呼和浩特职业学院教案首页 课 题第六章膜分离技术 授课时间 4.13,4.15 授课对象 2013级生物技术及应用1、2班 授课学时 4 1.掌握膜分离方法及原理 教学目的2.了解常用的膜 3.掌握透析的方法及应用 教学重点 透析的方法及应用 教学难点 膜的选择 教学方法 举例法，比较法，图示法，提问法，作业法等 (一)组织教学：点名、检查学生的出勤情况(5min) (二)临床案例：血液透析，导入新课：膜有哪些，各自 教学步骤 有什么特点(15min) 什 (三)开始讲解（概念，种类，特点，应用）(150min) 内容提要 (四)小结与思考题(8min) (五)结束本次，学生讨论(2min) 备注
呼和浩特职业学院教案首页 课 题 第六章 膜分离技术 授课时间 4.13,4.15 授课对象 2013 级生物技术及应用 1、2 班 授课学时 4 教学目的 1．掌握膜分离方法及原理 2．了解常用的膜 3．掌握透析的方法及应用 教学重点 透析的方法及应用 教学难点 膜的选择 教学方法 举例法，比较法，图示法，提问法，作业法等 教学步骤 及 内容提要 （一）组织教学:点名、检查学生的出勤情况（5min） （二）临床案例：血液透析，导入新课：膜有哪些，各自 有什么特点（15min） （三）开始讲解（概念，种类，特点，应用）（150min） （四）小结与思考题（8min） （五）结束本次，学生讨论（2min） 备注
血液透析及原理： 导入：透析膜有哪些，各自有什么特点？除了透析膜还有哪些膜在生产生活 副板书 第大章膜分离技术 第一节概述 一、膜分离技术概念及分类 (一)膜分高技术概念 提问：可 根据过滤介质的不同，过滤可以分为膜过滤和非膜过滤两大类。粗滤和以用来过 部分微滤采用高分子膜以外的物质作为过滤介质，称为非膜过滤，简称为过滤的介质 滤：而大部分微滤以及超滤、反渗透、透析、电渗析等采用各种高分子膜为有哪些？ 过滤介质，称为膜过滤，又称为膜分离技术。 借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性的物 质颗粒或分子进行分离的技术称为膜分离技术。 膜分离所使用的薄膜主要是由丙烯腈、醋酸纤维素、赛璐玢以及尼龙等 高分子聚合物制成的高分子膜。有时也采用动物膜等。膜分离过程中，薄膜 的作用是选择地让小于其孔径的物质颗粒或分子通过，而把大于其孔径的颗
血液透析及原理：血 液 导入：透析膜有哪些，各自有什么特点？除了透析膜还有哪些膜在生产生活 中？ 第六章 膜分离技术 第一节 概述 一、膜分离技术概念及分类 （一）膜分离技术概念 根据过滤介质的不同，过滤可以分为膜过滤和非膜过滤两大类。粗滤和 部分微滤采用高分子膜以外的物质作为过滤介质，称为非膜过滤，简称为过 滤；而大部分微滤以及超滤、反渗透、透析、电渗析等采用各种高分子膜为 过滤介质，称为膜过滤，又称为膜分离技术。 借助于一定孔径的高分子薄膜，将不同大小、不同形状和不同特性的物 质颗粒或分子进行分离的技术称为膜分离技术。 膜分离所使用的薄膜主要是由丙烯腈、醋酸纤维素、赛璐玢以及尼龙等 高分子聚合物制成的高分子膜。有时也采用动物膜等。膜分离过程中，薄膜 的作用是选择地让小于其孔径的物质颗粒或分子通过，而把大于其孔径的颗 粒截留。膜的孔径有多种规格可供使用时选择。 副板书 提问：可 以用来过 滤的介质 有哪些？ 黑龙江生物科技职业学院教案（第 页）
