目前膜技術(shù)已工業(yè)應(yīng)用的情況 1、醫(yī)藥用水的制備(無(wú)菌水、無(wú)熱原水),水處理是膜技術(shù)比較成熟的領(lǐng)域。 2、發(fā)酵液澄清和整細(xì)胞的收集,膜技術(shù)在這方面應(yīng)用Z廣泛、Z成功
當(dāng)今,生物技術(shù)的飛速發(fā)展,對(duì)與之相配套的生物產(chǎn)品分離純化的方法以及生化過(guò)程控制技術(shù)提出了更高的要求。由于膜分離過(guò)程具有防止雜菌污染和熱敏性物質(zhì)失活等特點(diǎn),在生化領(lǐng)域的應(yīng)用越來(lái)越受到關(guān)注,在生物化工的下游和上游過(guò)程中的作用日益增大。在下游過(guò)程中,膜分離主要用于整細(xì)胞的回收、發(fā)酵液的澄清,酶和蛋白質(zhì)的濃縮和純化。在上游過(guò)程中,膜與傳統(tǒng)的發(fā)酵結(jié)合在一起,組成的酶膜反應(yīng)器可以提高發(fā)酵的產(chǎn)率;等等。
絕大多數(shù)生化物質(zhì)來(lái)源于微生物發(fā)酵液或動(dòng)植物細(xì)胞的培養(yǎng)液。在生產(chǎn)過(guò)程中,提取物的分離純化直接關(guān)系到產(chǎn)品的性能和經(jīng)濟(jì)性。傳統(tǒng)的分離純化方法有轉(zhuǎn)鼓真空過(guò)濾、離心、吸附樹脂、交換樹脂、萃取以及蒸發(fā)等,這些分離濃縮的方法一般存在目標(biāo)產(chǎn)物濃縮低、能耗大、試劑消耗量大、加溫過(guò)程又極易使目標(biāo)產(chǎn)物變形失活等。因此,在這一領(lǐng)域普遍采用膜分離技術(shù)進(jìn)行純化、濃縮。
膜分離技術(shù)在生化產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用有以下特點(diǎn):
1、分離濃縮時(shí)不加熱,同時(shí)在閉合回路中運(yùn)轉(zhuǎn),減少了空氣中氧的影響,而熱和氧對(duì)生化產(chǎn)品的活性影響很大。
2、膜分離過(guò)程只是簡(jiǎn)單的加壓輸送,反復(fù)進(jìn)行,工藝簡(jiǎn)單。
3、在分離水分時(shí),由于無(wú)相變,所以能耗低,操作便利。其費(fèi)用大約為蒸發(fā)濃縮所需費(fèi)用的1/2—1/5。另外,設(shè)備裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。
4、對(duì)稀溶液中微量成分的回收,低濃度溶液的濃縮等,目前,其他方法很難實(shí)現(xiàn),而膜技術(shù)可以較容易解決。
5、由于目標(biāo)產(chǎn)物僅通過(guò)約幾微米厚的膜,因此,目標(biāo)產(chǎn)物在通過(guò)膜遷移中不會(huì)發(fā)生性質(zhì)的改變。
6、膜分離可使“濃縮—脫鹽”同時(shí)完成。
目前膜技術(shù)已工業(yè)應(yīng)用的情況
1、醫(yī)藥用水的制備(無(wú)菌水、無(wú)熱原水),水處理是膜技術(shù)比較成熟的領(lǐng)域。
2、發(fā)酵液澄清和整細(xì)胞的收集,膜技術(shù)在這方面應(yīng)用zui廣泛、zui成功。

應(yīng)用膜技術(shù)對(duì)有機(jī)酸(如檸檬、乳酸、衣康酸等)、抗生素(如青霉素、紅霉素等)、維生素(如維生素B1、維生素B12 等)、氨基酸等發(fā)酵液的處理,去除其中菌絲體、大分子蛋白、酵母細(xì)菌壁碎片、細(xì)胞纖維等,大大降低了下游處理工藝如樹脂交換\活性炭吸附等的處理成本,同時(shí)也可以使廢水處理負(fù)荷降低,另外也可以從發(fā)酵液中回收大部分的蛋白外賣作為動(dòng)物飼料.如:①山東某抗生素廠 利用膜技術(shù)使鏈霉素濃縮由50,000Ч/ml提高到330,000Ч/ml,并且質(zhì)量(透光度)、收率和脫色率都有提高,活性炭耗量降低,特別是節(jié)冷、節(jié)汽*,為企業(yè)帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益.②石家莊某藥廠利用膜技術(shù)對(duì)頭孢菌素C澄清,與原工藝相比,回收率提高2%,操作費(fèi)用下降75%.④廣東某生物制藥廠 利用膜技術(shù)對(duì)肌苷發(fā)酵液進(jìn)行處理,處理量16t/h,使用膜面積100m2,交換樹脂用量減少75%,肌苷得率由原來(lái)的78%提高到89%,同時(shí),操作費(fèi)用也大大降低,另外膜技術(shù)處理得到的發(fā)酵液中所含蛋白質(zhì)可達(dá)到25%,經(jīng)干燥脫水,可得到級(jí)好的動(dòng)物飼料出售,使企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都得到*的提高,據(jù)說(shuō)該廠由此帶來(lái)的效益1000多萬(wàn)元/年.
3、酶、蛋白質(zhì)等大分子物質(zhì)的濃縮和精致
采用膜技術(shù)處理粗酶液,低分子物質(zhì)如鹽類可以和水一起透過(guò)膜除去,而酶得到濃縮和精制。目前應(yīng)用于細(xì)菌蛋白酶、葡萄糖苷酶、凝乳酶、葡萄糖氧化酶、肝素、β—半乳糖苷酶等的分離,與原工藝相比,采用膜技術(shù)提高了酶的收率,防止酶的失活,而且簡(jiǎn)化的提取工藝降低了操作成本.
4、低分子量發(fā)酵液產(chǎn)品的分離與濃縮
由于發(fā)酵液中產(chǎn)品的濃度很低,脫水是生化操作中的關(guān)鍵步驟,利用膜技術(shù)取代真空蒸發(fā),可以節(jié)省能耗,產(chǎn)品質(zhì)量也得到保證.
5、膜技術(shù)在血液制品的應(yīng)用
膜法與其他方法相比:①改善產(chǎn)品質(zhì)量.②增加產(chǎn)品收率,提高工作效率,事實(shí)
上,膜法與傳統(tǒng)方法不僅可以一對(duì)一的替換,甚至可以取代沉淀、離心、透析到冷
干一整套濃縮工藝。
6、制藥工業(yè)中除熱原
膜法正在取代蒸餾法和吸附法.
7、膜技術(shù)制備發(fā)酵用無(wú)菌空氣
空氣中的細(xì)菌和雜質(zhì)可以用膜分離去除,制備無(wú)菌空氣。
總之,應(yīng)用膜技術(shù),可以生產(chǎn)出高質(zhì)量、低成本的生化產(chǎn)品.現(xiàn)在,有關(guān)藥廠應(yīng)用膜技術(shù)的報(bào)道或資料越來(lái)越多,尤其南方許多藥廠都已應(yīng)用了膜技術(shù),在北方也有一些,如長(zhǎng)春某藥廠、沈陽(yáng)某藥廠用膜技術(shù)對(duì)“疫苗的濃縮與純制”;吉林某藥廠利用膜技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)醇法精制靈芝多糖;沈陽(yáng)某藥廠利用膜技術(shù)提取純化“胸腺肽”……
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