反渗透法回收结晶母液中6_APA
反渗透浓水回用方案
反渗透浓水回用方案一、背景介绍反渗透技术是目前应用广泛的水处理技术之一，其主要作用是通过半透膜的选择性过滤作用，将水中的离子、微生物和有机物质等杂质去除，从而得到高纯度的水。
然而，在反渗透过程中，会产生大量浓水废液，这些废液含有高浓度的溶解性盐类和有机物质，直接排放会对环境造成污染。
因此，如何有效地回收利用反渗透浓水废液成为了亟待解决的问题。
二、反渗透浓水回用方案1. 前处理系统（1）调节pH值：在反渗透系统进入前，需要对原水进行预处理。
首先要调节原水pH值以保证其在合理范围内（通常为6-8），以防止膜表面被腐蚀或者结垢。
（2）过滤：通过精密过滤器将原水中大颗粒、悬浮物等杂质去除。
2. 反渗透系统（1）反渗透设备：采用高品质反渗透设备进行处理，保证出水质量达到标准。
（2）浓水回收系统：将反渗透系统产生的废液进行回收，采用多级蒸发器和结晶器进行处理，将溶解性盐类和有机物质分离出来，得到可再利用的水。
3. 后处理系统（1）净化：对浓水回收后的水进行进一步净化处理，去除残留的杂质和微生物。
（2）消毒：对净化后的水进行消毒处理，保证其符合卫生标准。
（3）储存：将处理后的水储存起来，以备后续使用。
三、实施方案1. 设计方案在建立反渗透浓水回用系统之前，需要对原水质量、产生的浓水废液、回用效果等因素进行充分调研和评估。
根据实际情况设计合理的前处理、反渗透和后处理系统，并确定相应设备及运行参数。
2. 实施步骤（1）前期准备工作：包括场地选址、设备采购、人员培训等。
（2）安装设备：按照设计方案安装前处理、反渗透和后处理设备，并连接好管道。
（3）调试运行：对设备进行调试和运行，检查各个系统的运行状态，确保设备正常运行。
（4）监测评估：对回用水质量进行监测和评估，根据实际情况进行调整和改进。
四、经济效益反渗透浓水回用系统的建立可以有效地减少废液排放量，降低环境污染。
同时，可再利用的水也可以节约用水成本。
虽然建设成本较高，但长期来看可以带来可观的经济效益。
苯乙酸的循环利用
苯乙酸（ｐｈｅｎｙｌａｃｅｔｉｃａｃｉｄ）简称ＰＡＡ，是重要的医药、农药、香料等有机合成中间体，是青霉素发酵所必须的原料。
以青霉素为代表的β－内酰胺类抗生素由于其良好的抗菌活性与较小的毒副作用，是目前用量最大的一类抗生素。
它分为青霉素类、头孢菌素类以及非典型β－内酰胺类，其中前两种应用最为广泛。
据统计，目前我国抗生素类药销售总额中，半合成青霉素、头孢菌素类产品已占５０％左右的份额，占总用药金额的１５％左右，且随着人们生活和医疗水平的不断提高以及老龄化社会的逐步形成，其需求量将继续增长［１］。
该类抗生素中最关键的中间体是青霉素Ｇ。
由青霉素Ｇ裂解可得６－氨基青霉烷酸（简称６－ＡＰＡ）。
６－ＡＰＡ是半合成青霉素的主要母核，在其生产过程中，最主要的副产物便是ＰＡＡ。
由于含有ＰＡＡ的废液成分复杂，排到环境中会引起严重的环境污染，如果能够回收并使之满足发酵的要求，实现循环利用，既可减少污染物的排放，又能减少ＰＡＡ的采购，降低成本，取得巨大的经济效益。
因此，做好ＰＡＡ的回收和再利用工作，实现循环经济，不仅可以减轻环保治理废水的压力，而且可以带来经济效益，具有很好的经济效益和社会效益。
1实验部分1.1废液的性质和组成６－ＡＰＡ的结晶母液经过回收溶媒得到废液，其中含苯乙酸２．６％左右，ＣＯＤ值约为８００００ｍｇ／Ｌ。
1.2试剂和仪器甲苯，硫酸，氢氧化钠，双氧水，活性炭等均为工业品。
电动机械搅拌器；耐溶媒ｐＨ计；真空泵；高效液相色谱仪等。
1.3工艺流程通过对文献［２］、［３］的分析，结合苯乙酸易溶于热水，熔点为７５～７８℃的特点，并综合考虑含苯乙酸废液的特性，以及发酵应用的实际情况，以得到合格的液体苯乙酸为目标，开发苯乙酸的回收工艺。
主要工艺流程：首先加入酸调节ｐＨ，加入甲苯，萃取分相，水相为废水，送环保进行无害化处理；有机相加一定的水和氢氧化钠萃取分相，有机相回收以备再用，水相加入双氧水和活性炭脱色除杂，过滤得到苯乙酸溶液，检验合格后送发酵使用。
膜分离技术
螺旋卷式膜组件2
工作：膜组件装进圆柱形压力容器，构
成一个螺旋卷式膜组件，原料从一端进 入组件，沿轴向流动，在驱动力作用下， 易透过也沿径向渗透通过膜至中心管， 另一端为渗余液。
应用：反渗透、超滤、气体分离。
螺旋卷式膜组件3
特点：
