陶瓷膜提纯乳酸发酵液工业化可行性研究报告

《陶瓷膜提纯乳酸发酵液工业化可行性研究报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、陶瓷膜提纯乳酸发酵液工业化可行性研究报告一、陶瓷膜发展及应用无机陶瓷膜分离技术是近几年发展起来的一项高新技术，它的分离机理为：物料在压力的驱动下切向流过陶瓷膜，料液中的大于膜孔径的悬浮颗粒、胶体、有机大分子、菌体等物质不能透过膜层，从而达到物质分离提纯的目的。国际上的膜技术产业已初具规模，1998年国外网上公布的膜和膜设备生产厂家及经营公司达452家，其中金属膜厂50家，陶瓷膜生产厂94家。　　目前已商品化的多孔陶瓷膜的构形主要有平板、管式和多通道三种。平板膜主要用于小规模的工业生产和实验室研究。管式膜组合起来形成类似于列管换热器的

2、形式，可增大膜装填面积，但由于其强度问题，已逐步退出工业应用。规模应用的陶瓷膜，通常采用多通道构形，即在一个圆截面上分布着多个通道，一般通道数为7、19和37。　　从发展趋势来看，膜制备技术的发展主要在以下两方面：一是在多孔膜研究方面，进一步完善已商品化的无机超滤和微滤膜，发展具有分子筛分功能的纳滤膜、气体分离膜和渗透汽化膜；二是在致密膜研究中，超薄金属及其合金膜和具有离子电子混合传导能力的固体电解质膜是研究的热点。已经商品化的多孔膜主要是超滤和微滤膜，其制备方法以粒子烧结法和溶胶－凝胶法为主。前者主要用于制备微孔滤膜，应用广泛的商

3、品化AL2O3膜即是由粒子烧结法制备的。商品化的超滤膜。如γ－AL2O3、TiO2、SiO2、ZrO2膜，则以溶胶－凝胶法制备。　　陶瓷膜的研究始于20世纪40年代，其发展可分为三个阶段。用于铀的同位素分离的核工业时期，于20世纪80年代建成了膜面积达400万平方米的陶瓷膜富集256UF6工厂，以无机微滤膜和超滤膜为主的液体分离时期和以膜催化反应为核心的全面发展时期。　　通过这三个阶段的发展，无机陶瓷膜分离技术已初步产业化，20世纪80年代初期成功地在法国的奶业和饮料（葡萄酒、啤酒、苹果酒）业推广应用后，其技术和产业地位逐步确立，应

4、用也已拓展至食品工业、生物工程、环境工程、化学工业、石油化工、冶金工业等领域，成为苛刻条件下精密过滤分离的重要新技术。陶瓷膜产品主要应用于：*抗生素和维生素发酵液的澄清（青霉素/头孢C/红霉素/卡那霉素/硫酸粘杆菌素/克拉维酸/维生素C/B12等）；*有机酸和氨基酸的发酵液澄清（乳酸/柠檬酸/苹果酸/衣康酸/酒石酸/赖氨酸/谷氨酸/谷氨酰胺/丙氨酸/天门冬氨酸和L-苯丙氨酸等）；*酶制剂生产；*天然植物提取物和中药提取物的生产；*料液中内毒素的去除；*医药用水。在发展液体分离膜的同时，无机膜因其优异的材料性能日益受到重视，采用无机膜

5、强化反应过程的膜催化技术以及高温气体膜分离技术成为多学科的研究热点。　　无机分离膜在膜领域所占的市场份额还比较小，1997年美国无机膜市场销售额为1亿美元，其中陶瓷膜占80％左右，仅占膜市场的9％。另据估计，到2004年，世界分离膜的市场销售额将超过100亿美元，无机膜的市场占有率将占12％。由于陶瓷膜在精密过滤分离中的成功应用，其市场销售额以35％的年增长率发展。二、项目单位的选择我公司是亚洲最大、世界第二的乳酸生产企业，要整整的作强做大，不但从产品档次品级上下工夫，而且要全面提高产品质量，就但DL-乳酸产品质量也有很大提高空间，

6、况且现在我们正全力将产品品级L-乳酸，更应重是其质量，也就是说不管那种乳酸都应经过净化提纯，提高产品质量。随然我们有一套纳滤系统，但仅仅靠此设备是不能满足提高产品质量的目的，现在发酵降糖不彻底，离子交换不及时，纳滤再好，只能是体现对部分杂质截留百分率所决定的，所以应对发酵液净化提纯，截留大分子蛋白、悬浮颗粒、胶体、菌体等物质减低后续工段处理提纯负担。所以利用陶瓷膜高温、耐化学腐蚀、机械强度、抗微生物能力强、渗透量大、可清洗性强、使用寿命长等特点，和其广泛的应用领域，作为三大有机酸之一乳酸行业来说的确要尝试的推广的。经过湖南岳阳新科环

7、保设备有限公司设备首次试验，近两年内进行联系的波尔公司北京分公司、北京海得科、厦门三达、南京久吾四家分别进行了小试、中试试验，四月份项目组分两路对四家工业化推广应用的单位进行详细考察，发现陶瓷膜在有机酸发酵行业有效应用，并一度掀起高潮，设备运行良好，可以体现该项目立项的及时合理性，工业化推广有望进一步推进。三、研究开发的主要内容、试验数据分析及实施方案主要研究内容1、摸索不同孔径的陶瓷膜作用乳酸系统料质量的影响，选择最佳作用孔径最佳工艺点；2、预处理方式选择；3、温度、压力、浓度与通量的关系；4、膜孔径、透析倍数与乳酸后续质量等方面

8、的影响；5、透析方式选择批次循环式和连续式；6、洗渣水的使用与控制；7、最佳清洗方式研究。试验考察论证结果1、通过试验，得出100nm膜只能澄清，对乳酸后续质量没影响，（数据见附表1），50nm、20nm作用板框料不同程度提高产品质量