实训 超滤法浓缩明胶蛋白水溶液

1、实训 超滤法浓缩明胶蛋白水溶液任务描述明胶是一种蛋白质，是选用动物皮、骨和筋腱经复杂的理化处理制得的，其 平均分子量为70,00090, 000,具有粘度高、冻力高、易凝冻等特点，在医药行 业主要用作软硬胶囊、片剂糖衣、止血海绵等的原材料。目前，工业上普遍采用 蒸发浓缩，除去明胶溶液中大局部水分。这不仅耗费大量能量，而且设备投资大, 明胶受热也容易变性。因此，本工作任务是采用超滤法浓缩明胶蛋白水溶液。任务实施一、准备工作.建立工作小组，制定工作计划，确定具体任务，任务分工到个人，并记录 到工作表。.收集超滤法别离生物大分子的文献资料，掌握相关知识及操作要点，与指 导教师共同确定出一种最正确的工

2、作方案。.完成任务单中实际操作前的各项准备工作。（1）材料准备 明胶蛋白，市售固体颗粒，用冷水溶胀、温水溶解后稀释 成5%的水溶液。（2）试剂 水合荀三酮（分析纯）、三甲胺水溶液（化学纯）（3）明胶水溶液浓度的测定及截留率计算分别取2%的明胶水溶液稀释成不同浓度，各加入10滴苗三酮，5滴三甲胺 水溶液，然后加热至沸腾状态，保持数分钟，直至颜色变紫为止，冷却至室温, 倒入25mL容量瓶中，稀释至刻度，用分光光度计在570nm处测定其吸光度， 作标准曲线，然后按类似方法确定超滤液和原料液中明胶的浓度，按下式计算截 留率：G式中Cf为料液的浓度，Cp为超滤液的浓度。表1实训数据记录料液操作 序号进口

3、 压力 MPa出口 压力 MPa平均 压力 MPa纯水通量L/ (m2 h)明胶超滤液 通量L/ （m2 h）超滤液 明胶浓度 %截流液 明胶浓度 %纯1（4）超滤膜的选择水 溶 液234明 胶 水 溶 液1234超滤是别离生物大分子的简捷方便的手段。目前，超滤膜的孔径以截留分子 量为衡量标准。常用的超滤膜截留分子量为1KD、2KD、4KD、6KD、8KD、10KD、 30KD、50KD、100KD、150kD、200KD。在超滤前需要根据被别离的对象选择 适宜的膜孔径。由于超滤膜孔径不均匀，为了保证将目标产物分子截留90%以上, 根据实践经验，最小孔径比目标产物分子量要小1/3。在选择最大孔

4、径时要保证 90%以上的目标产物通过，那么应选择比目标产物分子量大3倍的孔径。本操作建 议采用截留分子量为50KD的膜。（5）实训装置如图1所示，为本实训的流程。料液先放入料液槽内（一次处理料液30 L）, 由泵供给，用旁路阀3调节进料流量，用出口阀4调节进出口压力，料液泵入系 统后，超滤液用一排塑料收集管收集，截留液进入料液槽循环。超滤膜组件采用 板框式结构。.进口阀.进口压力表.旁路阀.出口阀.出口压力表.板式超滤器主体.滤出软管.滤出总管9,储液槽10.多级离心系图1超滤装置工作流程示意图二、操作过程（一）操作流程见图lo（二）操作步骤.关闭进口阀1,向料液槽加入一定量的自来水（水位高于

5、泵体，足够整个 系统循环），翻开泵的排气孔，排出泵内空气后，再拧紧。.接通电源，启动泵，翻开出口阀4,并半开进口阀1,然后调整出口阀开 度，使出口压力表的读数由小到大发生变化（注意不能超过压力表的量程范围）, 每改变一次压力，记下纯水的通量（用量筒量取透过膜的纯水的体积，并记下时 间）。.测定完毕后，先翻开出口阀，再关闭进口阀，停止进料泵。.在料液槽内加入适量的明胶，使料液中明胶的浓度大致为0.5%左右，重 复上述14步骤，记下超滤通量。并测定料液、超滤液、截留液中明胶的含量。三、结束工作.实训操作装置清洗。洗涤时，进口压力控制在0.2MPa,操作过程同14步骤，使清洗液在系统 内循环，清洗程序为：（1）用40左右自来水清洗一遍；（2）用O.lMNaOH水 溶液清洗一遍；（3）用40左右自来水再清洗一遍；（4）最后用室温下自来水 清洗一遍（每换一次洗液，都要重复14步骤）。.填好所有操作记录、任务单、各种评价表。.检查工作场地及环境卫生。.进行任务总结。工作反思.纯水通量与压力应有什么关系？.为什么本操作中超滤液与原料液的成分差异较大，而截留液与原料液的组 分差异较小？.为什么对于纯