膜分离技术在生化产品生产中应用有以下特点:
1、分离浓缩时不加热,同时在闭合回路中运转,减少了空气中氧的影响,而热和氧对生化产品的活性影响很大。
2、膜分离过程只是简单的加压输送,反复进行,工艺简单。
3、在分离水分时,由于无相变,所以能耗低,操作便利。其费用大约为蒸发浓缩所需费用的1/2—1/5。另外,设备装置结构简单。
4、对稀溶液中微量成分的回收,低浓度溶液的浓缩等,目前,其他方法很难实现,而膜技术可以较容易解决。
5、由于目标产物仅通过约几微米厚的膜,因此,目标产物在通过膜迁移中不会发生性质的改变。
6、膜分离可使“浓缩—脱盐”同时完成。
目前膜技术已在工业应用的情况:
1、医药用水的制备(无菌水、无热原水),水处理是膜技术比较成熟的领域。
2、发酵液澄清和整细胞的收集,膜技术在这方面应用广泛。
项目 |
操作费(美元/m3) |
|
真空转鼓过滤 |
超滤 |
|
助滤剂 |
6.34 |
-- |
膜更换 |
-- |
2.22 |
能耗 |
0.08 |
0.25 |
劳动力 |
0.32 |
0.08 |
维修费用 |
0.14 |
0.04 |
清洗用试剂 |
-- |
0.43 |
折旧费 |
0.28 |
1.18 |
总操作费 |
7.18 |
4.20 |
应用膜技术对有机酸(如柠檬、乳酸、衣康酸等)、抗生素(如青霉素、红霉素等)、维生素(如维生素B1、维生素B12 等)、氨基酸等发酵液的处理,去除其中菌丝体、大分子蛋白、酵母细菌壁碎片、细胞纤维等,大大降低了下游处理工艺如树脂交换\活性炭吸附等的处理成本,同时也可以使废水处理负荷降低,另外也可以从发酵液中回收大部分的蛋白外卖作为动物饲料
3、酶、蛋白质等大分子物质的浓缩和精致
采用膜技术处理粗酶液,低分子物质如盐类可以和水一起透过膜除去,而酶得到浓缩和精制。目前应用于细菌蛋白酶、葡萄糖苷酶、凝乳酶、葡萄糖氧化酶、肝素、β—半乳糖苷酶等的分离,与原工艺相比,采用膜技术提高了酶的收率,防止酶的失活,而且简化的提取工艺降低了操作成本.
4、低分子量发酵液产品的分离与浓缩
由于发酵液中产品的浓度很低,脱水是生化操作中的关键步骤,利用膜技术取代真空蒸发,可以节省能耗,产品质量也得到保证.
5、膜技术在血液制品的应用
膜法与其他方法相比:①改善产品质量.②增加产品收率,提高工作效率,事实上,膜法与传统方法不仅可以一对一的替换,甚至可以取代沉淀、离心、透析到冷干一整套浓缩工艺。
6、制药工业中除热原
膜法正在取代蒸馏法和吸附法.