陶瓷膜用于青霉素的分离提取

青霉素萃取分离技术的探究作者：黄冬晖来源：《中国科技博览》2015年第10期[摘要]青霉素通常又被人们称作盘尼西林，它是一种十分常见的抗菌素类药物，通常就是指从青霉素的培养液当中提取其中起主要作用的分子，在这个分子当中含有青霉素烷，同时这种物质能够有效的对细菌的细胞壁起到破坏的作用，同时还会使得其在使用的过程中起到很好的杀菌作用，它也成为了史上第一种可以起到治疗作用的抗生素，在当今的临床治疗当中有着十分广泛的应用。

[关键词]青霉素；萃取；分离中图分类号：P114.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0382-01青霉素是当前使用最为广泛的抗生素，它具备很好的抗菌作用，同时它还有非常好的疗效，对人体的副作用也非常的低，在治疗细菌性感染疾病方面有着非常好的效果，这种药物在成本方面也有着非常大的优势，所以在临床上也大面积的应用、青霉素在生产的过程中主要采用的是生物合成的方法，在提纯方法上经常会使用乙酸丁酯萃取法，但是这种方法在很多方面还存在着比较明显的不足，青霉素的药用价值会大大降低，在生产过程中也需要非常多能源的支持，溶剂无法有效的回收，这样就使得生产成本在一定程度上有所提升，最近几年，青霉素的需求量也在不断的扩大，所以有必要对其萃取方法进行改进和完善。

1、现有工艺的改进与完善1.1 室温三级萃取的改进与完善一些研究人员对乙酸丁酯萃取青霉素的理论模型进行了仔细的分析和探讨，同时还将研究中的一些想法通过实验加以验证，同时也将原来的方法予以有效的改进和优化，提出了全新的萃取条件PH值要控制在3.0左右，温度也应该控制在合理的范围内，一般情况下20摄氏度为好，为了提高萃取率，选择三级萃取法，研究人员认为在合理的范围内提高PH值可以有效的提升萃取的选择性，这样就使得青霉素的有效成分更多，在常温条件下进行萃取能有效的降低生产中的能源消耗，青霉素自身的质量也在这一过程中得到了提升。

摘 要：陶瓷膜植物提取以天然植物为原料（诸如菊芋洋姜、罗汉果、蓝莓、紫薯、名贵中草药等多类种植物），按对提取的最终产品用途和需要，通过现代化纳米陶瓷膜分离技术，进行高效率除杂、筛分、纯化一系列精细化控制过程，可定向获取到和浓集植物中的某一种或多种有效成分，而不改变提取有效成分结构。

根据研究体系中分子的大小和性状，通过陶瓷膜筛分作用，可在分子水平上进行分离，分离相对分子质量为1000Da-30KD 区间的广泛物质。

关 键 词：陶瓷膜过滤器，陶瓷膜菊粉提取，陶瓷膜洋姜菊粉提取，陶瓷膜植物提取工艺，陶瓷膜菊粉提取工艺，陶瓷膜分离，无机陶瓷膜过滤设备，陶瓷膜膜分离设备，植物提取陶瓷膜，陶瓷纳滤膜技术，纳滤陶瓷膜。

关于陶瓷纳滤膜陶瓷膜是采用高纯度α-Al2O3在高温条件下烧制而成，具有筛分过滤作用的多孔固体连续介质。

无机陶瓷膜呈不对称结构，由三层组成：支撑层、过渡层和分离层。

支撑层由较大颗粒烧结而成，大约厚度为数毫米，作为膜的载体，主要用于保证膜的机械强度；分离层处于膜管表面，一般厚度较薄（微米级），孔径较小，分布较窄，主要是起过滤分离作用；而在膜分离层和支撑层之间，通常可以包含一层或多层结构的过渡层。

技术特性●以陶瓷膜为代表的无机膜，由于具备良好的化学稳定性、生物稳定性及热稳定性，可耐酸碱及有机溶剂，在分离过程中无二次溶出物、无相变等诸多优点，广泛应用于食品工业，其中在果汁澄清和奶品生产中已占主导地位。