结构紧凑——单位体积内膜的有效面积大； 制作工艺相对简单； 安装、操作比较方便； 适合于低流速、低压操作； 对原料前处理要求高——膜一旦被污染，不 易清洗。
膜分离在制药工业中的应用2
内蒙古中润制药有限公司利用膜分离技 术回收6-APA结晶母液。
采用EA技术于常温常压下回收母液中的溶剂， 脱出溶剂的母液经纳滤膜浓缩，结晶重新获 得6-APA晶体。 通量比反渗透膜提高30%， 6-APA浓缩程度 也可提高一倍，大大降低了投资及运行成本。
膜分离在制药工业中的应用3
主要应用于超滤、微滤、反渗透、渗透 气化和电渗析。
圆管式膜组件1
在圆筒状支撑体的内侧或外侧刮制上半 透膜而得到的圆管形分离膜。
下图所示，为膜刮制在多孔支撑管的内 侧，原料液被泵送至管内，渗透液经半 透膜后，通过多孔支撑管排出，浓缩液 从管子另一端排出。
能使滤液被渗透通过， 则需在支撑管和膜之间安装一层很薄的多孔 纤维网，帮助滤液向支撑管上的孔眼横向传 递，同时对膜提供必要的支撑作用。
特点：流动状态好；容易清洗；设备和
操作费用高；膜装填密度大。
用于：超滤、微滤和单级反渗透。
螺旋卷式膜组件1
由中间是多孔支撑材料，两边是膜的双 层结构装配而成。
其中三个边沿被密封而粘结成膜袋状，另一 个开放的边沿与一根多孔中心透过液收集管 连接，在膜袋外部的原料液侧再垫一层网眼 形间隔材料（隔网），也就是膜-多孔支撑 材料-膜-隔网依次叠合。绕中心透过液收集 管紧密地卷在一起，形成一个膜卷。
青霉素的提取
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3、萃取设备 （5）混合槽或静态混合器
国内大多数厂家是用混合槽或静态混合器进行混合萃取,再用碟片 式离心机进行分离。这种装置结构复杂,拆洗困难,特别是由于离心 分离过程中蛋白质和固体杂质的沉积,需要天天进行拆洗,十分不便。
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青霉素的提取与工艺
4 青霉素提取工艺条件
（1） 温度、酸度对青霉素稳定性的影响
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2、新提取方法的研究 （2） 反胶团萃取
反胶团是近年来新的生物活性物质分离、提纯方法 一方面,由于 pH对萃取率影响不大,可以在较高的pH条件下操作,另一方面,可以 利用离子强度的变化将杂蛋白去除。反胶团萃取已经在某些生物 产品的提纯上得到应用,但是要用于青霉素这样的大处理量、低附 加值的产品生产,还很困难
膜 分 离 器 具 21
膜分离原理
青霉素的提取与工艺 3、萃取设备
（1）波式离心萃取器 （2）倾析机 （3）环隙式离心萃取器 （4）排渣式离心分离机 （5）混合槽或静态混合器
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3、萃取设备 （1）波式离心萃取器
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3、萃取设备 （2）倾析机
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3、萃取设备 （3）环隙式离心萃取器
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不同 pH时石油亚砜-煤油体系的萃砜
亚 砜 萃 取 相 关 酶 反 应
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反萃取过程中的乳化问题
溶剂萃取法从发酵液中萃取青霉素已有五十余年的历史。但其 萃取工艺基本没有改变: 所用的萃取剂主要是乙酸丁( 戊) 脂, 甲基异丁酮等。萃取操作条件为: p H 1.8一2. 2, 有机相与水 相体积比O⁄A꞊ 2/ 1, 反萃PH .6 7 一.7 2 , 相比O⁄A꞊ 2/ 1。 在其萃取过程中有以下两个特点: ①青霉素易被破坏,在pH 4 一8 范围内相对较稳定, 在PH 4< 或p H >8 皆易分解。在 PH 2.0,10 摄氏度下, 青霉素的半衰期为1.3小时, 萃取要在 很短时间内完成。② 由于发酵液中含有大量蛋白质、有机色 素及其他生物副产品, 所以萃取过程中乳化严重。而且采用离 心办法也很难将乳化消除, 需要使用破乳剂。
