陶瓷膜系統(tǒng)在生物制藥中的應(yīng)用
以陶瓷膜為代表的無機膜,由于具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性、生物穩(wěn)定性及熱穩(wěn)定性,可耐酸堿及有機溶劑,在分離過程中無二次溶出物、始終無相變等諸多優(yōu)點,在生物制藥科技等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。
陶瓷膜是以氧化鋁(Al2O3)、氧化鋯(ZrO2)、氧化鈦(TiO2)、氧化硅(Si2O3)等粉體原料經(jīng)燒結(jié)工藝制備而成的膜。陶瓷膜管壁密布微孔,膜兩側(cè)的靜壓差作為過濾時的推動力,小分子物質(zhì)(或液體)透過膜,大分子物質(zhì)(或固體顆粒、液體液滴)被膜截留從而達到料液不同成分的分離、過濾、濃縮和純化目的。相比傳統(tǒng)過濾分離技術(shù),運行維護更便捷,未來有望持續(xù)替代。陶瓷膜性能優(yōu)異、機械性能強、化學(xué)穩(wěn)定性高、使用壽命長、抗污性能強、運行成本低等優(yōu)點;另外對比傳統(tǒng)有機膜,陶瓷膜擁有不易腐蝕易腐蝕,膜材料更換成本低、運行中清洗更便利。以下是其具體應(yīng)用的一些方面:
1. 過濾生物發(fā)液:陶瓷膜作為一種新型過濾分離技術(shù),具有獨特的分離優(yōu)勢,常應(yīng)用于生物發(fā)酵液的過濾處理,天然植物營養(yǎng)的提取、純化、分離、濃縮、、過濾等。它能夠有效去除發(fā)酵液中的菌絲體、代謝產(chǎn)物、碎片等大分子顆粒,可以得到比板框過濾更高的提取收率。實現(xiàn)更純凈的過濾效果。
2. 工藝集成化系統(tǒng):無機陶瓷膜可以用于發(fā)酵液澄清后的配套離子交換、有機納濾膜濃縮等工藝,形成工藝集成化系統(tǒng)。這種集成化系統(tǒng)有助于提高生產(chǎn)效率同時陶瓷膜制作工藝要求高性能穩(wěn)定,使用壽命長,操作與維護簡便,可反沖洗,降低用戶生產(chǎn)成本。
3. 生物發(fā)酵行業(yè)優(yōu)先選擇的分離技術(shù):無機陶瓷膜因其獨特的耐化學(xué)腐蝕性、耐高溫、分離精度等高性能,已成為生物發(fā)酵行業(yè)優(yōu)先選擇的分離技術(shù)。
4. 應(yīng)用于發(fā)酵液:陶瓷膜分離技術(shù)可以廣泛應(yīng)用于有機酸(如檸檬酸、乳酸、衣康酸等)、(如紅霉素、青霉素等)、維生素(如維生素B2、維生素B12等)、氨基酸等發(fā)酵液中菌絲體、大分子蛋白、酵母壁碎片、細胞纖維等的分離和提取。
5.應(yīng)用于大豆深加工(大豆蛋白、大豆低聚糖、大豆)、中藥提取、動植物提取,防止產(chǎn)物的失活,節(jié)省能耗,大幅度提高后續(xù)精制工藝的效率,縮短工藝周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量和收率。牛奶的、乳清蛋白的濃縮,果蔬汁澄清和濃縮、酒類過濾,醬油、醋等調(diào)味料的澄清過濾等。
總的來說,陶瓷膜系統(tǒng)在生物制藥中具有重要的作用,能夠提高生產(chǎn)效率,降低生產(chǎn)成本,縮短工藝周期,提高產(chǎn)品質(zhì)量。