在生物工程、医药工业、石油化工、精细化工、环保产业等应用也日趋广泛，其发展速度已初步体现陶瓷膜产业及其应用的经济、社会、生态价值。

●随着工业技术的不断更新迭代，膜分离应用技术近年来也取得巨大进展，极大提升了社会生产力水平。

膜分离技术由于其具有分离效率高、能耗低、过程温和无相变、生产环境清洁等诸多优点，而越来越多的被应用于现代工业生产中物料富集（enrichment ）、浓缩(concentration)、纯化(purification)等核心工艺处理过程。

陶瓷膜过滤系统分离提纯抗生素获成功
佚名
【期刊名称】《医药工程设计》
【年(卷),期】2006(27)6
【摘要】目前，由北京迈胜普技术有限公司与山东鲁抗医药有限公司共同研制的陶瓷膜过滤系统用于抗生素的分离提纯获得成功，不仅优化了抗生素的生产工艺，而且使抗生素收率提高15％。

据悉，这是我国首次将陶瓷膜技术运用于抗生素生产。

据了解，抗生素的分离提纯必须经过对发酵液的过滤和对滤出的药液进行树脂交换。

【总页数】1页(P39-39)
【关键词】抗生素生产;分离提纯;过滤系统;陶瓷膜;技术运用;生产工艺;树脂交换;发酵液
【正文语种】中文
【中图分类】TQ465
【相关文献】
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4.我国以陶瓷膜提纯抗生素首获成功 [J],
5.陶瓷膜过滤系统用于抗生素分离提纯的技术研究成功 [J],
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“去伪存真”陶瓷膜技术成为“提取”关键
中药由植物、动物和矿物等天然产物构成，如何有效“去伪存真，去粗取精”，成为中医药领域的共性关键技术。

膜技术被誉为21世纪发展潜力的分离技术，可应用于石油化工、生物医药、食品和环保等领域，其发展列入《战略性新兴产业重点产品和服务指导目录(2016版)》。

近年来，陶瓷膜技术在酶的分离提取与目标产物的浓缩精制中取得了巨大的进步。

利用陶瓷膜技术，通过选择适宜孔径的膜元件来处理提取液，可达到选择性去除无效成分、保留有效成分的目的，从而得到质量稳定、有效的提取液。

1、陶瓷膜技术应用于酶的分离提取：
陶瓷膜技术可以简化酶的提取、纯化和脱盐程序，具有操作方便、处理效率高和节能等优点，可以在很短的时间内即分离得到高浓度的菌体，而且酶活没有损失。

有效避免了传统的离心、沉淀、透析浓缩、脱盐等分离提取方法，存在的能耗大、工序多、易失活、回收率低等缺点。

2、陶瓷膜技术应用于目标产物的浓缩精制：
采用陶瓷膜技术处理粗料液，低分子物质如盐类可以和水一起透过膜除去，而目标产物得到浓缩和精制。

利用陶瓷膜技术取代真空蒸发浓缩等其他浓缩模
式，可以防止产物的失活，节省能耗，大幅度提高后续精制工艺的效率，缩短工艺周期，提高产品质量和收率。

陶瓷膜技术具有化学稳定性能佳、耐酸、耐碱、耐氧化、耐有机溶剂、耐高温等特点。

与传统的水提醇沉工艺相比，具有无相变、目标物基本100%截留、用水量少、工艺简单、操作方便等独特优势。

陶瓷膜集成技术处理红霉素发酵液实验研究摘要采用陶瓷膜集成技术处理红霉素发酵液:先用200nm陶瓷膜微滤截留菌丝体、油脂、蛋白、悬浮物等杂质;然后再对陶瓷膜渗透液采用纳滤浓缩脱水,既简化了工艺又提高了目标产物的收率。

关键词陶瓷膜;红霉素发酵液;纳滤膜;浓缩红霉素属于大环内酯类抗生素老品种,但由于衍生产品众多,应用范围还是较广,市场需求量较大。

红霉素提取工艺中常用到的工艺是板框过滤加溶媒萃取的老工艺,此工艺一般收率在75~80%之间,但由于生产中需要消耗大量的硫酸锌和溶媒,菌渣处理困难,造成提取成本昂贵,污染较大,企业生产成本居高不下,竞争力日益下降。

