Application de la technologie de séparation des membranes dans la production d'antibiotiques

1. brève introduction des technologies membranaires utilisées dans la production d'antibiotiques

La technologie de séparation des membranes est une combinaison de la science des matériaux et de la technologie de séparation des médias, qui présente les avantages d'un rendement élevé, d'une séparation de précision, d'un équipement simple, d'une économie d'énergie, d'un fonctionnement à température normale et d'aucune pollution. Il est largement utilisé dans le domaine industriel et s'est développé rapidement dans les domaines de l'alimentation, de la médecine et de la biochimie. Ces dernières années, l'extraction des antibiotiques est devenue l'un des principaux domaines de promotion de la technologie de séparation des membranes, qui a fait l'objet de recherches approfondies. La technologie de séparation des membranes remplace la technologie traditionnelle de séparation et de purification, qui peut simplifier le processus de production d'antibiotiques, économiser les solvants organiques, réduire la dégradation du produit cible pendant le processus d'extraction, augmenter le rendement du produit, et réduire la pollution environnementale. À l'heure actuelle, la technologie de séparation par membrane est principalement utilisée pour la clarification du bouillon de fermentation, de la concentration et du dessalement du produit et de la concentration d'antibiotiques dans les déchets liquides.

Généralement, le poids moléculaire des antibiotiques est compris entre 200 et 1000 tandis que le poids moléculaire de la protéine soluble dans le bouillon de fermentation est généralement de dizaines de milliers à des centaines de milliers, et la granulométrie des matières en suspension et des sous-produits de fermentation dans le bouillon de fermentation est également relativement importante, Qui peut être séparé et extrait par la technologie de séparation de membrane. En même temps, il peut éliminer une partie du sel inorganique dans le liquide d'alimentation.

2. le processus de la technologie de séparation de membrane appliquée dans l'extraction et la purification des antibiotiques (en prenant CPC comme exemple)

Processus d'extraction antibiotique:

Bouillon de fermentation → filtration ou séparation centrifuge ou adsorption de résine macroporeuse → extraction → concentration → décoloration → séchage → produit

Il peut être simplifié par le processus de technologie de séparation de membrane:

Bouillon de fermentation → ultrafiltration → nanofiltration (ou osmose inverse) → décoloration → séchage → produit

3. avantages de la technologie de séparation de membrane par rapport au processus traditionnel

Par rapport au processus d'extraction traditionnel, les avantages de la technologie de séparation par membrane sont les suivants:

(1) Il simplifie grandement le processus, avec moins d'investissement ponctuel, une maintenance simple, un fonctionnement simple, de faibles coûts d'exploitation, économisant beaucoup de ressources humaines et matérielles.

(2) La technologie de séparation des membranes n'a aucun changement de phase dans le fonctionnement et un rapport de concentration élevé, ce qui économise considérablement l'énergie telle que la saumure froide, la vapeur, l'électricité et le vide. Et il a une efficacité de séparation élevée sans endommager la structure du produit, et peut éliminer plus complètement les particules solides dans le liquide, les protéines solubles, les peptides, les bactéries, les pyrogènes et la plupart des pigments. Puisqu'il peut réaliser l'opération entièrement fermée, la pollution secondaire du système est réduite, de sorte que le liquide matériel est plus transparent, le titre est plus élevé, et le rendement et la qualité du produit sont améliorés.

(3) Le solvant n'est pas nécessaire ou sa quantité est considérablement réduite, et le cycle de remplacement du charbon actif en décoloration est prolongé plusieurs fois. Les eaux usées sont plus faciles à traiter et les coûts d'investissement et d'exploitation du traitement des eaux usées seront considérablement réduits, ce qui est plus bénéfique pour la protection de l'environnement.

En résumé, si nous utilisons la technologie de séparation de membrane pour extraire des antibiotiques, le processus sera grandement simplifié, la consommation d'énergie sera considérablement réduite avec une faible demande de solvant, le rendement passera de 70% à 80% à plus de 88%, et la puissance et la qualité du médicament seront également améliorées.

La séparation deFermentation antibiotiqueBouillon nécessite parfois 1 à 3 opérations de séparation de la membrane. La première étape de la séparation solide-liquide est généralement la microfiltration ou l'ultrafiltration pour obtenir le perméat contenant des antibiotiques, du sel et de l'eau. La qualité du perméat détermine le choix de la méthode ultérieure. Parfois, il est nécessaire d'utiliser à nouveau l'ultrafiltration, puis de se concentrer par nanofiltration. Le besoin de purification intermédiaire dépend des résultats d'extraction par solvant d'antibiotiques concentrés. Si les résultats d'extraction sont satisfaisants après une seule ultrafiltration et nanofiltration, une purification intermédiaire n'est pas nécessaire, sinon une purification intermédiaire est nécessaire.

(1) Séparation combinée des membranes d'ultrafiltration et de nanofiltration

L'acide 6-aminopépillanique (6-APA) est la matière première clé pour la production de pénicilline semi-synthétique. Traiter le sel de potassium du 6-APA par ultrafiltrationMembrane, après fissuration dans le réservoir de réaction, ajuster le pH de la solution réactionnelle à 7.5 ~ 8.8 avec de l'ammoniac 3mol/L pour compléter la fissuration à une certaine température, puis concentrez complètement la membrane de nanofiltration, avec le taux de craquage de 97.5%.

(2) Ultrafiltration, nanofiltration et séparation combinée d'inversion de phase

La technologie de séparation combinée de l'ultrafiltration,NanofiltrationEt l'inversion de phase est utilisée pour purifier et concentrer le bouillon de fermentation de lincomycine, raccourcir et optimiser le processus traditionnel, économiser considérablement le solvant et l'énergie, ainsi que améliorer le rendement et la qualité.

4. la perspective de la technologie de séparation de membrane dans la production d'antibiotiques

La séparation membranaire est devenue un moyen important d'innovation technologique dans l'industrie pharmaceutique moderne. Avec l'amélioration continue des exigences de qualité du produit et la réduction continue des exigences de coût de production, les avantages de la technologie de membrane deviennent de plus en plus remarquables, et il remplacera sûrement la technologie de séparation inefficace traditionnelle. Cependant, un grand nombre d'applications de la technologie de séparation par membrane n'ont commencé qu'au cours des dernières décennies. Bien que la recherche actuelle soit très active, la plupart d'entre eux sont au stade expérimental, il existe encore des limites dans les applications pratiques.