关于反渗透回收率的说明
关于系统回收率和脱盐率的说明
根据业主提工的水质，废水含盐量TDS再13000mg/l，我们选用了海德能的PROC10膜，经过计算系统的回收滤率在60%，浓水的TDS在34000mg/l。
影响回收率最主要的因素是水质，随着回收率线性升高，浓水中的杂质浓度成倍数增长，回收率搞了，盐浓度高了，渗透压高了，污堵和结垢速率快了，膜使用寿命短了，清洗周期频繁了，没有什么经济性可言了！因此系统设计时要考虑上述因素，因此第一级反渗透的回收率选择60%应该是经济的、节能的、可以延长膜的使用寿命的。
一级反渗透的脱盐率再97%左右，一次产品水含盐量应该再400mg/l左右。
要想使系统总的回收率打倒75%以上，需要对一级反渗透的浓水再进行脱盐，根据水质的不同，通常采用要对浓水先进行预处理再进膜系统，或者直接选用宽流道的STRO或DTRO膜。
一级回收率已经达到60%，因此要想整个系统回收率达到75%，二级浓水反渗透的回收率必须达到37.5%以上。
因为浓水的含盐量已经达到34000mg/l，且浓水中钙、钡的浓度很高，因此必须做预处理后用SWRO或者选用宽流道的STRO或DTRO膜，这个费用是昂贵的，吨水投资在20万元左右。
预估产品水含盐量在1000mg/L。
如果一二级放渗透产水混合，含盐量约500左右。
江苏光耀环境科技有限公司
技术副总王增玉。
制药工业水污染物排放标准
《制药工业水污染物排放标准》全面实施【慧聪制药工业网】7月1日《制药工业水污染物排放标准》全面实施今年3月，媒体曾对某药品生产企业在内蒙古违规排污的情况集中报道。
在4月份的一次环保会议上，内蒙古自治区主席巴特尔强调，为了确保重点流域水污染防治目标任务的全面完成，各地对那些不能达标且不积极治污的企业，坚决进行停产治理或依法关闭，不能心慈手软。
其实，制药行业的环保治理历来都是公众关注的焦点之一。
目前，我国每年生产化学原料药将近1500种，总产量约80万吨。
国家环境保护制药废水污染控制工程技术中心教授级高级工程师、《制药工业水污染物排放标准》主要起草人之一任立人告诉记者，传统上，制药工业污染问题比较突出，是国家环保重点治理的12个行业之一。
2010年7月1日，新的《制药工业水污染物排放标准》（以下简称《标准》）将在全行业强制实施。
任立人指出，以牺牲环境为代价的重污染生产工艺、装备及企业将被加速淘汰。
他表示，现有的废水污染防治设施能力与新《标准》要求存在着差距，企业需要拿出应对措施。
“企业急需改进制药工艺，减少污染排放。
粗略估计，一般企业为达到新《标准》要求而增加的环保运行成本在100%以上。
”前瞻性的高标准“企业污染防治的能力及成本，正在成为制药行业的核心竞争要素。
”中国医药企业管理协会会长于明德认为，《标准》对行业产生的影响将十分深远。
今年2月，国家环保部发布首次全国污染源普查公报，在工业污染源主要水污染物中，化学需氧量排放量居前的7个行业中，医药制造业赫然在列。
制药工业生产工序多，使用原料种类多、数量大，原材料利用率低，从而产生的“三废”量大，排放物成分复杂，污染治理难度大。
中国化学制药工业协会环保专业委员会秘书长、东北制药总厂高级工程师甘丽华也曾表示：“制药行业解决一个污染问题，其工作量相当于纺织业、造纸业解决同一问题工作量的5~8倍。
据国家环保部科技标准司周凤保处长介绍，新《标准》不仅更为细致地对污染物进行了划分，而且规定的水污染物排放限值也更为严格，其主要指标均严于美国标准，发酵类企业的COD（化学需氧量）、BOD（生化需氧量）和总氰化物排放要求与最严格的欧盟标准接近。
6_APA生产废水处理的生产性试验研究_杨晓伟
内蒙古某制药公司年产 6- APA5 000吨为新建 项目, 6- APA 又名 6 - 氨基青霉素烷酸 , 是青霉素 族抗生素的基本结构 (母核 ), 是生产半合成 - 内 [ 1] 酰胺类抗生素的重要医药中间体 。其生产过程中 产生的废水是一类成分复杂高浓度有机废水, 其中 污染物主要是发酵残余营养物、 代谢中间产物、 生产 [ 2] 残留物以及酸、 碱、 有机溶剂等 , 治理难度较大 。 这类废水多采用厌氧一好氧生物处理组合工艺进行 处理。该工程于 2007 年 5 月开工建设, 2007 年 10 月 30 日竣工, 2007 年 11月 18 日投入试生产。本工 程的废水来源主要是种子培养及发酵过程产生的废 酸水、 6 - APA 母液、 苯 乙酸母 液、 清 洗设 备、 釜残
