陶瓷膜在制药领域的应用-膜分离设备

发布时间:2019-06-17 

膜分离技术在医药领域并不少见,具有操作方便、节能、无新的环境污染等优点,是滤膜必不可少的工具。
    无机陶瓷膜是近几十年发展起来的一种膜材料。无机陶瓷膜在中药提取物和发酵液中的应用主要起到截留细菌、颗粒、高分子杂质(胶体、单宁、蛋白质、多糖等)或脱色的作用。与有机纳滤膜相比,陶瓷纳滤膜具备热稳定性好、化学稳定性好,pH值试用范围宽、机械性能良好、使用寿命长、易于冲洗等应用优势,尤其适合用在有机膜不能适应的地方:
    过滤原理
    陶瓷膜的分离是一个与孔径大小有关的筛分过程,采用动态横流过滤方式,原料液通过循环泵在陶瓷膜通道中进行高速循环运动,在压力作用下,透明渗透液通过陶瓷膜片和多孔陶瓷基质,通过膜垂直方向的膜,浓缩液被膜截留,高速流动在孔管中引起湍流,陶瓷膜的片上表面连续清洗,除去附着在滤膜上的少量沉淀物,稳定的清液流出,达到分离、浓缩、净化的目的。
    应用范围
    陶瓷膜因其能耗低、效率高、操作温度低、生物活性物质失活等特点,近年来在生物活性物质的分离、浓缩和纯化中得到了广泛的应用。最广泛使用的方案是:中药提取物过滤、生物发酵液过滤、目标产品浓缩精制、酶分离提取、制药废水处理。等等。
    1.中药提取液的过滤
    中药提取物含有非常复杂的成分,不仅含有多种有效成分,而且含有无效成分,还含有有毒成分。采用无机陶瓷膜对中药提取物进行精制,可进一步分离纯化其有效成分,最大限度地提高其有效成分的提取率,使中药提取物的效果最大化。与传统的汽提工艺相比,该工艺具有无相变、目标截留率100%、耗水量少、工艺简单、操作方便等优点。
    2.生物发酵液的过滤
    制药生产中的发酵液有其特殊性。其主要特点是菌丝体浓度高、粘度高。另外,发酵产物大多不稳定,在高温、酸碱条件下,特殊溶剂会引起变性和失活,容易造成后续提取纯化困难,影响产品质量。而陶瓷膜能有效去除发酵液中的菌丝体、代谢物、细菌碎片等大分子物质。它具有分离精度高、透液透明、能有效防止产品变性和失活的优点。可获得澄清、甚至杀菌的滤液。经过连续的顶部清洗后,残体只保留一个相对较低的单元,理论上可以超过板框过滤。提取率高。
    3。目标产品的浓缩和精炼。
    采用陶瓷膜技术对粗液体进行处理,将盐等低分子量物质与水一起通过膜去除,对目标产品进行浓缩精制。采用陶瓷膜技术代替真空蒸发浓缩等其它浓缩方式,防止了产品失活,节约了能耗,大大提高了后续精炼工艺的效率,缩短了工艺周期,提高了产品质量和收率。
    4.酶的分离提取
    传统的分离提取方法,如离心法、沉淀法、透析浓缩法、脱盐法等,由于酶活性低,需要进一步浓缩所收集的酶液,存在工艺多、能耗高、易失活、回收率低等缺点。本发明可以简化酶的提取、纯化和脱盐,具有设备简单、操作方便、处理效率高、节能等优点,可在短时间内分离得到高浓度菌体,酶活性无损失。
    5.生物制药废水的处理
    生物制药废水污染负荷高,成分复杂,而且往往存在抑菌作用,用传统生化处理方法很难解决。陶瓷膜生物反应器(CMBR)是一种应用于生物技术和膜分离技术处理废水的新技术。这是一种新型高效的废水处理工艺。具有处理质量好、占地面积小、污泥浓度高、操作简单、易于实现自动化等优点,为生物制药行业的废水处理和水资源回收提供了可靠的新方向。
    结语
    由于制药行业对药品洁净度的要求较高,在使用中应注意对无机陶瓷膜系统的清洗,避免清洗不彻底和交叉污染,保证正常生产,保证药品提取物的质量,延长设备的使用寿命。此外,鉴于陶瓷膜在制药行业中的应用场所往往是高附加值产品,制药企业对陶瓷膜过滤器的性能提出了更高的要求,这对国内陶瓷膜制造商来说是一个巨大的挑战和机遇。

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