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无机陶瓷纳滤膜在生物发酵和制药行业中的应用

发布时间:2020-09-07
  1. 发酵液的澄清过滤技术
  在抗生素(头孢类、硫酸连杆菌类、青霉素类、红霉素类等)、有机酸(赖氨酸、谷氨酸、L-乳酸柠檬酸、核苷酸等)、酶制剂(植酸梅等)以及其它医药和食用产品的生产中,采用陶瓷膜超滤技术替代板框、转鼓、离心、硅藻土等传统过滤工艺进行发酵液的菌体和大分子脱除,有以下突出优点:
  高效成分收率高,比采用传统过滤方式提高5-12%;
  分离精度高,透过液杂质含量少、澄清透明,减轻后续处理难度;
  浓缩倍数高,大大降低水使用量,废水排放量少;
  连续工作时间长,再生简单高效,费用是有机膜的1/5-1/10;
  膜元件使用寿命长,是有机膜的3-10倍;
  配套的纳滤浓缩,形成膜集成系统。
  陶瓷膜在发酵工业中已成功应用,并取得了开创性的成果:
  建立了膜污染形成的动力学方程,解决了膜污染问题,开发出专用的膜清洗再生方法;
  有效解决了目标产物的降解和失活问题;
  通过改变常规物料洗水方式,有效提高了膜的渗透通量和抗污染性,减少了洗水用量,提高了目标产物的收率;正是这些问题的解决,实现了陶瓷膜在生物发酵行业的规模应用。
  2. 氨基酸生产中的应用技术
  在谷氨酸发酵液除菌中的应用:
  采用陶瓷膜进行谷氨酸发酵液的除菌,不仅可以回收蛋白,而且可以显著降低离交过程的洗水量,同时降低污水处理负荷。将陶瓷膜应用于谷氨酸发酵液除菌过程,可实现除菌、洗菌、浓缩过程连续化操作。
  乳酸生产中的应用:
  目前,已经开展了将陶瓷膜应用于乳酸工业生产的技术研究和市场推广工作。陶瓷膜技术与活性炭吸附技术集成应用于乳酸工业生产中,能起到克服传统乳酸生产工艺中的流程长、处理难度大、能耗高、成本高、产品纯度低等缺陷,对提高产品竞争力将有重要的意义。
  甘氨酸净化中的应用:
  甘氨酸又名氨基乙酸,溶于水,微溶于乙醇,是食品、医药、化工等重要原料之一。采用陶瓷膜分离技术去除工业级甘氨酸中的微量悬浮杂质,以得到食品级、医药级甘氨酸产品。
  该技术已实现了工业化应用,工业化装置为两套各8 m2的陶瓷微滤膜设备,用于甘氨酸净化过程中粉末活性炭的去除,年处理3000吨甘氨酸,目前该装置已稳定运行一年,平均通量800 l•m-2•h-1;膜再生方便,清洗周期约1个月,采用纯水冲洗即可,同时清洗后水还可用于生产过程中。采用陶瓷膜微滤净化后,甘氨酸产品经高倍显微镜检测未发现残余活性炭粒子,完全满足了出口的质量要求。
  3. 中药生产及植物提取技术
  传统中制药剂采用水提醇沉加蒸发工艺,周期长、建设成本高、能耗大、收率低、操作环境差、环境污染严重、三废治理成本高。
  用无机陶瓷膜对中药水提液进行澄清处理有显著优点:水提液无须冷却可直接过滤,减少生产环节,膜的再生方便;除菌彻底,膜本身可直接高温灭菌;无论中药水提液性质如何,对膜本身没有影响;对中药有效成份基本无截留等。
  陶瓷膜用于中药生产和植物提取的显著特点:
  ▲降低防爆等级,基础建设和生产线投资费用少,利于安全生产;
  ▲减少工序,缩短生产周期;
  ▲节省溶媒,降低原料成本和治污成本;
  ▲有效成分降解和流失少,色素等不增加;
  ▲能同时去除悬浮颗粒,菌体、鞣质、淀粉、胶体、蛋白、部分色素等大分子,澄明度高;
  ▲膜元件寿命长、再生简便费用低,操作过程稳定,产品质量能得到充分保证;
  ▲配套纳滤浓缩,形成膜集成系统。