针对传统工艺技术存在的主要问题,我们研究开发陶瓷膜集成技术新的生产工艺,大大降低红霉素提取成本,减少废水排放、提高了目标产物的回收率。

1 实验部分1.1 实验目的考察在5~15℃左右、一定的进、出口压力和膜面流速下,膜稳定通量、平均通量、浓缩倍数、渗透液处理效果、膜化学清洗效果。

对膜集成方案进行可行性分析,并对方案进一步优化。

1.2 实验方法先用陶瓷膜在5~15℃温度下对红霉素发酵液进行除杂过滤,控制进口压力在0.25MPa,出口压力在0.1MPa左右,膜面流速为4m/s,考察渗透通量的衰减和渗透液的处理效果。

加水透析是在除渗透液30%~50%时加水,加水量为发酵液的1.5~1.7倍(每次加水量约为发酵液的1/25~1/50)。

然后对陶瓷膜渗透液用纳滤膜进行浓缩去水和除盐。

工艺流程为:红霉素发酵液陶瓷膜MF 有机膜NF 后处理。

红霉素的效价分析由安徽丰原发酵技术国家工程研究中心分析室分析。

1.3 实验器材原料:红霉素发酵液(pH7.5~8),由安徽丰原发酵技术国家工程研究中心发酵研究室提供,外观呈乳黄白色浑浊流体,含大量菌丝体、油脂、蛋白、悬浮颗粒等杂质。

1.4 实验设备膜及膜组件:陶瓷膜:材质氧化锆,孔径200nm,规格1016mm,由江苏久吾高科技股份有限公司制造。

文章编号:1674-7046(2010)01-0055-03膜分离技术在青霉素生产中的应用研究邵文尧,陈成泉(厦门大学化学化工学院化学工程与生物工程系,福建厦门361005)摘 要: 采用超滤膜、纳滤膜对青霉素发酵液进行脱色除蛋白试验,考查该体系膜通量、发酵液浓缩情况及滤液质量等。

研究发现,采用膜系统处理青霉素发酵液在工艺、技术上是可行的,比传统过滤方式具有优越性。

关键词: 膜分离;青霉素;膜通量;超滤膜;纳滤膜中图分类号: TQ465 文献标识码:A高分子膜分离技术是近40a 发展起来的一项高新技术,它具有节能、优质、几乎无污染等特点,与传统的分离方法相比具有诸多优点,其在工业发展中有极其重要的价值[1-2]。

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不同组分的分离、纯化、浓缩的过程称作膜分离。

膜可以在分子范围内进行分离,并且这一过程是物理过程,不需发生相的变化和添加助剂。

根据膜孔径的不同(或称为截留分子量N WCO),可将膜分为微滤膜、超滤膜、纳滤膜和反渗透膜等[3-5]。

根据膜材料的不同,可分为无机膜和有机膜,无机膜主要是微滤级别的膜:陶瓷膜和金属膜;有机膜是由高分子材料做成的,如醋酸纤维素、聚醚砜、聚氟聚合物等。

根据膜构件的不同,膜可分为平板膜、卷式膜、管式膜[6]。

图1所示为四种不同的膜分离过程:(以膜的孔径和截留分子量来加以区别,箭头反射表示该物质无法透过膜而被截留)。

图1 四种不同的膜分离过程膜分离的基本工艺原理较为简单,如图2所示。

传统死端过滤的不同在于,膜分离是一种错流过滤,过滤介质平行通过膜,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,形成回流液;小于膜截留分子量的物质或分子透过膜,形收稿日期:2009-11-28第一作者简介:邵文尧(1980-),男,福建厦门人,厦门大学化学化工学院化学工程与生物工程系工程师。

陶瓷膜分离设备在中药提取行业中的应用
陶瓷膜分离设备具有过滤精度高、过程无相变、操作简单等优点，目前，在生物制药、中药提取等行业中已经得到了一定的认可。

陶瓷膜分离设备技术可以用做生物发酵液的澄清、去蛋白，酶制剂的精制、浓缩，中药提取液的澄清去杂、除热原，氨基酸的去热原，疫苗、多糖的纯化、浓缩，生化类药物的纯化、浓缩等。

