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無機(jī)陶瓷膜的發(fā)展史與應(yīng)用技術(shù)
無機(jī)陶瓷膜的研究始于二十世紀(jì)年代,其發(fā)展可分為三個(gè)階段，用于核工業(yè)時(shí)期;以微濾膜和超濾膜為主的液體分離時(shí)期;以及全面發(fā)展時(shí)期。通過三個(gè)階段的發(fā)展，無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)已初步產(chǎn)業(yè)化，目前逐漸拓展至食品、工業(yè)生物工程、環(huán)境工程、化學(xué)工業(yè)、石油化工、冶金工業(yè)等領(lǐng)域，成為苛刻條件下精密過濾分離的重要技術(shù)。
無機(jī)陶瓷膜分離技術(shù)是近年上發(fā)展迅速的技術(shù)之一，因其具有化學(xué)穩(wěn)定性好，能耐酸、耐堿、耐有機(jī)溶劑，機(jī)械強(qiáng)度大，抗微生物能力強(qiáng)，耐高溫孔徑分布窄，分離效率高等特點(diǎn)，已經(jīng)在化工、食品、醫(yī)藥、環(huán)保等行業(yè)的分離、濃縮、提純過程中展現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢(shì)和廣闊的前景。國(guó)內(nèi)外許多生物制藥以及化工企業(yè)已經(jīng)將無機(jī)陶瓷膜應(yīng)用到了發(fā)酵液濃縮領(lǐng)域，收到很好的效果，例如抗生素頭孢菌素、鏈霉素、紅霉素等、有機(jī)酸乳酸、檸檬酸等、氨基酸、谷氨酸、苯丙氨酸等、酶制劑、疫苗、多搪等等，作為半成品的發(fā)酵液存在眾多可能影響生產(chǎn)控制和成品品質(zhì)的菌絲體、糖、有機(jī)抗體和無機(jī)離子，這些物質(zhì)的存在輕則影響產(chǎn)品的純度，重則產(chǎn)生污染導(dǎo)致產(chǎn)品報(bào)廢。許多生物制藥廠家將無機(jī)陶瓷膜應(yīng)用到發(fā)酵液濃縮，以此來代替?zhèn)鹘y(tǒng)的采用蒸汽加熱或者是電加熱方式的蒸發(fā)濃縮。實(shí)踐證明，采用無機(jī)陶瓷膜對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行分離濃縮不僅節(jié)省能源，同時(shí)效率也有明顯的提高。目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)發(fā)酵液的除菌過濾仍采用板框、轉(zhuǎn)鼓、離心機(jī)、硅藻土等傳統(tǒng)分離設(shè)備，或采用絮凝沉降，加熱及等電點(diǎn)沉淀等方法，傳統(tǒng)工藝沿用已久、使用普遍、技術(shù)成熟、原理簡(jiǎn)單、價(jià)格便宜，但這些傳統(tǒng)工藝方法只能將發(fā)酵液中的菌絲體、固體雜質(zhì)等固體物予以粗分離，同時(shí)又無法將發(fā)酵液中大量存在的可溶性蛋白、還原多搪、大分子有機(jī)物等予以分離，特別是上游發(fā)酵過程中參數(shù)的變化會(huì)對(duì)下游分離提取工藝產(chǎn)生很大的影響，造成過濾速度減慢、濾過液透光度不高，這些殘留的不溶性、可溶性雜質(zhì)是對(duì)后續(xù)脫色、離交、結(jié)晶、脫鹽純化等精制工藝和成品質(zhì)量與收率影響大的因素之一，同時(shí)這些傳統(tǒng)工藝存在著產(chǎn)品收率不高，勞動(dòng)強(qiáng)度大，分離精度低，后續(xù)操作水洗量較大，廢水排放量較大等缺點(diǎn)，由于無機(jī)陶瓷膜良好的化學(xué)穩(wěn)定性能，使用壽命長(zhǎng)，一些廠家在一次性投人無機(jī)陶瓷膜濃縮系統(tǒng)以后，在很短的時(shí)間內(nèi)即可見到效益，并不僅僅節(jié)省能源，同時(shí)也降低了人力成本。
國(guó)內(nèi)許多生產(chǎn)維生素、青霉素、鏈霉素的制藥廠家已經(jīng)采用無機(jī)陶瓷膜對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行濃縮, 濃縮效率有了顯著的提高，不僅做到了發(fā)酵液的濃縮功能，在取代傳統(tǒng)真空濃縮的基礎(chǔ)上同時(shí)又體現(xiàn)出了無機(jī)陶瓷膜濃縮的高效、節(jié)能、環(huán)保、分子級(jí)過濾及過濾過程簡(jiǎn)單、易于控制等特點(diǎn)。
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