膜分離技術在生化產(chǎn)品生產(chǎn)中應用有以下特點:
1、分離濃縮時不加熱,同時在閉合回路中運轉,減少了空氣中氧的影響,而熱和氧對生化產(chǎn)品的活性影響很大。
2、膜分離過程只是簡單的加壓輸送,反復進行,工藝簡單。
3、在分離水分時,由于無相變,所以能耗低,操作便利。其費用大約為蒸發(fā)濃縮所需費用的1/2—1/5。另外,設備裝置結構簡單。
4、對稀溶液中微量成分的回收,低濃度溶液的濃縮等,目前,其他方法很難實現(xiàn),而膜技術可以較容易解決。
5、由于目標產(chǎn)物僅通過約幾微米厚的膜,因此,目標產(chǎn)物在通過膜遷移中不會發(fā)生性質的改變。
6、膜分離可使“濃縮—脫鹽”同時完成。
目前膜技術已在工業(yè)應用的情況:
1、醫(yī)藥用水的制備(無菌水、無熱原水),水處理是膜技術比較成熟的領域。
2、發(fā)酵液澄清和整細胞的收集,膜技術在這方面應用廣泛。
項目 |
操作費(美元/m3) |
|
真空轉鼓過濾 |
超濾 |
|
助濾劑 |
6.34 |
-- |
膜更換 |
-- |
2.22 |
能耗 |
0.08 |
0.25 |
勞動力 |
0.32 |
0.08 |
維修費用 |
0.14 |
0.04 |
清洗用試劑 |
-- |
0.43 |
折舊費 |
0.28 |
1.18 |
總操作費 |
7.18 |
4.20 |
應用膜技術對有機酸(如檸檬、乳酸、衣康酸等)、抗生素(如青霉素、紅霉素等)、維生素(如維生素B1、維生素B12 等)、氨基酸等發(fā)酵液的處理,去除其中菌絲體、大分子蛋白、酵母細菌壁碎片、細胞纖維等,大大降低了下游處理工藝如樹脂交換\活性炭吸附等的處理成本,同時也可以使廢水處理負荷降低,另外也可以從發(fā)酵液中回收大部分的蛋白外賣作為動物飼料
3、酶、蛋白質等大分子物質的濃縮和精致
采用膜技術處理粗酶液,低分子物質如鹽類可以和水一起透過膜除去,而酶得到濃縮和精制。目前應用于細菌蛋白酶、葡萄糖苷酶、凝乳酶、葡萄糖氧化酶、肝素、β—半乳糖苷酶等的分離,與原工藝相比,采用膜技術提高了酶的收率,防止酶的失活,而且簡化的提取工藝降低了操作成本.
4、低分子量發(fā)酵液產(chǎn)品的分離與濃縮
由于發(fā)酵液中產(chǎn)品的濃度很低,脫水是生化操作中的關鍵步驟,利用膜技術取代真空蒸發(fā),可以節(jié)省能耗,產(chǎn)品質量也得到保證.
5、膜技術在血液制品的應用
膜法與其他方法相比:①改善產(chǎn)品質量.②增加產(chǎn)品收率,提高工作效率,事實上,膜法與傳統(tǒng)方法不僅可以一對一的替換,甚至可以取代沉淀、離心、透析到冷干一整套濃縮工藝。
6、制藥工業(yè)中除熱原
膜法正在取代蒸餾法和吸附法.