概述
微滤是所有膜过程中应用最普遍、总销售额最大的一项技术。制药行业的过滤除菌是其最大 的市场,电子工业用高纯水制备次之。目前,微滤正被引入更广泛的领域:在食品工业领域许多应 用已实现工业化;饮用水生产和城市污水处理是微滤应用潜在的两大市场;用于工业废水处理方面 的研究正在大量开展;随着生物技术工业的发展,微滤在这一领域的市场也将越来越大。
超滤和微滤相比,应用规模较大,它多采用十字流操作。超滤已广泛应用于食品、医药、工业废 水处理、超纯水制备及生物技术工业。其中最重要的是食品工业,乳清处理是其最大市场;在工业 废水处理方面应用得最普遍的是电泳涂漆过程;在超纯水制备中超滤是重要过程;城市污水处理及 其他工业废水处理以及生物技术领域都是超滤未来的发展方向。
随着性能优良的反渗透膜及其膜组件的工业化,反渗透技术的应用范围已从最初的脱盐扩大 到化工生产、食品加工和医药环保等部门;其中脱盐及超纯水制造的研究和应用最成熟,规模也最 大,其他应用大多处于正在开发中。
纳滤膜由于截留分子量介于超滤与反渗透之间,同时还存在道南效应,因此对低分子量有机物 和盐的分离有很好的效果,并具有不影响分离物质生物活性、节能、无公害等特点,在食品工业、发 酵工业、制药工业、乳品工业等行业得到越来越广泛的运用。但纳滤膜的应用同时也存在一些问 题,如膜污染等,并且食品与医药行业对卫生要求极严,膜需要经常地进行杀菌、清洗等处理,使得 该技术的广泛使用受到一定的影响,许多问题尚待研究。由于纳滤膜分离技术有着其众多的优越 性,是一个新兴的值得关注的领域,必将会有广阔的发展前景。
应用举例
在制药工业中可应用超滤膜分离工艺除去(或降低)注射用药物(药液)中热原含量;应用超滤、 纳滤等膜分离技术分离、浓缩、提纯医药制品等方面正在日益广泛地应用。例如日本、美国药典允 许大输液除热原采用反渗透和超滤单元。在连续的酶催化反应制备6—APA过程中,采用反渗透 膜分离法浓缩青霉素裂解液,随着浓缩倍数的增加、膜通量降低,6—APA截留率基本能维持在 98.5%以上。在用微滤膜去除青霉素G发酵液中的菌丝体中,青霉素G的回收率可达98%。近年 来,我国膜技术在抗生素生产中的应用已有一些研究,如选用不同性能的聚酰胺纳滤膜,对药厂提 供的螺旋霉素进行了分离和浓缩,在进料流量55 L/h、操作压力为1.5 MPa条件下,所选用的膜对 螺旋霉素几乎全部截留,膜的渗透通量可高达30 L/(m2-h)o应用超滤和纳滤的组合分离技术,纯 化浓缩林可霉素发酵液,大大节省溶媒和能源,缩短并优化了传统工艺路线,提高了收率及产品质 量。
近年来,超滤膜法已逐渐应用到中药制剂工艺中,取得了良好的效果。例如,用聚砚超滤膜对 黄苹(根)、黄连(根茎)、黄柏(皮)、金银花(花)、五味子(果)、大青叶(叶)等中药提取液的渗透行为 的研究,结果表明各中药有效成分的回收率均高于74%。以上大部分是正处于实验室研究阶段的 膜法分离浓缩药物制剂,他将对我国传统医药工业中分离技术的改进,起到一定的促进作用。
膜技术在环境工程中有着极为重要的作用。目前,它在国外已经成为一项广泛用于工业废水 治理的有效手段。膜法处理垃圾渗沥水,在国外已有成功的例子。美国研究了超滤一生物活性炭 技术处理垃圾渗沥水,污染物的去除是靠吸附、生物降解和膜分离来完成的。结果表明该技术对含 有重金属和有机物的渗沥水的总有机碳(TOC)及易生物降解的渗沥水的TOC去除率分别为95% -97%和95%-98%,有机物去除率分别达99.5%和99%。