在中药提取液分离纯化工艺中，陶瓷膜分离设备技术用于中药生物大分子化合物的单独分离，也逐渐得到行业的认可。

例如，板蓝根茶、板蓝根颗粒类产品，常常采用传统水提醇沉法制备，其有生产成本高、周期长、安全性差等缺点，而选用截留分子量适中的陶瓷膜分离设备过滤元件代替醇沉法处理板蓝根水提液，可以提高分离效果与效率，同时降低能耗。

银耳多糖的分子量一般在70kDa左右，使用陶瓷超滤膜来浓缩银耳浸提液，能够使产品的收率大幅提高，同时缩短浓缩时间。

提取六味地黄汤中的活性多糖也可以利用相似的陶瓷膜分离设备分离技术，其工艺简单，生产周期短。

由于中药有效成分如黄酮类、生物碱类、总苷类等的分子量多在1kDa以下，因此适合于注射剂除热原，如清开灵、川参通、冠舒、松梅乐、复方丹参、茵栀花、生脉等注射液以陶瓷膜分离设备超滤技术代替传统的活性炭吸附法，经处理后使得药液中悬浮颗粒明显减少、色度降低、更为澄清、热原符合药典规定、有效保护原方中有效成分，
所得产品有效成分明显提高。

同时增加了药液稳定性，即使放置超过有效期数个月也无明显沉淀产生。

以上为大家介绍的就是陶瓷膜分离设备在中药提取行业中的应用，希望对大家有帮助。

陶瓷膜在生物发酵液分离中的应用沈传国鲁抗医药股份有限公司摘要：采用陶瓷膜对发酵液的分离进行了研究，探讨了操作参数如操作压力、膜面流速、发酵液的效价（浓度）和温度对膜分离效果及膜通量的影响规律，确定了适宜的分离工艺条件，有效地解决了膜污染后的清洗问题。

关键词：陶瓷膜、超滤、发酵液、膜污染、清洗发酵液的成份是非常复杂的，不但与生产的产品和工艺有关，同时也因发酵的工艺条件、使用培养基的不同等，而有非常大的差别。

抗生素发酵液中含有菌丝体、颗粒物、可溶性蛋白、残留营养物、残留发酵原料、灰份、水和有效成份等。

发酵液分离的目的就是要去除无效成份，而最大程度地回收有效成份。

传统分离工艺采用转鼓过滤机、板框压滤机、自动出渣离心机等来进行，由于过滤精度低，仅去除大部分的菌丝体和固体颗粒物，无法去除其他杂质，滤液的质量不理想。

同时后处理工序负荷较大，且最为关键的是：传统工艺对染菌料液处理困难，不但浪费原料，同时也影响生产过程。

膜分离技术的出现不但提高了料液质量，同时还解决了对染菌料液处理困难的难题。

超滤材料大多数是有机高分子膜，而无机膜材料近年有所应用【1】，无机陶瓷膜具有化学稳定性好，耐酸、耐碱、耐高温，机械强度大，抗微生物侵蚀，使用寿命长，易清洗，再生能力强等优点，在越来越多的领域得到应用【2】鲁抗医药股份有限公司于2004年开始应用陶瓷膜技术，已成功用于洛伐他汀、大观霉素、麦迪霉素、氨基酸发酵液的分离。

本文以采用陶瓷膜分离法从发酵液中提取洛法他汀有效成份为例，研究了陶瓷超滤膜分离发酵液的工艺，为发酵液固液分离寻求一种好方法。

1 试验材料与方法1.1膜材料采用的膜是8通道多孔管式陶瓷芯外形尺寸：膜管外径φ25mm，通道内径φ6mm，管长1178mm膜材质：氧化锆、三氧化二铝、二氧化钛膜孔径：150KD爆破压力：≥9.0MPa最大工作压力：≤ 1.0MPapH适用范围：0~14工作温度：≤350℃灭菌温度：121℃单只膜面积：0.2m21.2 试验料液由鲁抗医药股份公司生产的洛伐他汀发酵液，它是一种含有菌丝体、颗粒物、可溶性蛋白、残留营养物、残留发酵原料、灰份、水和洛伐他汀的混合液。