(二)膜分离技术的分类 1、膜分离技术可按分离粒子或分子大小给以分类，共有六种膜分离过 程，具体分类如下： 副板书 离子花用十大分子范十微子强十粒子范十粒子 米10,10 0 在黑板上 米过」 画出 型10-1六种澳分离过程分离的粒子大小花国 2、膜分离技术还可根据物质颗粒或分子通过薄膜的原理和推动力的不 同，可以分为3大类。 (1)加压膜分离 加压膜分离是以薄膜两边的流体静压力差为推动力的膜分离技术。在前 压力差的作用下，小于孔径的物质颗粒穿过膜孔，而大于孔径的颗粒被截留。 根据所截留的物质颗粒的大小不同，加压膜分离可分为微滤、超滤和反 渗透等4种。 重点在于 悬浮粒子 将原理给 学生讲解 ▲■●◆XX 清楚并 ▲■●◆ 大分子 超滤 ■ ■● ● 二价是 ■ ● 游离酸 ▲■ ▲■ 单价盐 诱 人不游离酸 膜的分类与物性
（二）膜分离技术的分类 1、膜分离技术可按分离粒子或分子大小给以分类，共有六种膜分离过 程，具体分类如下： 2、膜分离技术还可根据物质颗粒或分子通过薄膜的原理和推动力的不 同，可以分为 3 大类。 （1）加压膜分离 加压膜分离是以薄膜两边的流体静压力差为推动力的膜分离技术。在静 压力差的作用下，小于孔径的物质颗粒穿过膜孔，而大于孔径的颗粒被截留。 根据所截留的物质颗粒的大小不同，加压膜分离可分为微滤、超滤和反 渗透等 4 种。 副板书 在黑板上 画出 重点在于 将原理给 学生讲解 清楚并 膜的分类与物性 反渗透 纳滤 超滤 微滤 单价盐 不游离酸 水 悬浮粒子 大分子 糖 二价盐 游离酸 ▲ ■ ● ◆ × ▲ ■ ● ◆ × ▲ ■ ● ◆ × ▲ ■ ● ◆ × × × × × ▲ ■ ● ◆ ▲ ■ ● ◆ ▲ ■ ● ◆ ◆ ◆ ◆ ▲ ■ ● ▲ ■ ● ▲ ■ ●● ● ● ▲ ■ ▲ ■ ▲ ■ ■ ■ ■ ▲ ▲ ▲
①微滤 微滤是以微滤膜（也可以用非膜材料）作为过滤介质的膜分离技术。微 滤膜所截留的颗粒直径为0.2~2μm。微滤过程所使用的操作压力一般在 0.1Mpa以下。 ②超滤 超滤又称超过滤。是借助于超滤膜将不同大小的物质颗粒或分子分离的 技术。超滤膜截留的颗粒直径为20~2000A,相当于分子质量为1×103~5× 10Da主要用于分离病毒和各种生物大分子。 ③纳米过滤 纳米过滤介于超滤和反渗透之间，它也以压力差为推动力，但所需外加压力 比反渗透低得多，能从溶液中分离出相对分子质量为300~1000的物质而允 许盐类透出，是集浓缩与透析为一体的节能膜分离方法，已在许多工业中得 到有效的应用 ④反渗透 反渗透膜的孔径小于20A,被截留的物质分子质量小于1000Da,操作 压力为0.7~13Mpa,主要用于分离各种离子和小分子物质.在无离子水的制备 结合设备 海水淡化等方面广泛应用。 课上学过 的知识相 一想何谓 反渗诱？ 纯水 半 半适服 a渗透 (1)电场膜分离 电场膜分离是在半透膜的两侧分别装上正、负电极。在电场作用下，小 画图给予 分子的带电物质或离子向着与其本身所带电荷相反的电极移动，透过半透膜， 解释 而达到分离的目的。电渗析和离子交换膜渗析即属于此类。 含盐蛋白质料液 目888日1 + 阳极 监水韩新白质溶液止水 电渗析主要用于酶液或其他溶液的脱盐、海水淡化、纯水制备以及其他 带电荷小分子的分离。也可以将凝胶电泳后的含有蛋白质或核酸等的凝胶切 开，置于中心室，经过电渗析，使带电荷的大分子从凝胶中分离出来
教学 ①微滤 微滤是以微滤膜（也可以用非膜材料）作为过滤介质的膜分离技术。微 滤膜所截留的颗粒直径为 0.2～2µm。微滤过程所使用的操作压力一般在 0.1Mpa 以下。 ②超滤 超滤又称超过滤。是借助于超滤膜将不同大小的物质颗粒或分子分离的 技术。超滤膜截留的颗粒直径为 20～2000Ǻ，相当于分子质量为 1×103～5× 105Da,主要用于分离病毒和各种生物大分子。 ③纳米过滤 纳米过滤介于超滤和反渗透之间，它也以压力差为推动力，但所需外加压力 比反渗透低得多，能从溶液中分离出相对分子质量为 300～1000 的物质而允 许盐类透出，是集浓缩与透析为一体的节能膜分离方法，已在许多工业中得 到有效的应用。 ④反渗透 反渗透膜的孔径小于 20 Ǻ，被截留的物质分子质量小于 1000 Da，操作 压力为 0.7～13Mpa,主要用于分离各种离子和小分子物质。在无离子水的制备, 海水淡化等方面广泛应用。 （1）电场膜分离 电场膜分离是在半透膜的两侧分别装上正、负电极。在电场作用下，小 分子的带电物质或离子向着与其本身所带电荷相反的电极移动，透过半透膜， 而达到分离的目的。电渗析和离子交换膜渗析即属于此类。 电渗析主要用于酶液或其他溶液的脱盐、海水淡化、纯水制备以及其他 带电荷小分子的分离。也可以将凝胶电泳后的含有蛋白质或核酸等的凝胶切 开，置于中心室，经过电渗析，使带电荷的大分子从凝胶中分离出来。 结合设备 课上学过 的知识想 一想何谓 反渗透？ 画图给予 解释 渗透和反渗透
第二节透析 一、透析原理 透析是应用得最早的膜分离技术。1861年首次利用来源于动物的半透彤 去除多糖、蛋白质溶液中的无机盐。 透析法的特点是用于分离两类分子量差别较大的物质，即将分子量10 级以上的大分子物质与分子量在10级以下的小分子物质分离。由于是分子水 平的分离，故无相的改变。透析法都是在常压下依靠小分子物质的扩散运动 来完成的，此点不同于超滤。 透析法多用于去除大分子溶液中的小分子物质，此称为脱盐。其次常用 来对溶液中小分子成分进行缓慢的改变，这就是所谓的透析平衡，如透析结 品等。 透析膜两边都是液体，一边是供试样品液，主要成分是生物大分子，是 试验过程中需要留下的部分，被称作“保留液”：另一边是“纯净”溶剂，即 本节课的 重点内容 水或缓冲液，是供经薄膜扩散出来的小分子物质逗留的空间场所，或是提供 平衡小分子物质的“仓库”，透析完成后往往是不要的，被称作“渗出液”。 透析职 ○大分子 ●小分子 副板书 二、透析膜 (一）透析膜材料 可用动物膜、羊皮纸、火棉胶或赛璐玢等制成。透析时，一般将半透膜 制成透析袋、透析管、透析槽等形式。透析时，欲分离的混合液装在透析膜 内侧，外侧是水或缓冲液。在一定的温度下，透析一段时间，使小分子物质 从膜的内侧透出到膜的外侧。必要时，膜外侧的水或缓冲液可以多次或连续 更换。 可以充当透析膜的材料很多，如禽类嗦囊、兽类的膀胱、羊皮纸、玻璃 纸、硝化纤维薄膜等。人工制作透析膜多以纤维素的衍生物作为材料。目前 最常用的是赛珞玢透析膜，有平膜和管状膜两种，后者使用十分方便
第二节 透析 一、透析原理 透析是应用得最早的膜分离技术。1861 年首次利用来源于动物的半透膜 去除多糖、蛋白质溶液中的无机盐。 透析法的特点是用于分离两类分子量差别较大的物质，即将分子量 103 级以上的大分子物质与分子量在 103 级以下的小分子物质分离。由于是分子水 平的分离，故无相的改变。透析法都是在常压下依靠小分子物质的扩散运动 来完成的，此点不同于超滤。 透析法多用于去除大分子溶液中的小分子物质，此称为脱盐。其次常用 来对溶液中小分子成分进行缓慢的改变，这就是所谓的透析平衡，如透析结 晶等。 透析膜两边都是液体，一边是供试样品液，主要成分是生物大分子，是 试验过程中需要留下的部分，被称作“保留液”；另一边是“纯净”溶剂，即 水或缓冲液，是供经薄膜扩散出来的小分子物质逗留的空间场所，或是提供 平衡小分子物质的“仓库”，透析完成后往往是不要的，被称作“渗出液”。 二、透析膜 （一）透析膜材料 可用动物膜、羊皮纸、火棉胶或赛璐玢等制成。透析时，一般将半透膜 制成透析袋、透析管、透析槽等形式。透析时，欲分离的混合液装在透析膜 内侧，外侧是水或缓冲液。在一定的温度下，透析一段时间，使小分子物质 从膜的内侧透出到膜的外侧。必要时，膜外侧的水或缓冲液可以多次或连续 更换。 可以充当透析膜的材料很多，如禽类嗦囊、兽类的膀胱、羊皮纸、玻璃 纸、硝化纤维薄膜等。人工制作透析膜多以纤维素的衍生物作为材料。目前 最常用的是赛珞玢透析膜，有平膜和管状膜两种，后者使用十分方便。 本节课的 重点内容 副板书