图 2 UA SB+ AF 厌氧罐对 CODcr 的去除效果
3 调试运行效果及工艺特点
在实际运行中, 根据生产的实际情况 , 合理地安 排不同浓度、 不同水质的生产废水通过四效蒸发、 厌 氧处理。出水再通过水解酸化、 CASS 、 生物接触氧 化处理。经过调试和稳定运行 , 各个处理单元处于 正常运行状态。工程运行三个月后经当地环保局监 测结果表明 , 经处理后的出水指标 pH 7~ 8 , COD 300 m g / , l 氨氮 50 m g / ,l 其出水水 质完全达 到了 污水综合排放标准 ( GB8978 - 1996) 和 污水排 入城市下水道水质标准 ( C J3082- 1999) 的要 求。 下面是系统稳定运行时选取的 10 天试验数据、 工艺 运行有机物去除效果的分析。 3 . 1 UASB+ AF厌氧罐 高效厌氧颗粒污泥复合填料床 ( UASB+ AF ) 反 应器, 这种 装置较传统的 UASB 反应 器相比, 具有 气、 固、 液分离效率高、 生物量 富集能力强、 布水均 匀、 处理负荷高、 运行稳定并 且易于操作控 制的优 点。反应产生的沼气通过回收装置 , 可以回收再利 [ 4] 用 。反应器内污泥接种量 60 g M LSS /L, 含 30~ 40 g MLVSS /L, 设 计 进 水 p H 为 6 5~ 7 5 , COD 为 98
硝酸盐溶液回收方法
硝酸盐溶液回收方法一、蒸发结晶法蒸发结晶法是一种常用的硝酸盐溶液回收方法。
该方法利用硝酸盐的溶解度随温度变化的特性，通过加热蒸发溶剂，使硝酸盐结晶析出。
蒸发结晶法具有操作简单、易于控制等优点，适用于处理含硝酸盐浓度较高的溶液。
然而，该方法需要消耗大量的能源，同时会产生大量的废渣，需要进行妥善处理。
二、反渗透法反渗透法是一种膜分离技术，利用半透膜对溶液中不同组分的选择性渗透作用，实现溶液的浓缩和分离。
反渗透法适用于处理含硝酸盐浓度较低的溶液，具有节能、高效、环保等优点。
然而，该方法需要使用半透膜，膜的透过性能和寿命是影响反渗透法效果的关键因素。
三、离子交换法离子交换法是一种通过离子交换剂与溶液中的离子进行交换，实现溶液净化的方法。
离子交换法适用于处理含硝酸盐浓度较高的溶液，具有净化效果好、无污染等优点。
然而，该方法需要进行离子再生，操作成本较高。
四、化学沉淀法化学沉淀法是一种通过向硝酸盐溶液中加入适量的化学试剂，使硝酸盐转化为难溶性沉淀物，从而实现硝酸盐回收的方法。
化学沉淀法具有操作简单、易于控制等优点，适用于处理含硝酸盐浓度较高的溶液。
然而，该方法需要使用化学试剂，可能会产生二次污染。
五、活性炭吸附法活性炭吸附法是一种利用活性炭的吸附作用，实现硝酸盐溶液中硝酸根离子的吸附和回收的方法。
活性炭吸附法具有操作简单、净化效果好等优点，适用于处理含硝酸盐浓度较低的溶液。
然而，该方法需要使用大量的活性炭，成本较高。
六、电渗析法电渗析法是一种利用电场作用对溶液进行分离和浓缩的方法。
在电渗析过程中，带电离子在电场作用下通过半透膜实现迁移和分离。
电渗析法适用于处理含硝酸盐浓度较低的溶液，具有节能、高效等优点。
然而，该方法需要使用大量的电能，操作成本较高。
七、膜分离技术膜分离技术是一种利用膜对不同组分的选择性透过作用，实现溶液的分离和浓缩的方法。
膜分离技术包括反渗透、超滤、纳滤等多种类型。
膜分离技术适用于处理含硝酸盐浓度较低的溶液，具有节能、高效、环保等优点。
反渗透浓水处理及回用研究
反渗透浓水处理及回用研究引言：水资源是人类生存和发展的基础，然而随着人口增长、工业发展和气候变化，水资源短缺问题越来越严重。
在水资源紧张的背景下，浓水处理及回用成为了一种节约和合理利用水资源的重要手段。
本文将探讨反渗透浓水处理及回用研究的相关内容。
一、反渗透浓水处理原理反渗透(Reverse Osmosis, RO)技术是一种利用半透性膜将溶液按压力差分离成纯净水和浓水的分离技术。
反渗透膜具有较高的水通透性和良好的截留效果，能够有效去除溶解物、胶体、细菌和病毒等微小颗粒，使得浓水变为高纯度水。
二、反渗透浓水的处理过程反渗透浓水处理包括预处理和主处理两个阶段。
预处理阶段主要是为了去除水中的悬浮物、胶体、溶解气体和有机物等杂质，以减少反渗透膜的污染和降低运行成本。
