一种基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统，包括：预处理系统、原液罐、膜过滤系统、脱盐处理系统、卷曲霉素分离系统、喷雾干燥系统以及生化系统。本实用新型专利技术所提供的基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统通过膜过滤系统中的陶瓷膜对发酵液进行澄清过滤，能源消耗减少，过滤工序的收率提高，酸碱废液排放量减少，环境污染减轻，经济效益和社会效益显著；通过脱盐处理系统中的纳滤膜对卷曲霉素进行脱盐处理，使得浓缩液透光率达到95%，减少活性炭的消耗量，同时降低蒸汽消耗和冷冻水用量，达到节能减排效果；通过卷曲霉素分离系统中空纤维超滤膜去除卷曲霉素浓缩液的细菌内毒素，产品质量得以提高，经济价值提升。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于卷曲霉素生产领域，尤其是涉及一种基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统。
技术介绍
卷曲霉素又称缠绕霉素，属于多肽类抗结核药物，它是由美国EliLilly公司的E.B.Herr等人于1961年从卷曲链霉菌的培养液中分离获得的一种碱性水溶性多肽类新抗菌素，对结核分枝杆菌具有很好的抑制作用。该药除对结核病阴性杆菌抑制有效外，还对肺炎链球菌、葡萄球菌等革兰氏阳性细菌有良好的抑制作用。目前国外有EliLilly和RocheHellas、DuraPharmaceuticalsInc等公司生产卷曲霉素，国内生产厂家有信阳中科药业有限公司和南宁中科制药有限公司。卷曲霉素经卷曲链霉菌在以黄豆饼粉、蛋白胨、淀粉、葡萄糖、玉米浆、磷酸盐为主要碳、氮、磷源的液体培养基中在28±0.5℃进行通气搅拌培养发酵，经三级发酵生物合成卷曲霉素。卷曲霉素发酵液用水稀释，草酸酸化至pH3.0左右，加热至70～75℃，通过板框过滤，除去大量不溶性菌丝体、酸性蛋白、钙镁离子、培养基残渣等杂质，冷却至15℃以下，再用NaOH中和得到符合离子交换工艺要求的澄清卷曲霉素原液。这一过程在生产上称为发酵液的预处理。原液中的卷曲霉素在水溶液中离解成四价阳离子，应用钠型弱酸性阳离子交换树脂进行吸附，用稀硫酸洗脱后成为卷曲霉素洗脱液，在这一步提取过程中使水溶液中的卷曲霉素得到富集，含量由不到0.8％浓缩到10%左右，同时，通过离子交换树脂的选择作用，除去绝大部分的色素、蛋白及可见的固形物等。提纯液先经强酸阳离子交换树脂脱盐得精制液，再经药用活性炭脱色处理，吸附色素、细菌内毒素，经减压薄膜蒸发，在40℃以下浓缩，卷曲霉素含量由10％左右浓缩到40％。最后为了进一步提高成品色级，加入一定量的药用活性炭脱色处理得到符合质量要求的浓缩液。浓缩液经微孔除菌滤膜过滤、喷雾干燥得到卷曲霉素成品。卷曲霉素提炼工艺几十年来国内外研究较少，生产技术无大的改进，产品质量不稳定，炼成本高。因此，有必要采用新技术优化卷曲霉素提炼生产工艺。近年来膜技术在工业生产的各个领域正逐渐得到推广应用，膜分离技术是利用具有一定选择透过特性的过滤介质进行物质的分级、分离、浓缩、纯化等。20世纪60年代以后，各种膜分离技术迅速发展，在各种分离技术占据越来越重要的地位。膜在分离过程中具有如下功能：物质的识别与透过；界面；反应场。物质的识别与透过是使混合物中各组分之间实现分离的内在因素；作为界面，膜将透过液和保留液分为互不混合的两相；作为反应场膜表面及孔内表面含有与特定溶质具有相互作用能力的官能团，通过物理作用、化学反应或生化反应提高膜分离的选择性和分离速度。膜分离过程具有常温下进行、无相变化、能耗低、设备简单、操作控制方便等特点，己应用于化工、医药、轻工、食品、纺织、电子、冶金等领域。