制药工业中膜分离技术的应用

 在制药工业中，目前抗生素的生产大多采用发酵的方法。发酵产生的溶液经过滤除去生物残渣、树脂脱色提纯后得到的解析液的抗生素浓度往往很低。通常都采用溶剂萃取的方法，薄膜蒸发等工艺进行纯化、浓缩。
  纳滤膜可直接浓缩抗生素树脂解析液，如头C的生产过程，利用纳滤膜的特性，将头C解析液浓缩到效价达到12万左右，即可用溶媒结晶法得到产品。采用纳滤膜浓缩的优点是浓缩过程无相变，而且整个过程可在常温下进行，解析液不会由于有热敏性而收到破坏，同时，采用纳滤浓缩可大大节省能耗，降低生产成本。另外，纳滤膜可用于浓缩抗生素发酵滤液的浓缩，如青霉素、红霉素的生产，用纳滤膜浓缩抗生素发酵滤液，至较小体积后再用有机溶剂的萃取，利用这种方法，现有的萃取设备的生产能力将大幅度地提高，并可大量减少抽提过程中溶剂的用量。
  图1、2形象地表示了抗生素的浓缩纯化过程，通常待浓缩的抗生素滤液（或解析液）被加在进料罐中，通过高压循环泵增压后输入膜组件，水和无机盐（或溶媒）通过膜而透析。而被膜截留的含抗生素的浓缩液则重新循环回到进料罐中，继续进行下一步的循环，直至达到给定的浓度后进入下一工序。
  图1：纳滤膜用于树脂解析液的浓缩

  图2：纳滤膜用于发酵滤液的浓缩

  合成药的浓缩脱盐

  合成药的生产工艺大致如图3：
  图3：传统合成药生产工艺流程

  由于合成过程产生大量的无机盐，一般会达到7～8％。在传统的工艺大都采用树脂提纯、脱盐，树脂的再生过程将造成二次污染，同时这类解析液浓度往往很低，因此必须利用薄膜蒸发或真空蒸发的方法进行浓缩，蒸发浓缩通常需很长时间，而且能耗大，温度不易控制，容易引起药液的变性分解。
  利用纳滤膜分离技术的工艺如图4：
  图4：纳滤膜用于合成药的浓缩脱盐

  纳滤膜系统浓缩脱盐的原理如图5：
  图5：纳滤膜浓缩脱盐原理

  利用纳滤膜对无机盐小分子的脱除效率及对大分子的截留性能，利用纳滤取代树脂脱盐及薄膜浓缩过程，可缩短生产工序，降低生产成本。在合成药浓缩过程中，无机盐随同水透过膜，而药液得到浓缩，在后期，补加去离子水将浓缩液内的无机盐小分子洗涤带出，直到药液内的无机盐脱除干净，则进入下一工序处理。
  纳滤膜技术浓缩纯化的优点：
  *能耗极低（各种浓缩方法除水成本比较见图6）；
  *膜耐受的条件范围宽，浓缩倍数高；
  *设备结构简洁紧凑，操作十分方便，可实现自动化作业；
  *常温浓缩不破坏有效成分，损失率极低（0.1%以下），透析液不造成二次污染；
  *在浓缩的同时可脱除无机盐杂质，减少产品灰份。