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CPC-Na盐之中的膜技术
浏览次数:160发布时间:2019-04-04 17:11:45 文章来源:

制药工业中抗生素的生产主要采用生物发酵法,而发酵液中的产物浓度很低,发酵液中有效成分的体积分数仅占总体积的0.1%~5%,甚至更低。其中含有大量的杂质,如菌丝体,残存可溶底物,中间代谢产物,发酵液预处理过程中加入的物质等。这些杂质在发酵液中的浓度往往超过目的产物的百倍、千倍、甚至万倍,而且很多代谢产物的物化性能和目的产物又非常接近 [1]  。要从发酵液中去掉这些杂质,制取高纯度的制药产品,发酵液的提取及精制显得非常重要。因为分离、纯化和浓缩部分在制药产品的总成本中占相当高的比例。传统的抗生素提炼工艺为:发酵液→过滤或离心分离→大孔树脂吸附→萃取→浓缩→脱色→结晶→干燥→产品。工艺过程比较繁琐,生产过程需消耗大量的溶媒,且浓缩时须对物料进行加热,容易引起药效下降。


现采用膜分离设备可大大简化工艺流程,如下:发酵液→超滤→纳滤→脱色→微滤→结晶→干燥→产品 [2]  。应用现代分离、纯化和浓缩工艺是提高制药工业经济效益或减少投资的重要途径,膜分离过程通常在常温下操作,无相变,耗能低,分离纯度高,产品质量好,特别适用于制药工业中的热敏性物质。为了提高药品的收率和质量,采用先进的膜分离设备代替传统的分离技术。实验证明,膜分离装置在CPC-Na盐提取中的应用是成功的,取得了满意的效果。下面就膜分离设备在CPC-Na盐生产中的应用作详细阐述。


 膜分离设备在CPC-Na盐提取中的应用


 刚性高分子精密微孔膜过滤机的应用

原理 刚性高分子精密微孔过滤技术是以刚性烧结微孔PE管等几种高分子微孔管为过滤介质,根据不同过滤物料的特性与过滤要求组装成不同结构的过滤机,微滤膜的过滤精度达0.5μm,属于多孔膜,传递的推动力压差不超过0.2MPa,它具有以下几个优点:(1)所需传递压差低,能量消耗少;(2)过滤效率高,对水溶液0.5μm微粒,过滤效率可过99.9%;这类刚性微孔管的过滤机理,首先是吸附与孔架桥,逐渐转化为机械筛滤,过滤基本发生在表层或表面,因此过滤效率相当稳定;(3)因其基质材料为超高分子聚乙烯,化学性能优越,能耐酸、碱和大部分有机溶剂 [3]。

工作流程 在CPC-Na盐生产过程中,应用刚性高分子精密微孔过滤对有机溶剂,纳滤浓缩前液体,结晶前液体的精密澄清过滤,效果较理想,其流程如图1。图1 微滤流程简图步骤:起动前准备→过滤→滤渣吹干→反吹卸渣→反洗再生→正洗清机器。


 使用方法及注意事项 (1)过滤前准备:做好各项准备工作,检查所有管道、阀门及空压系统是否正常。(2)过滤:开启料泵,向微孔过滤机送料;开始时,过滤机内压力不应超过0.03Mpa,10min后,使其压力逐步达到正常工作压力,即0.2Mpa;严禁刚启动时使过滤机内压力达到此值,当机内压力达0.3Mpa时,过滤基本完成。此时关料阀,开启低压空气阀,继续过滤,直至吹干滤渣,过滤完成。(3)反吹卸渣及再生:打开反吹低压空气阀,进行卸渣,然后打开反洗自来水阀和排污阀,进行清洗再生,再生完毕,最后打开正洗自来水阀进行整机的清洗。




 平板式超滤装置的应用

 超滤膜分离技术是以压力差为推动力。截留分子量范围为1000~100万左右,而发酵液中的可溶液中的可溶性蛋白质分子量为几万至几十万,只要能正确选择适宜超滤膜就能有效地去除蛋白质 。

采用进口ultra-flo超滤膜直接处理CC-Na盐发酵液,结果收率和澄清度得到很大提高。下面是具体


  操作要点及注意事项 (1)循环进水/排水;(2)组件排气,注意开阀时不能太快,大量空气进入组件将损坏膜,故半开阀可防止膜受损;(3)水通过组件循环,调出入口,出口阀达到理想的压力进料流率;(4)调整有关阀门,开始液的浓缩,注意平衡罐中的水面,防止空气进气系统中,检查记录重要的参数;(5)过滤完毕,膜需进行清洗,清洗步骤见表1;(6)关闭。表1 UF-100K-PSH清洗步骤 步骤 清洗剂 浓缩百分率(略)


 纳滤膜装置的应用

 纳滤膜分离技术是一种新型的膜分离技术,其分离范围介于超滤和反渗透间,其孔径范围在纳米级,分子量范围在200~1000之间。由于纳滤与反渗透相比,具有过程渗透压比,操作压力低,省能,并且有选择透过性 [5]  。采用滤膜装置后CPC-Na盐被截留下来,而部分无机盐和水透过,达到浓缩的目的。由于浓缩过程在常温下进行,避免了高温对物料有效成分的破坏和损失,产品质量得到有效保证。


操作要点及注意事项 (1)浓缩前准备。做好各项准备工作,检查所有管道、阀门及仪表是否正常;(2)启动输液泵,对管路进行排气,等管路中没有空气时,启动高压泵工作;(3)高压泵出口阀的开启注意由小慢慢开大,严禁突然开大;(4)浓缩过程中,须注意检测透出液中有效成分含量,一旦达规定值,浓缩结束;(5)膜的清洗。

  在CPC-Na盐提取生产过程中应用高分子精密微孔过滤机,平板式超滤和纳滤膜装置取得了比较满意的效果。膜分离设备的应用解决了抗生素提取中物料提取和浓缩的难题,膜分离设备作为21世纪最为先进的分离设备之一,已成为现代制药工业技术革新的重要手段,在制药工业中的应用领域将不断深入和扩大。随着膜材料、膜组件和膜设备的不断改进,膜分离设备将在制药工业中扮演越来越重要的角色。