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          膜分離技術(shù)在鏈霉素中的應用

          2020-09-09 14:27:26 nvg75541108 615

                  鏈霉素(Streptomycin)是1944年從灰色鏈霉菌(Streptomyces,griseus)培養液中分離出來(lái)的一種堿性抗生素,我國于1958年以來(lái)大量生產(chǎn),目前已形成了相當大的生產(chǎn)規模與能力。

             

          傳統工藝    

          鏈霉素早期的提取方法采用活性炭吸附法、帶溶法、沉淀法、離子交換法。目前國內外多采用離子交換法提取鏈霉素,其工藝流程如下

           

             圖片關(guān)鍵詞

           

           

           

          鏈霉素傳統工藝流程

           

               鏈霉素發(fā)酵液中絕大部分是菌絲體和未用完的培養基,以及各種各樣的代謝產(chǎn)物,如:蛋白質(zhì)、多肽、色素和Ca2+、Mg2+離子等等,鏈霉素濃度遠較各種雜質(zhì)的低,僅為5000單位/毫升左右。大量蛋白、多肽和高價(jià)離子(Ca2+、Mg2+)的存在對離子交換吸附影響很大。在離子交換處理前,一般采用蒸汽加熱(70~75℃)方法使蛋白質(zhì)凝固變性。添加磷酸或一些絡(luò )合劑如三聚磷酸等使高價(jià)離子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物,然后通過(guò)板框過(guò)濾或離心分離將這些沉淀物除去。這一預處理將導致10%以上的鏈霉素所添加的草酸、磷酸或絡(luò )合劑,既增加了鏈霉素提煉成本,又會(huì )降低產(chǎn)品純度、污染環(huán)境。同時(shí)所得的發(fā)酵濾液中仍存在許多蛋白、多肽和其它各種雜質(zhì),將會(huì )減少樹(shù)脂的吸附容量或污染樹(shù)脂,造成樹(shù)脂的沉降和堵塞,進(jìn)而縮短樹(shù)脂的壽命,增加 抗生素提煉的成本。

              此外采用離子交換法提煉鏈霉素,總收率不高,只達72%。同時(shí)需大量解吸液。解吸液中鏈霉素濃度低,各種雜質(zhì)如色素、金屬離子等含量較高,造成下游工藝處理困難 ,產(chǎn)品純度不高。

           

             

          新工藝    

                膜法工藝取代鏈霉素生產(chǎn)中的薄膜蒸發(fā)工藝,使這一問(wèn)題得到了很好的解決。膜分離是一種無(wú)相變的純物理手段,能在任何膜能承受的溫度下對料液進(jìn)行分子水平的分離。清潔,環(huán)保,占地少,另外它的一大優(yōu)勢是運行成本低,去除一噸水的成本比普通的三效蒸發(fā)器低,有效地控制產(chǎn)品,提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

          超濾技術(shù)替代傳統的板框壓濾/鼓式真空過(guò)濾方法。其最大的特點(diǎn)是在不需要加入助濾劑、絮凝沉淀劑及其他任何化學(xué)試劑的情況下,不僅可把菌絲體及其他固體雜質(zhì)完全分離,而且可以把99%以上的蛋白(包括溶解性的蛋白) 與菌絲體一起剔除。 

                 超濾技術(shù)實(shí)質(zhì)是把傳統工藝中剔除蛋白(絮凝沉淀)、菌絲分離(板框壓濾/鼓式真空過(guò)濾),去除乳化(破乳劑的使用)等多種傳統的提煉與純化工藝用超濾技術(shù)加以替代,既減少了設備的投資,及原輔材料(如助濾劑、絮凝劑、破乳劑等) 的消耗,還大大提高了鏈霉素預處理的收率,使得傳統意義上板框壓濾/鼓式真空過(guò)濾工藝中10~15%的鏈霉素損失下降到1%的水平。    

                超濾組件適于處理高粘度的流體并達到較高的濃縮倍數,使含菌絲/蛋白及其他大分子物質(zhì)的濃縮液呈漿糊狀,其固體充填密度可達到95%以上。且幾乎不含任何鏈霉素組分,從而使鏈霉素預處理的收率達到99%的水平。而且濃縮液中的菌絲/蛋白由于未受助濾及絮凝劑的污染而可直接用作動(dòng)物飼料,既增加了收入,又減少了污物處置的費用,因此,受到環(huán)保當局的特別推崇。    

              經(jīng)超濾技術(shù)處理的發(fā)酵濾液,清轍透明,不含蛋白,可用專(zhuān)利性的納濾技術(shù)進(jìn)一步濃縮到所需的濃度。納濾技術(shù)與傳統意義上的反滲透 技術(shù)亦有很大區別。它既可以使鏈霉素完全截流,又允許無(wú)機鹽透析,減少滲透壓,從而有利于濃縮過(guò)程的進(jìn)行,并使鏈霉素濃度達到相當高的水平,進(jìn)而減少了后續工藝中有機溶媒的用量,在節省成本、增加收率的同時(shí),減少了產(chǎn)品在母液及其他廢液中的損失,有利環(huán)境保護。

             


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