VONTRON抗污染膜元件在氨基酸浓缩领域的应用
摘 要：反渗透膜分离氨基酸基于两点:筛分效应和电荷效应。分子量大于膜的截留分子量的物质，将被膜截留，反之则透过，这就是膜的筛分效应。反渗透膜的表面活性层由聚电解质构成，膜表面通常带有一定的电荷，离子与静电膜的电荷相互作用称为Donnan效应。
1、项目背景
湖北某氨基酸厂一直通过动物皮毛、人发等物质经化学工艺提取L-半胱氨酸溶液，L-半胱氨酸作为蛋白质的分解产物主要用于医药、食品、化妆品等行业。L-半胱氨酸是一种新陈代谢所需要的营养剂，可治疗肝炎、发育不正常、病后脱发症，也用于伤寒痢疾、流感等急性传染病、气喘、神经痛、湿疹及各种中毒疾患,是防止肝硬化及其它肝病的良药；同时，L-半胱氨酸又可作为羧甲基半胱氨酸、乙酰基半胱氨酸等半胱氨酸系列衍生物生产的原料、食品添加剂、化工原料，抗氧化剂等。
由于氨基酸源液中浓度较低，同时含有较多氨水等杂质，因此在生产中需要对原液进行浓缩提纯。该厂以前一直选用进口反渗透膜元件进行提纯，其使用寿命大致在90天左右，更换费用极高、同时浪费很多人力。2005年11月，该厂选用北京时代沃顿科技有限公司生产的复合反渗透膜元件进行浓缩生产，膜元件的各项运行指标一直稳定，延长了使用寿命，降低了生产成本，用户对使用结果满意。
2、总体设计
2.1 膜元件的选用
反渗透膜分离氨基酸基于两点:筛分效应和电荷效应。分子量大于膜的截留分子量的物质，将被膜截留，反之则透过，这就是膜的筛分效应。反渗透膜的表面活性层由聚电解质构成，膜表面通常带有一定的电荷，离子与静电膜的电荷相互作用称为Donnan效应。与膜同号的离子被排斥，异号离子被吸引，不同符号的离子透过率不同，对膜表面的污染速率也不同。
因此，氨基酸的反渗透分离过程应充分考虑以下几点:pH值、氨基酸分子量、膜的截留分子量和表面电荷。
羧酸分子中烃基上的一个或几个氢原子被氨基取代的化合物叫做氨基酸。根据氨基和羧基的相对位置，可分为α、β、γ-氨基酸，其中α-氨基酸在自然界存在最广，也最重要，其结构通式如下图所示：
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