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林可霉素(分子量：461.02 Da)是一種抗革蘭陽性菌的堿性抗生素。目前傳統工業提取過程一般為：發酵液經預處理后，通過溶媒萃取得到產品。該工藝有機溶劑消耗量大且萃取分配系數較低，導致環境污染和收率低等問題。采用陶瓷膜過濾和樹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工藝。
陶瓷納濾膜工藝優點
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原液(左)和經陶瓷納濾膜 過濾后的滲透液(右)照片 | 陶瓷納濾膜處理林可霉素堿化液 |
部分過程參數指標
參數 | 進口壓力(MPa) | 循環流量 (m3·h-1) | 過程平均通量 (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 |
陶瓷納濾膜技術節省生產成本約20 %，高濃度廢水排放量減少 50%，滿足清潔生產的要求。 | ||
螺旋霉素（分子量為843 Da）主要用于治療由革蘭陽性菌和某些革蘭陰性菌引起的耳、鼻、喉和呼吸道感染。目前工業提取過程一般為：發酵液經調酸和調堿預處理后，通過溶媒萃取得到產品。在溶媒萃取過程中，存在溶媒消耗量大以及萃取過程中有乳化現象，導致產品質量較低，生產成本提高。
陶瓷納濾膜工藝優點
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| 未經陶瓷納濾膜處理的萃取照片 | 經過陶瓷納濾膜處理后的萃取照片 |
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陶瓷納濾膜處理螺旋霉素堿 化液的通量隨時間的變化 | 部分過程參數指標 |
L-色氨酸被廣泛應用于食品、飼料添加劑和醫藥等行業。在L-色氨酸精制過程中，需要進行脫色和去除無機離子。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，但兩種工藝均會導致環境污染和資源浪費等問題。目前，有機納濾膜技術已被應用于色氨酸脫色工藝。但在實際生產中，存在以下問 題：(1)運行過程中膜污染現象嚴重，通量較低；(2)膜的清洗過程繁瑣且膜通量較難恢復；(3)膜的壽命較短，成本較高。
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陶瓷納濾膜工藝優點 | 色氨酸原液(左)、經陶瓷納濾膜過濾后的滲透液(中)和經有機膜過濾后的滲透液(右)照片 |
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| 部分過程參數指標 | 陶瓷納濾膜經清洗后通量恢復情況 |
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| 陶瓷納濾膜小試及中試過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品與目前使用有機納濾膜得到的產品性能基本相同。與有機膜工藝相比，陶瓷納濾膜同等條件下過程平均通量是有機膜的5倍以上，可節省生產成本約15%。 | ||||||
右旋糖酐鐵是一種保健型藥物，主要用于慢性失血、營養不良、妊娠、兒童發育等引起的缺鐵性貧血。目前工業提取過程一般為：右旋糖酐混合液經預處理后，采用國外陶瓷超濾膜(MWCO=8000 Da)進行脫鹽除雜。在實際生產過程中，存在以下問題：(1) 膜管造價昂貴，投資成本高 ；(2) 膜孔徑屬于超濾范圍，過濾精度偏低，導致產品質量較差；(3)膜通量相對較低，導致處理成本高。
陶瓷納濾膜工藝優點
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原液（左）和經過陶瓷納濾膜過濾后的 | 陶瓷納濾膜處理右旋糖酐鐵混合液的通量穩定性 |
部分過程參數指標
參數 | 進口壓力(MPa) | 操作溫度(℃) | 膜面流速(m·s-1) | 過程平均通量 (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，降低生產成本。 | ||
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