超滤技术及环境保护中的应用.doc

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1、超滤技术及环境保护中的应用摘要：膜技术作为一项高新技术，在发达国家已广泛应用于制药、生化、乳品、食品饮料、化工和环保领域。国内超滤膜的应用开发方面已取得一定成果，但还有相当大的潜力。本文介绍了上海应用物理研究所在膜技术应用方面开展的一些工作及其在工业生产、环境保护中的应用情况，以期为超滤技术在生产实践中的应用提供一些参考。关键词：超滤技术；制药；生化；食品；环境保护膜技术作为一项高新技术，在发达国家已广泛应用于制药、生化、乳品、食品饮料、化工和环保领域。国内在膜的应用开发方面做了一些工作，但还有相当大的潜力。其中超滤的技术原理近似于机械筛分。当溶液体系经由水泵进入超滤器时，在超滤

2、膜表面发生分离，溶剂和其他小分子量溶质透过滤膜，而大分子溶质和微粒（蛋白质、细菌、胶体等）被滤膜阻留并得到富集，从而达到分离、提纯和浓缩产品的目的。选择超滤器应根据具体的分离目的、要求及其他条件，慎重选择，选择得当会达到事半功倍的效果，但如果选择不当则事倍功半，甚至对超滤技术失去信心。由于目前国内、外对于超滤膜性能表征尚无统一的测试标准，因此标定为同一切割分子量的超滤膜，不同厂家的产品实际性能可能会有较大的差异，用户要选择到理想的超滤膜，比较明智的选择是到生产厂家进行膜的筛选实验。此外，膜企业还应向用户提供滤膜切割分子量的标定方法及采用的标准物质，膜的材质等信息，同时提供选型试验

3、服务。这些服务主要有膜的选择，包括膜切割分子量的选择和膜材质的选择，膜超滤工艺，包括运行方式、运行压力、运行温度、膜表面流速以及膜设备组器方式等。本文就上海应用物理研究所在膜技术应用方面开展的一些工作及其在工业生产、环境保护中的应用情况，以期为超滤技术在生产实践中的应用提供一些参考。1.在制药工业中的应用5学海无涯研究表明注射剂在制造过程中加入活性炭不能完全吸附热使用切向流超滤系统去除热原效果更优。在黄芪注射液生产中，通常采用活性炭吸附的方法去除热原，但采用这种方法，黄芪的损失比较大，上海应用物理研究所同二家制药企业合作，采用超滤技术去除黄芪注射液的热原，取得了较好的结果。将超滤

4、技术用于卵磷脂的除热源在上海有关厂家已有多年的使用历史。氨基酸的除热原是上海应用物理研究所又一成功的应用项目，处理规模1t/h。经超滤处理，氨基酸溶液的透光度从50%~60%提高到100%。有效成分没有变化，经上海市药品检验所检定过滤液热原均呈阴性。2.在生化、发酵工业中的应用生化产品一般都是具有生物活性的物质，其主要来源包括动物血液、动物脏器及植物等。在生化产品的生产过程中，需要对提取物质进行纯化或浓缩，提取物的分离、纯化直接关系到产品的性能和经济性。传统的方法是采用大吸附树脂离子树脂、醇沉等纯化，采用薄膜蒸发等进行浓缩。这些方法有些使用繁杂，有些能耗高，化学试剂消耗量大。使用

5、超滤可以代替吸附树脂，除去大分子蛋白等杂质，因此在这一领域已普遍采用膜分离技术进行纯化、浓缩等。2.1膜分离技术在生化产品中应用呈现的特点：（1）在分离浓缩时不加热，同时在闭合回路中运转时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）超滤过程只是简单地加压反复输送，工艺简单。（3）在分离水分时，由于无相变化，所以能耗低、操作便利，他的费用大约为蒸发浓缩法的1/2-1/5。另外由于装置结构简单，所以设备费也低。（4）对稀溶液中微量成分的回收，低浓度溶液的浓缩等，目前许多方法是困难的，而膜分离阀可以实现。（5）由于物质仅通过约1μm厚的膜，因此物质在通过膜的迁移中不会

6、发生性质的改变。膜分离技术在生化制药领域应用最为广泛的是“浓缩－脱盐”。使用超滤技术对生化产品进行浓缩，在浓缩过程中，水和无机盐透过超滤膜，而生化产品不能透过滤膜得到富集，这种“浓缩－脱盐”过程是同时完成的。根据产品含盐量的要求还可以通过“多次少量”添加溶剂的方法进一步脱盐。理论上可以使无机盐含量降为零。5学海无涯2.2超滤在生化制药、发酵行业的部分应用实例：（1）SOD的浓缩SOD的生产中引用超滤，主要是将低含量原料液浓缩。超滤可以将SOD的效价浓缩8~10倍，收得率85%~90%。上海应用物理研究所经过对膜材料、膜的切割分子量、操作压力、膜表面流速对超滤速度影响的研究表明：S

7、OD的超滤浓缩，除了选取合适的膜切割分子量，膜材料是极其重要的影响因素，必须给予足够重视。（2）鸡冠透明质酸的浓缩透明质酸是分子量分布很宽的酸性多糖类物质，在低浓度下，分子间也有强烈的相互作用，因此具有很高的特性黏度，通常的制备方法是将公鸡冠脱水干燥、去血污、匀浆、水提取、过滤、滤液经酶解、酒精沉淀、脱水干燥。在上述方法中酒精沉淀工艺耗用酒精量很大。引入超滤工艺，先将酶解液用超滤浓缩，再用酒精沉淀，耗用酒精量可以大大减少，使成本降低。（3）肝素钠的纯化、浓缩肝素钠的生产在我国已有