根据截留组分的不同，可以将膜过程分为微滤(Microfiltration，MF)、超滤(Ultrafiltration，UF)、反渗透(Reverseosmosis，RO)、透析(Dialysis，DS)、电渗析(Electrodialysis，ED)和渗透气化(Pervaporation，PV)等。陶瓷膜是以氧化铝、氧化钛、氧化锆等经1600℃高温烧结而成的具有多孔结构的精密陶瓷过滤材料。它是由孔隙率30%~50%、孔径50nm~15μm的陶瓷载体，采用溶胶-凝胶法或其它工艺制作而成的非对称复合膜。它的结构通常为“三明治”式：支撑层（又称载体层）、过渡层（又称中间层）、膜层（又称功能分离层）。其中支撑层的孔径一般为1~20μm，孔隙率为30%~65%，其作用是增加膜的机械强度；中间层的孔径比支撑层的孔径小，其作用是防止膜层制备过程中颗粒向多孔支撑层的渗透，厚度约为20~60μm，孔隙率为30%~40%；膜层具有分离功能，孔径从0.8nm~1μm不等，厚度约为3~10μm，孔隙率为40%~55%。整个膜的孔径分布由支撑层到膜层逐渐减小，形成不对称的结构分布。陶瓷膜根据孔径可分为微滤（孔径大于50nm）、超滤（孔径2~50nm）、纳滤（孔径小于2nm）等种类。陶瓷膜过滤是一种“错流过滤”形式的流体分离过程：原料液在膜管内高速流动，在压力驱动下含小分子组分的澄清渗透液沿与膜面垂直方向（径向）向外透过膜，含大分子组分的混浊浓缩液被膜截留，从而使流体达到分离、浓缩、纯化的目的。超滤膜的截留特性是以对标准有机物的截留分子量来表征，通常截留分子量范围在1000-300000Da，故超滤膜能对大分子有机物（如蛋白质、细菌）、胶体、悬浮固体等进行分离，广泛应用于料液的澄清、大分子有机物的分离纯化、除热源。纳滤膜的截留特性是以对MgSO4等标准溶液的截留率来表征，相应截留分子量范围在150-1000Da，故纳滤膜能对小分子有机物等与水、无机盐进行分离，使脱盐与浓缩的同时进行。
技术实现思路
本技术的目的在于，针对现有技术中存在的不足，提供一种基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统。为此，本技术采用如下技术方案：一种基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统，所述基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统包括：-预处理系统，所述预处理系统用于去除卷曲霉素发酵液中的Ca2+、Mg2+和Fe3+；-原液罐，所述原液罐用于贮存来自预处理系统的料液且形成料液的固液分离；-膜过滤系统，所述膜过滤系统用于对来自原液罐的料液进行膜过滤处理，膜过滤系统的浓缩液回流至原液罐进行再处理，膜过滤系统的透过液输送至脱盐处理系统；-脱盐处理系统，所述脱盐处理系统用于对来自膜过滤系统的透过液进行脱盐处理，所述脱盐处理系统的淡化液输送至卷曲霉素分离系统进行处理；-卷曲霉素分离系统，所述卷曲霉素分离系统用于分离来自脱盐处理系统的淡化液中的卷曲霉素，所述卷曲霉素分离系统的透过液输送至喷雾干燥系统进行喷雾干燥处理，所述卷曲霉素分离系统的浓缩液输送至生化系统进行生化处理；-喷雾干燥系统，所述喷雾干燥系统用于对卷曲霉素分离系统的透过液进行喷雾干燥且得到卷曲霉素产品；以及-生化系统，所述生化系统用于对卷曲霉素分离系统的浓缩液和原液罐的底部排出的菌丝液进行生化处理，经生化处理达标后排放。优选地，所述预处理系统包括搅拌罐、沉淀罐和金属丝网过滤器，所述搅拌罐、沉淀罐和金属丝网过滤器顺次设置，所述搅拌罐容纳卷曲霉素发酵液且投加工业草酸并充分搅拌，所述沉淀罐用于沉淀来自搅拌罐的料液中的草酸钙、草酸镁和草酸铁，所述金属丝网过滤器用于过滤来自沉淀罐的料液中的机械杂质以使得进入膜过滤系统之前的料液中不存在机械杂质。优选地，所述金属丝网过滤器的过滤孔径为500μm。