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·792· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 36 卷

对超滤膜 MWCO 进行更准确的评估，以进行进一 有效冲刷膜壁使污染物沉积减小膜通量增大，如图
步的选择 [88] 。 7b~d 所示。但挡板产生的涡流运动会引起能量耗
3.2.4 超滤膜组件的改进 散，增加了能量成本并引起膜内压力的降低 [89] 。除
膜组件的改进可以进一步改善膜的传质性能。 此之外，静态混合器 [51] 等湍流促进器，以及增加湍
如图 7a 所示，可在管式膜中加入挡板。挡板使超滤 流和气液交叉流动的气体喷射装置 [90] 在膜组件中的
膜壁的局部速度和剪切应力产生剧烈的波动，从而 引入，也可不同程度提高膜的超滤性能。

a—挡板装置；b—管壁上的速度分布；c—管壁上的剪切应力分布；d—挡板对膜通量的影响；LO 为 Left-orientation，RO 为
Right-orientation
图 7 管式膜中挡板对超滤过程的影响 [91-92]
Fig. 7 Effect of baffle in tubular membrane on ultrafiltration process [91-92]

3.3 超滤过程的优化 与模式 A 相比，模式 B 纯化倍数更高，膜表面污染
3.3.1 超滤过程理化参数的优化 更少。在针对单次超滤无法有效去除生物酶发酵液
在生物酶发酵液的超滤过程中，虽然超滤膜污 中杂质的问题，江华 [96] 等提出了两级超滤法，依次
染和酶活力损失无法避免，但通过对超滤过程参数 用不同截留分子量的超滤膜对生物酶发酵液进行分
的优化，可以有效减小膜污染和酶活力的损失。在 离，结果表明两级超滤能有效地提高酶的纯化倍数，
生物酶下游分离工艺过程中，可进行小规模、多点实 但酶回收率相对较低。
验进而找到最优分离理化参数 [93] 。然而，在设置梯度 在对超滤工艺整合时，Golunski [97] 和 Sala [98] 等
寻找最佳参数时会存在一定的盲目性。Darnon [94] 等把 分别提出乙醇沉淀和双水相萃取技术与超滤技术耦
几个关键的实验数据点和化学软件中不同模型相结 合，对生物酶发酵液进行分离纯化。虽然不同的分
合进行分析和模拟，估计超滤过程的可操作性和分 离工艺相结合减小了酶的回收率，但酶的纯度得到
离参数，最终通过软件优化得到最佳的参数。总之， 了有效的提高。此外，Enevoldsen [99] 等提出电超滤
软件模拟得出数据不仅可以减少实验的盲目性，而 技术，在膜表面施加电场能有效地提高膜通量，但
且最终得到的实验数据反过来可以证明软件的合理 对于带电量和杂质较少的溶液来说，超滤过程的膜
性和准确性。 通量提高不明显。
3.3.2 超滤过程工艺的优化和整合 综上所述，在生物酶超滤过程中，一方面，对
在对超滤工艺优化时，Li [95] 等对超滤模式（A： 现有超滤工艺优化和改进，不断提高超滤性能；另
先浓缩后洗滤，B：先洗滤后浓缩）的研究发现， 一方面，积极寻找其他分离工艺，多个分离过程相