常用的预处理方法包括混凝、絮凝、过滤、活性炭吸附等。
主处理阶段则是通过反渗透膜将浓水变为高纯度水。
在主处理过程中，还可以根据需要进行pH调节、消毒杀菌等后处理操作，以确保最终产水的卫生安全。
三、反渗透浓水的回用技术1.溶解气氛浓水回用：将溶解气氛浓水通过气氛饱和设备，将一部分溶解气氛浓水中的溶解气氛转化为气体，同时产生低溶解气氛浓水进行回用。
这种方法不仅可以回收一部分浓水，还可以提高溶解气氛的浓度。
2.蒸发结晶回用：将溶解气氛浓水进行蒸发，并通过结晶技术将浓缩物进行回收并利用。
这种方法可以有效降低溶解气氛的体积，实现溶解气氛的回用。
3.电渗析回用：采用电场作用使水中的离子在膜表面发生迁移，通过对电渗析膜的选择和操作条件的控制，可以实现对溶解气氛浓水中的离子选择性的回收和回用。
四、反渗透浓水处理及回用应用实例反渗透浓水处理及回用已经在工业和城市生活用水领域得到广泛应用。
例如，在电力行业，反渗透技术被用于火力发电厂的锅炉给水、冷却水处理等方面；在制药行业，反渗透技术可以实现药品原辅材料的提纯和净化；在城市生活用水方面，反渗透技术可以有效处理患有水资源短缺的地区的污水，实现水资源的再生利用。
膜技术在生物制药应用
膜分离技术在医药及中间体分离提纯工艺中的应用 2010年04月28日14:44 生意社生意社04月28日讯在制药产品的成本构成中，分离、纯化和浓缩部分占相当高的比例，应用现代分离、纯化和浓缩工艺是提高制药工业经济效益或减少投资的重要途径。
膜分离过程通常在常温下操作因而没有相变、能耗低，特别适用于处理制药工业的热敏性物质。
选择适当的膜分离过程，可替代鼓式真空过滤、板框压滤、袋式过滤、离心分离、静电除尘、絮凝、沉淀、离子交换、溶媒抽提、吸附/再生、蒸发、结晶等多种传统的分离与过滤方法。
因此，制药工业正在越来越多地使用膜分离技术，不同的膜过程在制药生产中有不同的应用（见表1）。
本文将从生物发酵制药、中药生产和现代生物制药三个方面阐述膜分离技术在制药工业中的应用情况。
表1 制药生产中的膜分离过程1 膜分离技术在生物发酵制药工业中的应用1．1生物发酵液的特点制药工业中抗生素、维生素和氨基酸的生产主要采用生物发酵法。
而发酵液中目的产物浓度很低（一般仅占发酵液体积的0.1~5%左右，有些则更低），还含有大量的其他杂质，如，菌丝体、残存可溶底物、中间代谢产物、发酵液预处理过程中加入的物质等，这些杂质在发酵液中的浓度往往超过目的产物浓度的百倍、千倍、甚至万倍，而且其中很多代谢产物的物化性能和目的产物又非常接近，甚至化学组成和目的产物相同，仅立体构型不同而已。
此外，目的产物的耐热、耐pH和耐有机溶剂性差，在机械剪切力作用易变性失活。
因此要从发酵液中去掉这些杂质，制取高纯度的合乎药典规定的制药产品，发酵液的提取及精制是很重要的一个环节。
1. 2 应用膜分离组合技术处理生物发酵液应用膜分离技术处理生物发酵液时，通常直接采用一级微滤或一级超滤对发酵液进行固液分离来去除大分子物质，如菌丝、蛋白质、病毒、热原等，而小分子代谢产物（包括目的产物）、盐和水则100%透过微滤或超滤膜。
由于微滤和超滤透过液的质量对后续操作至关重要，所以在一些工业应用中，有必要对一级微滤或超滤的透过液进行二级超滤。
反渗透的处理工艺流程
反渗透的处理工艺流程反渗透（RO）是一种水处理技术，可通过半透膜过滤除去溶解在水中的溶质和胶体颗粒。
反渗透工艺流程是一个复杂的系统，其中包括预处理、反渗透膜分离、浓缩和水质调节等步骤。
下面将详细介绍反渗透的处理工艺流程。
首先，预处理是反渗透过程中的重要一环。
此步骤旨在除去原水中的悬浮物、颗粒物、胶体、有机物和生物物质等。
预处理通常包括过滤和加氯消毒等。
通过使用不同级别的过滤器，可以去除不同粒径的颗粒物，如砂砾过滤器去除粗砂和碎石，活性炭过滤器去除有机物质。
此外，加氯消毒有助于杀灭细菌和病毒，确保后续反渗透过程的稳定运行。
接下来是反渗透膜分离过程。
此步骤通过在高压下将原水通过半透膜，从而实现溶质和溶剂的分离。
反渗透膜由多层复合材料构成，包括聚酰胺膜和支撑层等。
原水被推动穿过膜表面，而水分子可以通过膜孔径，但溶质被阻挡在膜表面。
这种分离过程可有效去除水中的盐、重金属、有机物和微生物等。
为了提高反渗透过程中水的浓缩度，还需要进行浓缩处理。
通常情况下，反渗透后的产水并不能直接用于实际应用，因为它的浓度仍然较低。
