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沃腾新闻

制药工业中膜分离技术的应用

摘要:在制药工业中,目前抗生素的生产大多采用发酵的方法。发酵产生的溶液经过滤除去生物残渣、树脂脱色提纯后得到的解析液的抗生素浓度往往很低。通常都采用溶剂萃取的方法,薄膜蒸发等工艺进行纯化、浓缩。纳滤膜可直接浓缩抗生素树脂解析液。


        在制药工业中,目前抗生素的生产大多采用发酵的方法。发酵产生的溶液经过滤除去生物残渣、树脂脱色提纯后得到的解析液的抗生素浓度往往很低。通常都采用溶剂萃取的方法,薄膜蒸发等工艺进行纯化、浓缩。
        纳滤膜可直接浓缩抗生素树脂解析液,如头C的生产过程,利用纳滤膜的特性,将头C解析液浓缩到效价达到12万左右,即可用溶媒结晶法得到产品。采用纳滤膜浓缩的优点是浓缩过程无相变,而且整个过程可在常温下进行,解析液不会由于有热敏性而收到破坏,同时,采用纳滤浓缩可大大节省能耗,降低生产成本。另外,纳滤膜可用于浓缩抗生素发酵滤液的浓缩,如青霉素、红霉素的生产,用纳滤膜浓缩抗生素发酵滤液,至较小体积后再用有机溶剂的萃取,利用这种方法,现有的萃取设备的生产能力将大幅度地提高,并可大量减少抽提过程中溶剂的用量。
         图1、2形象地表示了抗生素的浓缩纯化过程,通常待浓缩的抗生素滤液(或解析液)被加在进料罐中,通过高压循环泵增压后输入膜组件,水和无机盐(或溶媒)通过膜而透析。而被膜截留的含抗生素的浓缩液则重新循环回到进料罐中,继续进行下一步的循环,直至达到给定的浓度后进入下一工序。


图1:纳滤膜用于树脂解析液的浓缩

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图2:纳滤膜用于发酵滤液的浓缩

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1. 合成药的浓缩脱盐
合成药的生产工艺大致如图3:

图3:传统合成药生产工艺流程

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        由于合成过程产生大量的无机盐,一般会达到7~8%。在传统的工艺大都采用树脂提纯、脱盐,树脂的再生过程将造成二次污染,同时这类解析液浓度往往很低,因此必须利用薄膜蒸发或真空蒸发的方法进行浓缩,蒸发浓缩通常需很长时间,而且能耗大,温度不易控制,容易引起药液的变性分解。
利用纳滤膜分离技术的工艺如图4:

图4:纳滤膜用于合成药的浓缩脱盐

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纳滤膜系统浓缩脱盐的原理如图5:

图5:纳滤膜浓缩脱盐原理

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        利用纳滤膜对无机盐小分子的脱除效率及对大分子的截留性能,利用纳滤取代树脂脱盐及薄膜浓缩过程,可缩短生产工序,降低生产成本。在合成药浓缩过程中,无机盐随同水透过膜,而药液得到浓缩,在后期,补加去离子水将浓缩液内的无机盐小分子洗涤带出,直到药液内的无机盐脱除干净,则进入下一工序处理。
纳滤膜技术浓缩纯化的优点:
能耗极低(各种浓缩方法除水成本比较见图6);
膜耐受的条件范围宽,浓缩倍数高;
设备结构简洁紧凑,操作十分方便,可实现自动化作业;
常温浓缩不破坏有效成分,损失率极低(0.1%以下),透析液不造成二次污染;
在浓缩的同时可脱除无机盐杂质,减少产品灰份;


         由上图可知采用纳滤浓缩工艺,单位除水成本基本在10元/吨水以下,而采用薄膜蒸发单位成本在100元/吨水左右,相差10倍之多,即使比较新的反渗透浓缩工艺,单位出水成本也在20~30元/吨水。
        另外,纳滤膜在染料生产、中药生产、有机废水处理等方面也都有较多的应用,新一代纳滤膜技术的出现为生物、医药、食品、化工工业降低生产成本提高产品品质提供了一条捷径,随着越来越多的企业认识到新技术所带来的巨大效益及竞争优势,纳滤膜技术在医药、化工、食品、冶金等领域的应用将越来越广,并为国家提倡的循环经济及可持续发展政策贡献一份力量。
 

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点击次数:  更新时间:2013-11-28 12:17:03  【打印此页】  【关闭