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《分离分析技术》课程论文 膜分离技术在生物制药中的应用 学 院 化学化工学院 专 业 化学教育 年 级 2010级化学教育1班 姓 名 胡话语 指导教师 甘甜 职称 讲师 成绩及评语 2013年1月3日 膜分离技术在生物制药中的应用[1]。 成功的生物制品的商业化生产需要经济而又高选择性的分离方法。处理过程视产品价格、生产规模而变化，而各种药物生产过程中所处理的对象很不相同，例如微粒大小、不纯洁度、所需终产品浓度也并不一样。为避免价格昂贵的色谱分离和热分离方法，选择新的分离固液混合物的分离系统的研究就显得十分重要[2] 。 多数抗生素的分子量在300—1200范围，存在于胞外，从发酵液中提取。传统提取方法主要有：吸附法、溶剂萃取法、离子交换法和沉淀法。各种方法各有特点，但工艺往往都十分繁杂，所需时间长，易变性失活，需消耗大量的原料、能耗高、回收率低 、废水污染严重且处理难度大。膜分离过程作为一门新型的分离、浓缩、提纯及净化技术，具有节能，不破坏产品结构、少污染和操 作简单、可在常温下连续操作、可直接放大、可专一配膜等特点，且各种膜过程具有不同分离机制，适于不同对象和要求[3]。由于其特别适合用于热敏性物质的分离，在食品加工、医药等领域有其独特的实用性。用于微生物药物分离和纯化中的膜分离技术主要涉及微滤、超滤、纳滤、液膜分离和反渗透等。 1 膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类分离纯化中的应用 1.1 膜分离技术的特点 传统抗生素提炼工艺；发酵液→过滤或离心或大孔树脂吸附、萃取→浓缩→脱色→干燥→产品。 采用膜分离技术工艺可简化为：发酵液→超滤→纳滤(或反渗透)→脱色→干燥→产品。 相对于传统工艺，膜分离具有以下优点：大大简化了工艺，一次性投资少，维护、操作简单，运行费用低，节省资源；运行无相变不破坏产品的结构，分离效率高，提高了产品的收率和质量；不需要溶剂或溶剂用量大大减少，因此废水也更易处理。 1.2 分离原理 根据截留组分的不同，可以将膜过程分为微滤、超滤、纳滤、反渗透、渗透蒸发、渗析、电渗析、气体分离等。用于发酵液后处理的膜技术主要是超滤，其次是纳滤、微滤、反渗透以及液膜分离等 。 (1)微滤膜是利用筛分原理，分离截留直径0．O1～10μm2～50nm1000～100[4]； 液膜萃取是将膜展开成膜相，隔开另两个液相，利用液膜的选择透过性，实现物质分离。实质上是萃取与反萃取的结合。液膜法具有操作简便，分离和浓缩能 同时进行等优点。但原料复杂、膜流动载体单一、膜溶胀、稳定性、破裂、堵塞等也是该技术尚未广泛应用的关键问题。液膜是一种均质膜，其中一种形式为乳状液膜，以表面活性剂稳定薄膜，传质速率快、分离效率高、选择性好、节能，近几年来在生物活性物质的分离提取方面受到广泛的重视。液膜萃取技术在抗生素提炼中的应用报道有青霉素、红霉素的提取[5]。 1.3 膜分离技术在抗生素、氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用 表1分别介绍了微滤、超滤、纳滤、反渗透、液膜分离等五种方法在B一内酰胺类、氨基糖苷类、大环内酯类、四环素类等抗生素以及氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用。 表1 膜分离在抗生素、氨基酸和酶类微生物药物分离纯化中的应用[6] 2 分离纯化的方式方法 根据近年来国内外应用膜分离纯化微生物药物的方式方法，大致有以下几类 。 2.1 分离方式 对于纳滤，可以用以下两种方式对原有抗生素提取工艺进行改进，一是用溶剂萃取抗生素后，萃取液用疏水性纳滤膜处理，浓缩抗生素。可改善操作环境；二是用亲水性纳滤膜对未经萃取的抗生素发酵滤液进行浓缩。除去水和无机盐，再用萃取剂萃取，可大幅度提高萃取过程的生产能力，减少萃取剂的用量。 2.2 多层液膜分离 例如红霉素在水油乳状液滴中的渗透，乳状液滴中一旦形成的浓团，会使分离性能降低。为防止这种情况发生，料液和乳状液应分别为分散相和连续相(喷雾柱式接触器