因此，我们需要通过蒸发或结晶等方法对产水进行浓缩处理，以便将其质量提高至所需标准。
最后，水质调节是反渗透处理工艺流程的最后一步。
在该过程中，我们需要根据水质要求对产水进行调节。
这主要包括pH调节和添加消毒剂等。
pH调节是指通过向产水中添加酸碱来控制其酸碱度，以满足使用需要。
而添加消毒剂能够杀灭残留在产水中的细菌和病毒，确保水质的卫生安全性。
综上所述，反渗透处理工艺流程是一个多环节的系统。
通过预处理、反渗透膜分离、浓缩和水质调节等步骤，我们可以从原水中有效去除溶质和胶体颗粒，得到高质量的淡水。
这种处理工艺广泛应用于饮用水、工业用水和海水淡化等领域，并在解决水资源紧缺问题上发挥了重要作用。
青霉素提纯采用的膜分离技术工艺
青霉素提纯采用的膜分离技术工艺
青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生素的总称。
青霉素提纯采用超滤+卷式超滤膜分离技术，替代转鼓工序及萃取、反萃取工序，提高滤液质量的同时完全取消溶媒和破乳剂的使用，降低生产成本，改善生产环境，降低环保压力。
因为青霉素水溶液不稳定，故发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速，防止降解。
在提炼过程中要遵循下面三个原则：
1.时间短
2.温度低
3.pH适中
采用卷式纳滤技术，替代传统的结晶工艺，超滤液在压力的驱动下通过纳滤膜，青霉素被截留浓缩，达到裂解底物浓度要求，直接裂解得到6-APA，缩短整体生产工艺，提高系统收率。
结晶母液利用溶媒回收工艺及纳滤浓缩工艺，实现了溶媒的同时，也对浓缩得到母液中残留的6-APA进行回收，为整条生产工艺带来1%的收率提高。
以上为大家介绍的就是青霉素提纯采用的膜分离技术工艺，希望对大家有帮助。
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收稿日期:1997-09-08,修回日期:1998-04-16。
反渗透法回收结晶母液中6-APA曹学君 邬行彦(华东理工大学生化工程系 生物反应器工程国家重点实验室 上海 200237)吴 彤 金科铭(密理博中国有限公司 上海 200002)李明健 黄少坤 谭建德 董超丽(珠海丽珠(集团)合成制药厂 珠海 519030)青霉素裂解液在结晶6-A PA 后,仍残留有013%(W/V )6-APA ,生产厂每天约有15吨6-A PA 结晶母液,若能将母液中残余产品进行回收,每天可多得40kg 以上6-A PA,价值约在19200元以上,每年可得额外产值576万元以上(按300d 计)。
其经济效益十分可观。
反渗透(Reverse osmosis 简称RO)浓缩青霉素裂解液偶见报道[1,2],但RO 浓缩回收结晶母液中6-A PA 尚未见文献记载。
我们利用反渗透技术进行回收6-A PA 的实验,考察了M illipo re 公司RO 膜对产品截留率,杂质通透率,滤过通量,浓缩倍数及浓缩结晶产品质量等指标,整体实验取得了圆满成功。
1 材料与方法111 仪器设备与药品6-APA 购于华北制药厂;6-APA 结晶母液由珠海丽珠合成制药厂提供;Prolab rev erse osmosis system nanomax 50,Nanomax 95RO 膜,美国M illipore 公司;数字式自动旋光仪,上海物理光学仪器厂;电导率仪,上海第二分析仪器厂。
112 分析方法6-APA ,碘量法[3],旋光法[a]D 25=+273b (011mol/L HCl);KCl,NH 4Cl,电导率法。
113 截留率与通透率的测定6-APA 结晶母液中主要成分除6-APA 本身外,对反渗透操作影响最大的为无机盐类,即:NaCl 和K Cl 。
按实际情况分别配制013%6-APA,1mol/L NH 4Cl,0124mo l/L KCl 各4000ml,将6-APA 溶液在全循环操作模式下(如图1)测定保留液和透过液中6-APA 浓度;在浓缩20倍后再测定保留液和透过液的6-APA 浓度,计算截留率;将1mol/L NH 4Cl,0124mol/L K Cl 也进行上述全循环操作,测定保留液与透过液电导率,计算透过率。
114 浓缩倍数对透过通量的影响6-APA 结晶母液,在浓缩模式下(如图2)进行RO 操作,记录浓缩过程中透过液通量。
