Применение технологии мембранной сепарации в производстве антибиотиков

1. Краткое введение мембранных технологий, используемых в производстве антибиотиков

Технология мембранного разделения представляет собой сочетание материаловедения и технологии разделения средств массовой информации, которая имеет преимущества высокой эффективности, прецизионного разделения, простого оборудования, энергосбережения, нормальной работы при температуре и отсутствия загрязнения. Он широко используется в промышленной области, и он быстро развивается в области продовольствия, медицины и биохимии. В последние годы экстракция антибиотиков стала одной из ключевых областей продвижения технологии мембранного разделения, которая была глубоко исследована. Технология мембранного разделения заменяет традиционную технологию разделения и очистки, которая может упростить процесс производства антибиотиков, сохранить органические растворители, уменьшить деградацию целевого продукта во время процесса экстракции, увеличить выход продукта и уменьшить загрязнение окружающей среды. В настоящее время технология мембранного разделения в основном используется для осветления ферментационного бульона, концентрации и опреснения продукта, а также концентрации антибиотиков в отработанной жидкости.

Как правило, молекулярная масса антибиотиков составляет от 200 до 1000, в то время как молекулярная масса растворимого белка в ферментационном бульоне обычно составляет от десятков тысяч до сотен тысяч, а размер частиц взвешенных веществ и побочных продуктов ферментации в ферментационном бульоне также относительно велик, Которые могут быть отделены и извлечены с помощью технологии мембранного разделения. В то же время, он может извлечь часть неорганической соли в жидкости питания.

2. Процесс мембранной технологии разделения, применяемой при экстракции и очистке антибиотиков (на примере CPC)

Процесс извлечения антибиотиков:

Ферментационный бульон → фильтрация или центробежное разделение или адсорбция макропористой смолы → экстракция → концентрация → обесцвечивание → сушка → продукт

Это может быть упрощено с помощью технологии мембранного разделения:

Ферментационный бульон → ультрафильтрация → нанофильтрация (или обратный осмос) → обесцвечивание → сушка → продукт

3. Преимущества технологии мембранного разделения по сравнению с традиционным процессом

Сравненный с традиционным процессом извлечения, преимущества технологии разъединения мембраны следующим образом:

(1) Это значительно упрощает процесс, с меньшими разовыми инвестициями, простым обслуживанием, простотой в эксплуатации, низкими эксплуатационными расходами, экономя много человеческих и материальных ресурсов.

(2) технология разъединения мембраны не имеет никакой фазовый переход в деятельности и высокий коэффициент концентрации, который значительно сохраняет энергию как холодный рассол, пар, электричество, и вакуум. И он имеет высокую эффективность разъединения без повреждения к структуре продукта, и может более полно извлечь твердые частицы в жидкости, протеинах солубле, пептидах, бактериях, пирогенах и большинств пигментах. Поскольку он может реализовать полностью закрытую работу, вторичное загрязнение системы уменьшается, так что жидкость материала становится более прозрачной, титр выше, а выход и качество продукта улучшаются.

(3) Растворитель не требуется или его количество значительно уменьшается, а цикл замены активированного угля при обесцвечивании продлевается в несколько раз. Сточные воды легче обрабатывать, а инвестиционные и эксплуатационные расходы на очистку сточных вод будут значительно сокращены, что более выгодно для защиты окружающей среды.

Таким образом, если мы используем технологию мембранного разделения для извлечения антибиотиков, процесс будет значительно упрощен, потребление энергии будет значительно снижено при небольшом спросе на растворитель, выход увеличится с 70%-80% до более чем 88%, а также эффективность и качество медицины будут улучшены.

РазделениеАнтибиотическая ферментацияБульон иногда требует от 1 до 3 операций мембранного разделения. Первым этапом разделения твердого вещества и жидкости обычно является микрофильтрация или ультрафильтрация для получения пермеата, содержащего антибиотики, соль и воду. Качество пермеата определяет выбор последующего метода. Иногда необходимо снова использовать ультрафильтрацию, а затем концентрировать путем нанофильтрации. Необходимость промежуточной очистки зависит от результатов экстракции концентрированных антибиотиков растворителем. Если результаты экстракции являются удовлетворительными только после одной ультрафильтрации и нанофильтрации, промежуточная очистка не требуется, в противном случае требуется промежуточная очистка.

(1) Комбинированное разделение ультрафильтрации и нанофильтрации мембран

6-Аминопенициллановая кислота (6-АПА) является ключевым сырьем для производства полусинтетического пенициллина. Обработайте калиевую соль 6-АПА с ультрафильтрациейМембрана, после трескать в танке реакции, регулирует пэ-аш решения реакции до 7,5 ~ 8,8 с амиаком 3 мол/Л для того чтобы завершить трескать на некоторой температуре, и после этого концентрирует тщательную мембрану нанофильтрации, с треская тарифом 97,5%.

(2) Ультрафильтрация, нанофильтрация и разъединение инверсии участка совмещенное

Комбинированная технология разделения ультрафильтрации,НанофильтрацияИ фазовая инверсия используется для очистки и концентрирования ферментационного бульона линкомицина, сокращения и оптимизации традиционного процесса, значительной экономии растворителя и энергии, а также повышения урожайности и качества.

4. Перспектива технологии мембранного разделения в производстве антибиотиков

Мембранное разделение стало важным средством технологических инноваций в современной фармацевтической промышленности. С непрерывным улучшением требований к качеству продукции и непрерывным сокращением требований к стоимости производства, преимущества технологии мембраны будут больше и больше выдающей, и она определенно заменит традиционную неэффективную технологию разъединения. Однако большое количество применений технологии мембранного разделения началось только в последние десятилетия. Хотя текущие исследования очень активны, большинство из них находятся в экспериментальной стадии, все еще существуют некоторые ограничения в практическом применении.