氨基酸发酵液的锯齿超滤膜分离纯化技术.pdfVIP

中国发酵工业循环经济支撑技术(选编) 氨基酸发酵液的锯齿超滤膜分离纯化技术 三达膜科技(厦门)有限公司 一、超滤膜分离技术简介 1．基本原理 膜是具有选择性分离功能的材料。利用膜的选择性分离实现料液的不同组分的分 离、纯化、浓缩的过程称作膜分离，其基本原理一般认为是简单的分子筛分过程，大于 膜表面分离孔径的分子被截留，较小的分子则透过膜。 对于微滤而言，膜的截留特性是以膜的分离孔径来表征，通常孔径范围在0．1-1．0 微米，故微滤膜能对大直径的菌体、悬浮微粒等进行分离，可作为一般料液的澄清、保 安过滤、空气除菌等。 对于超滤而言，膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分 质、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。 2．工艺流程 膜分离的基本工艺流程是较为简单的，如图3所示，在过滤过程中料液通过泵的加 压，料液以一定流速沿着滤膜的表面流过，大于膜截留分子量的物质分子不透过膜流回 料罐，小于膜截留分子量的物质或分子透过膜，形成透析液。故膜系统都有两个出口， 一是回流液(浓缩液)出口，另一是透析液出口。在单位时间(小时)单位膜面积(m2) 透析液流出的量(升)称为膜通量(LMH)，即过滤速度。影响膜通量的因素有温度、压 力、固含量(TDS)、离子浓度、黏度等。 图1膜工艺流程简图 ．．165．． 中国发酵工业循环经济支撑技术(选编) 3．技术特点 在发酵工业中，由于传统分离工艺技术条件的限制，预处理中常有5—15％的产品损 失，大量的可溶性蛋白、大分子杂质被带入到下游工序，增加了后提取工艺的环节和负 荷，影响产品质量及生产收率。三达公司经过多年的研究与实践，成功开发出一系列适 合发酵工业改造升级的膜分离技术及上下游整合与创新的过程工艺，其中以锯齿超滤技 术为核心的膜分离系统不但解决了长期困扰广大发酵企业生产的产晶收率低、质量差、 能耗高、污染重等难题，而且促进了传统发酵企业的技术更新、产品开发帮产业升级， 大大提高了企业的经济效益和市场竞争力。 锯齿超滤系统独有的固液分离(菌体过滤)与液液分离(可溶性蛋白等大分子有机 物)合二为一，不添加任何助滤剂，无需预处理直接进行发酵液过滤，可以将发酵液中 的蘸丝体和可溶性蛋自一次性去除，在提高滤液质量的同时，沈转鼓／板框过滤收率提 高5％-10％，功率消耗只有其他常规膜系统的30％一50％，具有如下技术优势： 1)发酵液处理的适应性 该设备对发酵液处理具有良好的适应性，即使是针对染菌发酵液也同样体现密强大 的处理能力，在霹等过滤精度条件下，锯齿超滤系统表现盘超凡的膜通量，在所有膜类 型中位居第一，且无需通过反冲洗即可维持良好的膜通量稳定性。 2)料液质量与过滤收率的优越性 锯齿超滤膜系统通过选择一定分子量的膜、优化操作条件，可实现对可溶性蛋白及 大分子物质的有效截留，滤液在浊度、透光度、沉淀物等各项指标的对比质量均明显好 于离心分离、板框分离、无机膜微滤的滤液，Efl于保证了滤液的高质量，对后工艺的提 取与聚合步骤均有着显著的优越性。 同时，宙于锯齿超滤膜系统的过滤是通过膜的强制性分离过滤，是在流动状态下的 过滤，在过滤时不需要借助于水合液的滤饼效应，因此过滤后期的加水洗涤可以将滤渣 中夹带的产物彻底洗涤并滤出，不会出现如离心过滤时的短路现象，滤渣中残鳏的有效 成分可以被充分回收。根据诸多现场实际工程调试数据表明，应用锯齿超滤系统除了可 以提高过滤收率外，由于滤液质量的改善，对于后工艺分离精制过程的收率提高具有更 为显著的促进效果。 3)优秀的抗污染性能与清洗恢复性能 在每批膜过滤运行至后期时，由于系统内部的料液含固量已基本达到膜相应的耐受 极限，此时膜表面无可避免地必然受到一定程度污染。膜污染是不可避免的，关键是如 何有效地加以控制，因此在操作结束后需进行常规的化学清洗。多年的工业设备运行使 用情况表明，锯齿超滤膜系统在正确操作条件下，经过相应清洗剂溶液的化学清洗后系 统即能完全恢复原有的过滤性能。 ．．166．． 中国发酵工业循环经济