浓差极化和膜污染是影响超滤过程和限制超滤技术应用的关键问题.该文重点研究通过外加电场和声场联合强化超滤的措施来减少超滤过程的浓差极化和膜污染,探讨相关的规律和作用机制,构建相应的数学模型.主要内容和结果如下:1.超声场强化多糖超滤工艺条件的优化.研究在外加超声场的作用下,温度、分子量、浓度、跨膜压力差、超声波功率和料液流速对膜透过通量的影响.2.超声场强化多糖超滤作用机制的探讨.通过膜阻力法和超声波稳态空化的相关规律分析了声场强化超滤的机理.认为随着超滤时间的增加,超滤过程增加的阻力主要来自边界层阻力,功率超声波的空化效应产生的声冲流和冲击波有利于减少膜的边界层厚度,从而可提高膜通量.在对膜污染的清洗实验中,发现NaOH液能有效清洗超滤膜,而施加适当的超声波,则能对膜的清洗过程进一步强化.3.声电场强化多糖超滤数学模型的构建.通过正交试验设计,研究浓度、跨膜压力差、料液流速、电场强度(E)和超声波功率对荷电粘多糖膜通量和主体液电流的影响,表明外加物理场能显著提高膜通量,获得了声电场强化超滤的数学模型.4.声电场作用下多糖超滤分离特性及热力学分析.考察以PES20000超滤膜分离鲨鱼软骨粘多糖的膜截留率的变化情况,发现其截留率变化顺序为:加电声场的截留率>加电场的截留率>加声场的截留率>未外加物理场时的截留率.外加物理场能显著提高膜通量,考察透过液的成分,发现电场和声电场均能提高小分子部分的截留率,综合考察膜通量和截留率,发现声电场强化超滤是最有效的强化分离手段.5.声电场强化多糖超滤分离技术的应用.采用PES20000超滤膜,在对海参酶提取液进行适当预处理后,以声电场强化超滤方式进行浓缩,获得纯度达到95.2﹪的粘多糖,并以凝胶电泳、柱层析等方法进行纯化后采用紫外、红外光谱、HPLC及凝胶渗透色谱等分析手段确定,糙海参粘多糖主要成份为硫酸软骨素E,其平均分子量为12.4kD.