陶瓷膜在中药提取中的应用陶瓷膜在中药提取中的应用中药所含化学成分很复杂，有一部分具有明显生物活性并起医疗作用的，常称为有效成分，另一些成分则在中药里普遍存在，但通常没有什么生物活性，不起医疗作用，称为无效成分。

中药之所以有医疗作用，主要因所含有效成分所致。

一般来讲，高相对分子质量物质主要是胶体、纤维素等无效成分或药效较低的成分，高相对分子质量物质的存在使中药有效物质含量低、服用剂量大、易吸潮变质，难以保存;液体制剂(口服液、注射液)的澄清度不好，糖浆中有大量蛋白质易霉变。

为克服这一问题，在中药制剂的生产过程中，需要对药物的提取液进行净化以去除杂质、保留药材中的有效成分，减少服用量，提高药品澄清度和药品质量，降低患者的风险。

中药的提取是中药生产过程重要的单元操作，提取其有效成分并进一步加以分离、纯化，得到有效单体是中药研究领域中的一项重要内容;其工艺方法、工艺流程的选择和设备配置都将直接关系到中药的质量和临床效果。

中药提取就是利用一些技术最大限度提取其中有效成份，使得中药制剂的内在质量和临床治疗效果提高，使中药的效果得以最大限度的发挥。

传统的离心法、板框过滤法、澄清剂法、醇沉法、树脂吸附法等工艺无法对中药提取液进行有效的澄清和提纯精制，同时还存在如过滤困难堵塞快、树脂堵孔、醇沉溶剂消耗大、高温浓缩时能耗高、生产提取废水量大、造成环保负担等问题，不能适应现代制药技术发展的形式和国际市场及患者对药品质量的要求。

如采用醇沉工艺进行分离除杂时，有效成分不能最大限度的保留，口感差，疗效也会下降，生产过程中需要消耗大量的乙醇，能耗高，工序复杂，生产周期长。

国内很多中药企业尝试采用中空纤维膜过滤来取代醇沉工艺，但是限于膜材质原因，有机超滤膜在应用于中成药提取时存在着通量衰减快、膜的清洗和再生不彻底、膜的使用寿命短等缺点。

而无机陶瓷膜化学稳定性好，耐酸、碱和有机溶剂的化学侵蚀;耐高温，且抗微生物能力强，不与微生物发生作用，可实现在线蒸汽消毒;机械强度高，耐高压，有良好的耐磨、耐冲刷性能;孔径分布窄，分离性能好、渗透量大;可反复清洗、再生;使用寿命长，一般可使用3~5年，甚至8~10年。

纳米陶瓷膜用于酶制剂的分离与浓缩
纳米陶瓷膜用于酶制剂的分离与浓缩
酶是一种重要的生物催化剂，对其底物有高度特异性与高效性，并且酶反应条件温和、容易控制，这些特征使得酶在医药、食品、化工等领域应用广泛。

酶制剂工业是现代生物工程中重要的一个分支，酶的生产通常要采用发酵法，酶的精制则涉及到酶发酵液的除菌分离和酶清液的浓缩纯化两大方面。

传统的除菌分离工艺如板框、转鼓、离心等，除杂精度较低，产品收率不足，已经不能满足现代酶生产工业的要求。

另一方面，酶是一种生物大分子，主要是蛋白质或RNA，酶的活性不仅依赖于自身一级序列结构，而且与其分子空间结构密切相关，当酶分子受一定热或在过酸、过碱条件下，其分子结构会发生构象转变，进而导致失活，因此酶的提取工艺也应当在温和条件下进行。

