摘 要：反滲透膜分離氨基酸基于兩點:篩分效應(yīng)和電荷效應(yīng)。分子量大于膜的截留分子量的物質(zhì)，將被膜截留，反之則透過，這就是膜的篩分效應(yīng)。反滲透膜的表面活性層由聚電解質(zhì)構(gòu)成，膜表面通常帶有一定的電荷，離子與靜電膜的電荷相互作用稱為Donnan效應(yīng)。

1、項目背景
   
湖北某氨基酸廠一直通過動物皮毛、人發(fā)等物質(zhì)經(jīng)化學(xué)工藝提取L-半胱氨酸溶液，L-半胱氨酸作為蛋白質(zhì)的分解產(chǎn)物主要用于醫(yī)藥、食品、化妝品等行業(yè)。L-半胱氨酸是一種新陳代謝所需要的營養(yǎng)劑，可治療肝炎、發(fā)育不正常、病后脫發(fā)癥，也用于傷寒痢疾、流感等急性傳染病、氣喘、神經(jīng)痛、濕疹及各種中毒疾患,是防止肝硬化及其它肝病的良藥；同時，L-半胱氨酸又可作為羧甲基半胱氨酸、乙酰基半胱氨酸等半胱氨酸系列衍生物生產(chǎn)的原料、食品添加劑、化工原料，抗氧化劑等。
   
由于氨基酸源液中濃度較低，同時含有較多氨水等雜質(zhì)，因此在生產(chǎn)中需要對原液進行濃縮提純。該廠以前一直選用進口反滲透膜元件進行提純，其使用壽命大致在90天左右，更換費用極高、同時浪費很多人力。2005年11月，該廠選用北京時代沃頓科技有限公司生產(chǎn)的復(fù)合反滲透膜元件進行濃縮生產(chǎn)，膜元件的各項運行指標一直穩(wěn)定，延長了使用壽命，降低了生產(chǎn)成本，用戶對使用結(jié)果滿意。

2、總體設(shè)計
    
2.1 膜元件的選用
    
反滲透膜分離氨基酸基于兩點:篩分效應(yīng)和電荷效應(yīng)。分子量大于膜的截留分子量的物質(zhì)，將被膜截留，反之則透過，這就是膜的篩分效應(yīng)。反滲透膜的表面活性層由聚電解質(zhì)構(gòu)成，膜表面通常帶有一定的電荷，離子與靜電膜的電荷相互作用稱為Donnan效應(yīng)。與膜同號的離子被排斥，異號離子被吸引，不同符號的離子透過率不同，對膜表面的污染速率也不同。
    
因此，氨基酸的反滲透分離過程應(yīng)充分考慮以下幾點:pH值、氨基酸分子量、膜的截留分子量和表面電荷。
   
羧酸分子中烴基上的一個或幾個氫原子被氨基取代的化合物叫做氨基酸。根據(jù)氨基和羧基的相對位置，可分為α、β、γ-氨基酸，其中α-氨基酸在自然界存在最廣，也最重要，其結(jié)構(gòu)通式如下圖所示：

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