在浓缩20倍后考察不同压力下透过液通量。
115 母液浓缩与结晶将结晶母液10000ml 在2~215M Pa 压力下进行浓缩,记录浓缩倍数,浓缩时间。
浓缩液经提取苯乙酸后结晶6-A PA ,真空干燥后得产品。
14卷4期1998年10月生 物 工 程 学 报Chinese Jour nal of Biotechnology Vol.14No.4O ctober 1998图1 全循环操作示意图图2 反渗透浓缩操作模式2 结果与讨论211 RO 膜的选择在6-APA 结晶母液中存在如下成分(mol/L ):6-APA 01014,苯乙酸01014,青霉素G(K )01005,硼酸0105,NH 4Cl 1,K Cl 0124,CH 2Cl 20124。
其中6-A PA 是欲截留目标产品,其它成分则为非目标产品,最好能透过膜除去,特别是1mol/L NH 4Cl,0124mol/L KCl,对浓缩过程渗透压影响很大。
如RO 膜能在截留6-APA 的前提下透过NH 4Cl,KCl,浓缩过程就能顺利进行。
因此,选择适当的RO 膜,使之满足上述要求是工艺成功的关键。
我们分别考察了Nonamax -50、Nonamax -95两种RO 膜对6-APA 结晶母液中各主要成分的截留率与通透率以及滤过通量,其结果见表1和表2。
表1 Nonamax -50对不同成分的截留率Components Retentate conc.Permeate conc.Rejection ratio/%Perm eate rati o/%Permeate rate /ml #min -16-APA 3mg/L not detectable 100)4656-APA 5.8m g/L 5mg/L 99.1)250NH 4Cl 86(m 8/cm)84(m 8/cm))9717420KCl25(m 8/cm)23(m 8/cm))9210440(P =1.0M Pa,t =20e )表2 Nonamax -95对不同成分的截留率Components Retentate conc.Permeate conc.Rejection ratio/%Perm eate rati o/%Permeate rate /ml #min -16-APA 3mg/L Not detectable 100)1606-APA 56mg/L 3mg/L 99.5)NH 4Cl 7510(m 8/cm)1915(m 8/cm))261060KCl2717(m 8/cm)2310(m 8/cm))8310150 (Pressure=410M Pa,Temperature=20e )根据表1和表2数据可以看出:N onamax -50型膜对6-APA 的截留率达99%以上,而结晶母液中主要成分NH 4Cl 和KCl 都无阻碍地通透,透过液通透量大,在110M P a 压力下达400ml/min 以上;N ona -4694期曹学君等:反渗透法回收结晶母液中6-A PAmax -95型膜对6-APA 的载留率虽达到9915%以上,但NH 4Cl 和K Cl 的通透均存在障碍,操作压力大,透过液通量小,在410M Pa 压力下,1mo l/L N H 4Cl 只有60ml/min,实际应用有困难。
二者相比Nonamax -50型符合工艺要求。
212 浓缩倍数与压力对透过通量的影响将6-APA 结晶母液10L 进行反渗透浓缩操作,210M Pa 压力下,温度6)10e ,不同浓缩倍数下透过液通量见图3。
6-APA 结晶母液物料在低浓度时,透过液通量大,在浓缩25倍后,通量仍有150ml/min,整个浓缩过程在30min 左右。
当浓缩至1L 时,采用全循环模式(图2),考察不同压力下透过液通量,结果见图4。
随着压力增大,通量上升,在215M Pa 时,通量可相当大,可达190ml/min 通量,压力210~310M Pa能满足要求。
图3 浓缩倍数对透过通量的影响图4 压力对透过通量的影响213 母液浓缩与结晶典型的3批结晶母液的反渗透浓缩与结晶的结果见表3。
在浓缩过程结束时,6-APA 的截留率很高,为9916%,其浓缩收率在98%以上。
表3中浓缩终止体积包括设备残留体积,设备残留体积由规定量的水冲洗设备,测定6-APA 浓度后进行折算,并入浓缩液体积一起,计算浓缩收率。
3批实验的结晶收率为8312%~8516%。
