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ε-聚赖氨酸（ε-poly-L-lysine,ε-PL）是微生物发酵产生的一种同型氨基酸聚合物,由25-35个L-赖氨酸通过ε-NH2和α-COOH形成的异形肽键链接而成。由于ε-PL具有抑菌谱广、安全性高、热稳定性强、水溶性好等特点,目前主要作为一种食品防腐剂,被广泛应用于日本、韩国、欧美等国家和地区的食品工业。此外,由于ε-PL具有多阳离子特性,还在医药、电子、材料等方面有着非常广泛的应用,是一种具有潜在市场价值的新型工业生物技术产品之一。论文以ε-PL分离和提取为研究对象,以保障ε-PL分离和提取试生产顺利实施和改进原提取工艺为研究目的,研究了ε-PL后提取试生产中涉及到膜分离工序的设备选型和工艺参数选择,探讨了利用超滤技术对试生产中出现的杂质的有效去除,并初步提出了基于两级超滤的ε-PL提取新工艺。取得的主要研究结果如下:（1）固液分离方式采用离心结合超滤处理ε-PL发酵液。首先,采用管式膜超滤对稀释后发酵液进行直接菌体去除,存在膜污染严重、膜通量无法恢复等问题,表明采用直接超滤无法实现ε-PL发酵液的固液分离。其次,通过碟式离心条件优化和超滤膜筛选及管式膜超滤条件初步优化,建立了碟式离心结合管式膜超滤的固液分离方式:发酵液稀释率为1:4,进料量为3.6 m3·h-1,离心清液调节pH至9.0,管式膜截留分子量为200KDa。二批次试生产固液分离实验,实现ε-PL收率平均达92.31%,平均纯度为35.28%。（2）确定了纳滤膜脱除ε-PL离子交换洗脱液盐分的方法。为了实现ε-PL分离提取中的纳滤脱盐,以ε-PL模拟料液为研究对象,对纳滤膜进行筛选,并通过单因素实验优化了纳滤膜脱盐条件,并将其应用到离交洗脱液的脱盐中。研究结果表明,纳滤膜SP800在透过通量、ε-PL收率和脱盐率等指标上均最优,适合用于ε-PL脱盐;纳滤膜SP800脱盐条件为:料液pH为9.0,最大浓缩倍数对应ε-PL浓度为100 g·L-1左右,再加入去离子水以恒容渗滤方式脱盐,直到透过液电导率低于300μS·cm-1为止。该脱盐工艺处理1000 Lε-PL离子交换洗脱液时,脱盐率达到96.43%,ε-PL损失率0.77%;ε-PL纯度达到96.21%,灰分为1.02%。（3）实现了试生产中出现的杂质的有效去除。通过对比杂质在实验室和试生产分离提取中的变化趋势,发现杂质在试生产纳滤脱盐环节未被有效去除,且该杂质分子量在1000-2200 Da左右。随后,考察了不同截留分子量超滤膜去除杂质的情况,发现截留分子量为3 KDa的超滤膜能够将该杂质有效去除。进一步试生产实验表明,当用12只3 KDa的卷式膜（膜面积均为26.5 m2）处理离子交换步骤的洗脱液（体积为10.5 m3;ε-PL浓度:5.02 g·L-1）,超滤运行160 min后基本将杂质去除,膜平均通量为9.08 m3·h-1,ε-PL损失率为19.11%,样品干燥后的纯度为98.89%,灰分为0.99%。（4）初步研究了基于两级超滤的ε-PL提取新工艺。针对现有ε-PL提取工艺存在提取规模大、操作时间长等缺陷,提出了增加第二级超滤以对料液进行浓缩和除杂（色素为主）的新构想。通过考察不同截留分子量的超滤膜（10 KDa、8 KDa、5 KDa）对ε-PL收率和脱色除杂效果影响,确定8 KDa超滤膜作为第二级超滤用膜;并通过pH考察,发现料液pH调节为9.0时,浓缩、脱色除杂效果最佳。基于现有提取工艺流程,通过不同组合工艺的尝试,初步发现基于两级超滤的新工艺较原有工艺脱色除杂效果更优,并实现ε-PL收率达到70.22%,纯度为99.13%。