療單位, 在生化檢驗中使用不同孔徑的微孔濾膜分離蛋白質(zhì), 可以選擇性地截留血清或體液中各種不同分子量大小的蛋白質(zhì)。該方法簡便、經(jīng)濟(jì)、用量少, 是臨床檢驗和科研工作中一種方便的分離蛋白質(zhì)方法
4.2水質(zhì)檢測
濾膜過濾技術(shù)在水質(zhì)微生物檢驗方面應(yīng)用很廣, 現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn)ISO386-2-1988就是用濾膜法對銅綠假單胞菌進(jìn)行測定和計數(shù)。ISO7899 -1984也是用濾膜法對糞鏈球菌進(jìn)行測定和計數(shù)。美國學(xué)者ThomasM等人曾用這些技術(shù)調(diào)查了哈得孫河口糞鏈球菌的情況。濾膜可以濾過大量水樣, 通過加大取樣量, 對樣品進(jìn)行濃縮, 這對于純凈水等采用直接取樣法不易檢出陽性的樣品, 可以提高檢出率, 具有實際應(yīng)用價值。
4.3消毒劑鑒定中的應(yīng)用
在臭氧水對微生物的殺滅效果鑒定中, 因臭氧水機(jī)連續(xù)不斷的產(chǎn)生臭氧水, 且臭氧在水中的溶解度低、極易降解揮發(fā), 故將新發(fā)生的臭氧水直接流到染菌濾膜(孔徑=0.45μm)上, 同時開啟抽氣泵抽濾, 使臭氧水連續(xù)不斷的作用至預(yù)定時間, 來測定臭氧水機(jī)的殺菌效果。因濾膜孔徑小于細(xì)菌直徑, 阻礙了細(xì)菌隨水流失, 避免了樣機(jī)出水沖洗掉的細(xì)菌數(shù)被誤算為已殺滅的細(xì)菌數(shù), 使實驗結(jié)果更準(zhǔn)確。
4.4 微菌落技術(shù)中的應(yīng)用
細(xì)菌微菌落技術(shù)由于具有快速、經(jīng)濟(jì)、實用的特點, 國外學(xué)者已將其用于水、乳等食品的細(xì)菌數(shù)快速定量測定,將濾膜過濾法與其相結(jié)合, 以抽濾方式將待測水樣lml接種于混合纖維素膜上, 然后貼在瓊脂平板上37℃培養(yǎng)12h, 取下膜透明處理、沙黃染色后顯微鏡計數(shù)。該方法能在13h內(nèi)報告結(jié)果, 比常規(guī)平板計數(shù)法快近l倍, 且結(jié)果可長期保存, 膜上的微菌落放置半年后, 仍可清楚計數(shù)。在我國濾膜過濾技術(shù)已得到廣泛應(yīng)用, 但在濾膜的品種、規(guī)格及膜質(zhì)量與產(chǎn)業(yè)化方面與國際先進(jìn)水平比較還有相當(dāng)?shù)牟罹?可開發(fā)的領(lǐng)域、技術(shù)還十分廣泛, 應(yīng)用中有許多問題有待去研究、解決、完善、提高