3批产品的结晶纯度为97%左右,透光度大于95%,外观纯白,产品质量符合要求。
类似实验共进行8批,其结果与上述实验大致相同。
表3 6-APA 结晶母液的反渗透浓缩与结晶的结果No.123Initial volume /L 9.84015.0020.000Initial con c./%0.300.280.27T erminated volume/ml 7277901020T erminated conc./% 4.00 5.29 5.28Permeate volum e/ml 91131421018980Concentration factor 13.519.019.6Concentration yield/%98.599.599.7Crystallizati on yi eld/%83.285.685.2Products purity/%96.397.296.53 结 论反渗透浓缩结晶母液中6-A PA 实验取得了预期成功,浓缩与结晶总收率84%左右,产品纯度符合470生 物 工 程 学 报14卷企业标准。
参考文献1 藤井正弘,石桥博明,新藤徽等.6- ®¹« ¦Ó酸N 制造方法,公开特许公报(A),昭59(1984)-31694.2 Joachim D,W i lh elm T ,Christian W.C hem Eng Technol,1995,18,256~2593 陈钧鸿,徐玲娣编著.抗生素工业分析,北京:中国医药科技出版社,1991致 谢 珠海丽珠合成制药厂总工程师杨 纯对本实验工作给予大力支持并提出宝贵建议。
Recovery of 6-aminopenicillanic Acid fromC rystallization Mother Liquor Using Reverse OsmosisCao Xuejun Wu Xingyan(S tate K ey L abor atory of Bioreactor Engin eering,De p artment o f Biochemical Engineerin g ,East China University of S cience and Technology,Shangha i 200237)Wu Tong Jing Keming(Millipore China Cop oration L imited ,Shanghai 200002)Li M ingjian Huang Shaokun T an Jiande Dong Chaoli(L I VCON (group )Syntphar m f ac tory,Zhuhai 519030)Abstract Crystallization mother liquor usually c ontaining about 0.3%of 6-aminopenicillanic acid (6-A PA),was processed by reverse osmosis syst em (RO).6-APA reject ion factor to Nanomax 50membrane (M illipore Co.LT D.)w as above 99%.T he salts contained in the mother liquor such as NH 4Cl,KCl can permeat e the membrane.T hree bat ches of t ypical RO experiments were carried out.6-APA solut ion were concent rat ed 20~30times at a yield of over 98%.T he c oncentrated 6-APA solut ion was then crystallized wit h a yield of 83.5%~85.6%and purity of 97%.Another eight bat ches were repeated and the results w ere similar.Key words Reverse osmosis,6-APA,crystallization mother liquor concent rat ion,crystallizat ion4714期曹学君等:反渗透法回收结晶母液中6-A PA。