林可霉素(分子量:461.02 Da)是一種抗革蘭陽(yáng)性菌的堿性抗生素。目前傳統工業(yè)提取過(guò)程一般為:發(fā)酵液經(jīng)預處理后,通過(guò)溶媒萃取得到產(chǎn)品。該工藝有機溶劑消耗量大且萃取分配系數較低,導致環(huán)境污染和收率低等問(wèn)題。采用陶瓷膜過(guò)濾和樹(shù)脂吸附取代傳統的萃取工藝,可形成綠色高效的林可霉素生產(chǎn)工藝。
陶瓷納濾膜工藝優(yōu)點(diǎn)
原液(左)和經(jīng)陶瓷納濾膜 過(guò)濾后的滲透液(右)照片 | 陶瓷納濾膜處理林可霉素堿化液 |
部分過(guò)程參數指標
參數 | 進(jìn)口壓力(MPa) | 循環(huán)流量 (m3·h-1) | 過(guò)程平均通量 (L·m-2·h-1) | 操作溫度(℃) | 林可霉素收率(%) | 純度提升(%) |
指標 | 0.6 | 14.5 | 90~100 | 40~60 | ≥97 | ~20 |
傳統工藝與陶瓷納濾膜工藝對比
項目 | 生產(chǎn)成本(元/BOU) | 高濃度廢水排放量(噸/年) |
傳統工藝(萃取) | ~9 | 600000 |
陶瓷納濾膜工藝 | ~7 | 280000 |
陶瓷納濾膜技術(shù)節省生產(chǎn)成本約20 %,高濃度廢水排放量減少 50%,滿(mǎn)足清潔生產(chǎn)的要求。 |
螺旋霉素(分子量為843 Da)主要用于治療由革蘭陽(yáng)性菌和某些革蘭陰性菌引起的耳、鼻、喉和呼吸道感染。目前工業(yè)提取過(guò)程一般為:發(fā)酵液經(jīng)調酸和調堿預處理后,通過(guò)溶媒萃取得到產(chǎn)品。在溶媒萃取過(guò)程中,存在溶媒消耗量大以及萃取過(guò)程中有乳化現象,導致產(chǎn)品質(zhì)量較低,生產(chǎn)成本提高。
陶瓷納濾膜工藝優(yōu)點(diǎn)
未經(jīng)陶瓷納濾膜處理的萃取照片 | 經(jīng)過(guò)陶瓷納濾膜處理后的萃取照片 |
陶瓷納濾膜處理螺旋霉素堿 化液的通量隨時(shí)間的變化 | 部分過(guò)程參數指標 |
L-色氨酸被廣泛應用于食品、飼料添加劑和醫藥等行業(yè)。在L-色氨酸精制過(guò)程中,需要進(jìn)行脫色和去除無(wú)機離子。傳統工藝有活性炭脫色后重結晶法和有 機溶劑萃取后重結晶法兩種,但兩種工藝均會(huì )導致環(huán)境污染和資源浪費等問(wèn)題。目前,有機納濾膜技術(shù)已被應用于色氨酸脫色工藝。但在實(shí)際生產(chǎn)中,存在以下問(wèn) 題:(1)運行過(guò)程中膜污染現象嚴重,通量較低;(2)膜的清洗過(guò)程繁瑣且膜通量較難恢復;(3)膜的壽命較短,成本較高。
陶瓷納濾膜工藝優(yōu)點(diǎn) | 色氨酸原液(左)、經(jīng)陶瓷納濾膜過(guò)濾后的滲透液(中)和經(jīng)有機膜過(guò)濾后的滲透液(右)照片 |
部分過(guò)程參數指標 | 陶瓷納濾膜經(jīng)清洗后通量恢復情況 |
陶瓷納濾膜小試及中試過(guò)程平均通量與有機納濾膜的對比 |
有機納濾膜工藝與陶瓷納濾膜工藝對比
色氨酸成品指標 | 含量 ≥97% | 干燥失重 ≤0.5% | 比旋光度 -29.0 ~ -32.8° | pH值,1%水溶液5.0~7.0 | 粗灰分 ≤0.5% | 生產(chǎn)成本 (元/噸) |
有機納濾膜工藝 | 約99% | 合格 | -30 ~ -31 | 合格 | 0.2 ~ 0.4 | ~1426 |
陶瓷納濾膜工藝 | 約99% | 合格 | -30 ~ -31 | 合格 | 0.2 ~ 0.3 | ~1194 |
采用陶瓷納濾膜工藝得到的產(chǎn)品與目前使用有機納濾膜得到的產(chǎn)品性能基本相同。與有機膜工藝相比,陶瓷納濾膜同等條件下過(guò)程平均通量是有機膜的5倍以上,可節省生產(chǎn)成本約15%。 |
右旋糖酐鐵是一種保健型藥物,主要用于慢性失血、營(yíng)養不良、妊娠、兒童發(fā)育等引起的缺鐵性貧血。目前工業(yè)提取過(guò)程一般為:右旋糖酐混合液經(jīng)預處理后,采用國外陶瓷超濾膜(MWCO=8000 Da)進(jìn)行脫鹽除雜。在實(shí)際生產(chǎn)過(guò)程中,存在以下問(wèn)題:(1) 膜管造價(jià)昂貴,投資成本高 ;(2) 膜孔徑屬于超濾范圍,過(guò)濾精度偏低,導致產(chǎn)品質(zhì)量較差;(3)膜通量相對較低,導致處理成本高。
陶瓷納濾膜工藝優(yōu)點(diǎn)
原液(左)和經(jīng)過(guò)陶瓷納濾膜過(guò)濾后的 | 陶瓷納濾膜處理右旋糖酐鐵混合液的通量穩定性 |
部分過(guò)程參數指標
參數 | 進(jìn)口壓力(MPa) | 操作溫度(℃) | 膜面流速(m·s-1) | 過(guò)程平均通量 (L·m-2·h-1) | 清液電導率(μs·cm-1) |
指標 | 0.3~0.5 | 30~50 | 3~5 | 50~60 | <2000 |
國外陶瓷超濾膜工藝與陶瓷納濾膜工藝對比
過(guò)程平均通量(L·m-2·h-1) | 清液電導率(μs·cm-1) | |
國外陶瓷超濾膜 | 20 | <2000 |
陶瓷納濾膜 | 50~60 | <2000 |
與國外陶瓷超濾膜工藝相比,陶瓷納濾膜處理右旋糖酐鐵混合液的通量是國外陶瓷超濾膜的2~3倍,降低生產(chǎn)成本。 |