优选地，所述膜过滤系统为陶瓷膜装置，所述陶瓷膜装置用于对来自原液罐的料液进行膜过滤处理，所述陶瓷膜装置的浓缩液回流至原液罐进行再处理，所述陶瓷膜装置的透过液输送至脱盐处理系统。优选地，所述陶瓷膜装置的透过液出口管道上设置碱调节入口。优选地，所述脱盐处理系统为纳滤装置，所述纳滤装置用于对来自膜过滤系统的透过液进行脱盐处理，所述纳滤装置的浓缩液输送至卷曲霉素分离系统进行处理。优选地，所述纳滤装置的透过液输送至反渗透装置，所述反渗透装置用于对纳滤装置的透过液进行浓缩处理，所述反渗透装置的浓缩液输送至蒸发结晶系统进行蒸发结晶，所述反渗透装置的透本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统，其特征在于，所述基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统包括：‑ 预处理系统，所述预处理系统用于去除卷曲霉素发酵液中的Ca2+、Mg2+和Fe3+；‑ 原液罐，所述原液罐用于贮存来自预处理系统的料液且形成料液的固液分离；‑ 膜过滤系统，所述膜过滤系统用于对来自原液罐的料液进行膜过滤处理，膜过滤系统的浓缩液回流至原液罐进行再处理，膜过滤系统的透过液输送至脱盐处理系统；‑ 脱盐处理系统，所述脱盐处理系统用于对来自膜过滤系统的透过液进行脱盐处理，所述脱盐处理系统的淡化液输送至卷曲霉素分离系统进行处理；‑ 卷曲霉素分离系统，所述卷曲霉素分离系统用于分离来自脱盐处理系统的淡化液中的卷曲霉素，所述卷曲霉素分离系统的透过液输送至喷雾干燥系统进行喷雾干燥处理，所述卷曲霉素分离系统的浓缩液输送至生化系统进行生化处理；‑ 喷雾干燥系统，所述喷雾干燥系统用于对卷曲霉素分离系统的透过液进行喷雾干燥且得到卷曲霉素产品；以及‑ 生化系统，所述生化系统用于对卷曲霉素分离系统的浓缩液和原液罐的底部排出的菌丝液进行生化处理，经生化处理达标后排放。

【技术特征摘要】
1.一种基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统，其特征在于，所述基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统包括：-预处理系统，所述预处理系统用于去除卷曲霉素发酵液中的Ca2+、Mg2+和Fe3+；-原液罐，所述原液罐用于贮存来自预处理系统的料液且形成料液的固液分离；-膜过滤系统，所述膜过滤系统用于对来自原液罐的料液进行膜过滤处理，膜过滤系统的浓缩液回流至原液罐进行再处理，膜过滤系统的透过液输送至脱盐处理系统；-脱盐处理系统，所述脱盐处理系统用于对来自膜过滤系统的透过液进行脱盐处理，所述脱盐处理系统的淡化液输送至卷曲霉素分离系统进行处理；-卷曲霉素分离系统，所述卷曲霉素分离系统用于分离来自脱盐处理系统的淡化液中的卷曲霉素，所述卷曲霉素分离系统的透过液输送至喷雾干燥系统进行喷雾干燥处理，所述卷曲霉素分离系统的浓缩液输送至生化系统进行生化处理；-喷雾干燥系统，所述喷雾干燥系统用于对卷曲霉素分离系统的透过液进行喷雾干燥且得到卷曲霉素产品；以及-生化系统，所述生化系统用于对卷曲霉素分离系统的浓缩液和原液罐的底部排出的菌丝液进行生化处理，经生化处理达标后排放。2.根据权利要求1中所述的基于膜处理技术的卷曲霉素生产系统，其特征在于，所述预处理系统包括搅拌罐、沉淀罐和金属丝网过滤器，所述搅拌罐、沉淀罐和金属丝网过滤器顺次设置，所述搅拌罐容纳卷曲霉素发酵液且投加工业草酸并充分搅拌，所述沉淀罐用于沉淀来自搅拌罐的料液中的草酸钙、草酸镁和草酸铁，所述金属丝网过滤器用于过滤来自沉淀罐的料液中的机械杂质以使...

【专利技术属性】
技术研发人员：谈宾宾，黄传敏，任秉康，李文扬，朱元红，
申请(专利权)人：杭州上拓环境科技股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33