膜分離技術(shù)在鏈霉素中的應(yīng)用

        鏈霉素（Streptomycin）是1944年從灰色鏈霉菌（Streptomyces,griseus）培養(yǎng)液中分離出來(lái)的一種堿性抗生素，我國(guó)于1958年以來(lái)大量生產(chǎn)，目前已形成了相當(dāng)大的生產(chǎn)規(guī)模與能力。

傳統(tǒng)工藝    

鏈霉素早期的提取方法采用活性炭吸附法、帶溶法、沉淀法、離子交換法。目前國(guó)內(nèi)外多采用離子交換法提取鏈霉素，其工藝流程如下

鏈霉素傳統(tǒng)工藝流程

     鏈霉素發(fā)酵液中絕大部分是菌絲體和未用完的培養(yǎng)基，以及各種各樣的代謝產(chǎn)物，如：蛋白質(zhì)、多肽、色素和Ca2＋、Mg2＋離子等等，鏈霉素濃度遠(yuǎn)較各種雜質(zhì)的低，僅為5000單位/毫升左右。大量蛋白、多肽和高價(jià)離子(Ca2＋、Mg2＋)的存在對(duì)離子交換吸附影響很大。在離子交換處理前，一般采用蒸汽加熱（70～75℃）方法使蛋白質(zhì)凝固變性。添加磷酸或一些絡(luò)合劑如三聚磷酸等使高價(jià)離子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物，然后通過(guò)板框過(guò)濾或離心分離將這些沉淀物除去。這一預(yù)處理將導(dǎo)致10％以上的鏈霉素所添加的草酸、磷酸或絡(luò)合劑，既增加了鏈霉素提煉成本，又會(huì)降低產(chǎn)品純度、污染環(huán)境。同時(shí)所得的發(fā)酵濾液中仍存在許多蛋白、多肽和其它各種雜質(zhì)，將會(huì)減少樹脂的吸附容量或污染樹脂，造成樹脂的沉降和堵塞，進(jìn)而縮短樹脂的壽命，增加 抗生素提煉的成本。

    此外采用離子交換法提煉鏈霉素，總收率不高，只達(dá)72％。同時(shí)需大量解吸液。解吸液中鏈霉素濃度低，各種雜質(zhì)如色素、金屬離子等含量較高，造成下游工藝處理困難 ，產(chǎn)品純度不高。

新工藝    

      膜法工藝取代鏈霉素生產(chǎn)中的薄膜蒸發(fā)工藝，使這一問(wèn)題得到了很好的解決。膜分離是一種無(wú)相變的純物理手段，能在任何膜能承受的溫度下對(duì)料液進(jìn)行分子水平的分離。清潔，環(huán)保，占地少，另外它的一大優(yōu)勢(shì)是運(yùn)行成本低，去除一噸水的成本比普通的三效蒸發(fā)器低，有效地控制產(chǎn)品，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量。

超濾技術(shù)替代傳統(tǒng)的板框壓濾/鼓式真空過(guò)濾方法。其最大的特點(diǎn)是在不需要加入助濾劑、絮凝沉淀劑及其他任何化學(xué)試劑的情況下，不僅可把菌絲體及其他固體雜質(zhì)完全分離，而且可以把99％以上的蛋白(包括溶解性的蛋白) 與菌絲體一起剔除。 

       超濾技術(shù)實(shí)質(zhì)是把傳統(tǒng)工藝中剔除蛋白(絮凝沉淀)、菌絲分離（板框壓濾/鼓式真空過(guò)濾），去除乳化(破乳劑的使用)等多種傳統(tǒng)的提煉與純化工藝用超濾技術(shù)加以替代，既減少了設(shè)備的投資，及原輔材料(如助濾劑、絮凝劑、破乳劑等) 的消耗，還大大提高了鏈霉素預(yù)處理的收率，使得傳統(tǒng)意義上板框壓濾/鼓式真空過(guò)濾工藝中10～15％的鏈霉素?fù)p失下降到1％的水平。    

      超濾組件適于處理高粘度的流體并達(dá)到較高的濃縮倍數(shù)，使含菌絲/蛋白及其他大分子物質(zhì)的濃縮液呈漿糊狀，其固體充填密度可達(dá)到95％以上。且?guī)缀醪缓魏捂溍顾亟M分，從而使鏈霉素預(yù)處理的收率達(dá)到99％的水平。而且濃縮液中的菌絲/蛋白由于未受助濾及絮凝劑的污染而可直接用作動(dòng)物飼料，既增加了收入，又減少了污物處置的費(fèi)用，因此，受到環(huán)保當(dāng)局的特別推崇。    

    經(jīng)超濾技術(shù)處理的發(fā)酵濾液，清轍透明，不含蛋白，可用專利性的納濾技術(shù)進(jìn)一步濃縮到所需的濃度。納濾技術(shù)與傳統(tǒng)意義上的反滲透 技術(shù)亦有很大區(qū)別。它既可以使鏈霉素完全截流，又允許無(wú)機(jī)鹽透析，減少滲透壓，從而有利于濃縮過(guò)程的進(jìn)行，并使鏈霉素濃度達(dá)到相當(dāng)高的水平，進(jìn)而減少了后續(xù)工藝中有機(jī)溶媒的用量，在節(jié)省成本、增加收率的同時(shí)，減少了產(chǎn)品在母液及其他廢液中的損失，有利環(huán)境保護(hù)。