这使得传统浓缩工艺也受到了一定的限制。

膜分离技术在常温条件进行，过程无相变，特别适用于处理热敏性物质。

其中陶瓷膜产品具有精度高、抗染污、易清洗等特点，在发酵液行业中有着得天独厚的应用优势。

目前陶瓷膜微滤技术已经成功应用于酶发酵液分离过滤，并且获得了相当的成效。

而随着科技的发展，陶瓷超滤膜、陶瓷纳滤膜产品更加成熟化，陶瓷超滤膜也逐渐承担对酶清液浓缩的工序，并展现出了巨大的应用潜力。

发酵液陶瓷膜过滤客户名称：宜兴汉光生物股份有限公司实验时间：2004/11/03~11/04实验人员：曹友亮，陆德华，郭运梁，唐礼升厂家参与实验人员：霍正方实验目的：发酵液澄清、去杂实验地点：宜兴汉光生物股份有限公司试验中心陶瓷膜分离装置：试验装置一：单只1000mm单芯组件；可配置膜面积0.22m2×1000mm 或0.36陶瓷膜元件一只，循环泵参数：Q=4M3/H,H=64M.P=1.5KW试验装置二：单只500mm单芯组件；可配置膜面积0.22m2×500mm陶瓷膜元件一只，循环泵参数：Q=3.5M3/H,H=45M. P=1.5KW 膜元件类型：1＃0.2μm ×19通道×1016mm×φ30，通道直径4.0mm, 膜面积0.11M2,材质99%Al2O3,江苏久吾高科技股份有限公司生产2# 0.05μm ×19通道×1016mm×φ30，通道直径4.0mm, 膜面积0.11M2,材质99%Al2O3, 江苏久吾高科技股份有限公司生产3＃30KD×19通道×1000mm×φ31，通道直径4.0mm, 膜面积0.22M2, 材质99%Al2O3,德国ATECH INNOVATIONS GMBH生产4＃30KD×19通道×1000mm×φ41，通道直径6.0mm, 膜面积0.42M2,材质99%Al2O3,德国ATECH INNOVATIONS GMBH生产原液物化特性：2％湿菌含量的发酵液PH=1.8料液温度45～50℃已经过初步过滤，无大的颗粒物一、实验目的采用陶瓷膜装置将原液中的细菌截留浓缩同时分离其中清液（有效的氨基酸成分溶解在清液中），加水透析发酵液中的清液。

通过实验了解不同孔径、不同厂家（国产和进口）陶瓷膜对细菌以及蛋白等杂质的截留效果，发酵液浓缩倍数，有效成分的收率；通量及压力变化的相关参数；考察膜装置的清洗方式及药剂，了解通量的恢复情况。

青霉素提取应用膜分离技术的优势
2020年8月17日
如何提取青霉素?首先，为大家介绍一下什么是青霉素。

青霉素是一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。

它的研制成功大大增强了人类抵制细菌感染的能力，带动了抗生素家族的诞生。

青霉素在治疗肺炎、脑膜炎、心内膜炎、白喉等病时起着重要的作用。

下面，为大家介绍一下提取青霉素的技术-膜分离。

采用陶瓷膜微滤和卷式超滤技术，替代传统工艺，提高滤液质量，降低生产成本，改善生产环境，降低环保压力;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，使青霉素被截留浓缩，可以缩短整体生产工艺，提高系统收率。

青霉素提取膜分离技术优势：
1、分离精度高，滤液透光率高，减小了离子交换树脂及真空浓缩的污染，促进了结晶;
2、常温进行，条件温和无成分破坏，特别适宜对热敏感的物质;
3、系统错流运行设计，无需添加助滤剂，不会引入新的杂质，彻底解决污染堵塞难题;
4、可实现高倍数浓缩，与传统工艺相比，可大幅提高产品收率，浓缩的菌体可作为饲料回收利用;
5、膜材料及辅助设备材质均为无污染材料，符合GMP规范要求。

膜分离技术对青霉素发酵液进行处理，可以有效消除萃取时的乳化现象，同时降低了溶媒的消耗，降低了生产成本。

德兰梅勒利用膜分离技术为生物制药、食品饮料、发酵行业、农产品深加工、植物提取、石油石化、环保水处理、空气除尘、化工等行业提供分离、纯化、浓缩的综合解决方案，满足不同客户的高度差异化需求。

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