生物發酵制藥工業的膜技術分析

摘 要：生物發酵制造工業中，膜技術表現出了安全、高效的特征。膜技術不會產生污染，廣泛應用到生物發酵制造的過程中，提供反滲透、微濾的技術方法。生物發酵制造工業，比較注重綠色化、節能化，積極采用膜技術，輔助降低工業制造的成本。本文主要探討生物發酵制藥工業中膜技術的幾點內容。

關鍵詞：生物發酵；制藥工業；膜技術

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.15.002

膜技術在生物發酵制藥工業中，運用過程非常簡單，不會產生相變、污染等問題，能夠在常溫的環境下，實現連續的制藥操作。生物發酵制藥工業在現代醫學事業中，發展迅速，推進了膜技術的發展，大量臨床醫療中，同樣會采用膜技術，體現了膜技術在生物發酵制藥工業中的精細化、專業性特征，為生物發酵制藥工業，提供了基礎保護。

1 膜技術在生物發酵制藥工業中的應用

生物發酵制藥工業中，常見的產物有：黃霉素、恩拉菌素、那西肽、泰妙菌素等，整個發酵的過程，可以分為好養與厭氧兩個部分，整個制藥過程中，涉及到微生物轉化、微生物代謝、微生物酶發酵以及微生物菌體發酵等。生物發酵制藥的過程中，積極采用膜技術，規范制藥的流程，例舉幾點典型的應用，如下：

1.1 分離

生物發酵制藥工業中，發酵培養基中的成分種類非常多，發酵期間，微生物會表達出大量的產物，各類產物的差異明顯，導致發酵的過程中，混入了雜質，無法保障目標產物的規范性，直接增加了生物發酵制藥的分離難度，進而降低了目標產物的有效性[1]。針對此類問題，提出膜技術的應用，膜技術在生物發酵制藥的過程中，提供了過濾的作用，采用一級微濾，或者選擇一級超濾的方法，過濾掉混合在目標產物中的雜質分子。膜技術過濾后，就要再次實行二級超濾，過濾期間，不斷的加入定量的水，構成透濾的環境，經過濾后，提高目標成分的在發酵液中的濃度。生物發酵制藥過程中，膜技術經過了多次分離，在初級階段，實行了處理，后期為了保證生物發酵制藥的有效性，還要實行層析、萃取等操作方法，確保生物發酵制藥的產物濃度，能夠達到規范的標準。

1.2 過濾

膜技術在生物發酵制藥工業中的過濾作用，主要體現在中藥產物的生產過程內。本文以重要生產為例，分析膜技術的過濾應用。生物發酵制藥的目標是中藥，實際中藥的化學成分極其復雜，中藥制造的過程中，除了目標產物以外，還存在有機酸、無機鹽、氨基酸等多種化合物類型的雜質，同時還混入了淀粉、多糖等類型的物質，大直徑的分子，會形成纖維素以及膠體，導致中藥生產的效果不達標。在中藥生產的過程中，采用膜技術，充分發揮膜技術的過濾作用，過濾掉無用的物質，保留目標產物[2]。膜技術不會引起污染，保障了中藥的質量。例如：中藥類的生物發酵制藥中，采用超濾膜，根據中藥分子的直徑，過濾混入的雜質。

1.3 純度控制

生物發酵制藥工業，屬于現代生物技術，從醫藥市場的角度分析，生物發酵制藥的純度，面臨著一定程度的壓力，由此膜技術應用到了純度控制方面。膜技術在控制生物發酵制藥純度時，提供了安全、無污染的環境，而且膜技術的操作簡單，能耗與成本均比較低，保證了制藥工業的優質性[3]。生物發酵制藥時，涉及到轉基因、抗體克隆等工藝，越復雜的工藝，純度控制的難度越大，利用膜技術，控制生物制劑的精度、純度。我國生物發酵制藥工業中，膜技術可以取代很多傳統的技術，直接把控制藥目標產物的純度。

1.4 環境控制

環境是生物發酵制藥工業中，重點控制的因素。生物發酵制藥工藝，關系到人們的健康，在發酵制藥期間，必須注重環境的清潔控制。膜技術在生物發酵制藥的環境控制方面，專門應用到廢物治理上，一來保障生物發酵制藥流程的綠色化，二來維護周圍的環境，生物發酵制藥的廢棄物，經膜技術處理后，達到環保指標后，才能排放到環境中。例如：生物發酵制藥的透析段，采用了膜技術，凈化、過濾后，透析水達到了飲用水的標準，實現了回收再利用，預防再次污染。

2 生物發酵制藥工業中膜技術的應用案例

生物發酵制藥工業中，制藥廢水的危害作用大，本文以制藥廢水的凈化為案例，分析膜技術的應用。

某制藥企業，生物發酵制藥后產生的廢水量非常大，為了預防環境污染，做到回收再利用，在中試裝置中，選用了膜技術[4]。中試裝置包括高位水箱、平衡水箱、MBR、風機、抽吸泵，膜組件安裝在了MBR結構內，用于處理制藥廢水。

該制藥企業中，膜技術在生物發酵制藥廢水方面，應用效果如：（1）生物發酵制藥的污泥濃度較高時，膜技術的處理效益不會降低，氨氮、COD的去除率均很高；（2）高污泥濃度的環境中，沒有出現賭膜、損壞的問題，濾膜的質量高，污泥的清洗狀態正常；（3）膜技術對生物發酵制藥廢水的環境沒有要求，不論是兼氧性，還是好養性，都可以發揮膜技術的吸附與凈化作用，完善了污泥處理的過程。

該企業的生物發酵制藥工藝中，為了提高膜技術在廢水處理中的效益，在處理過程中，設計了連續監測，觀察膜技術的處理效益。膜技術處理生物發酵制藥的廢水時，運行時間以內，廢水的濃度，有明顯的抑制作用，大約20天的處理時間內，廢水濃度無持續增長的情況，生物發酵制藥的廢水產生與膜技術的消耗，達到了動態平衡的狀態，適當的改變膜技術的設計，可以實現節能降耗，在很大程度上，提升了廢水的凈化效率。

3 結束語

生物發酵制藥工業，通過微生物培養出了新的產物，應用到醫療事業中。發酵制藥的過程中，經常會出現初級代謝產物、次級代謝產物等，落實膜技術的應用，為生物發酵制藥工業，提供完善、清潔的環境，保障生物發酵制藥的可靠性、綠色化，進而體現出膜技術在生物發酵制藥工業中的實踐價值和應用優勢。

參考文獻：

[1]云金明.應用于醫藥工業中的膜工藝技術[J].生物技術世界，2012（05）：156.

[2]蔣林煜.新一代高效膜濃縮技術——微管膜[J].中國實用醫藥，2013（14）：25-27.

[3]徐作武，呂賽蓮.膜分離技術在制藥工業中的應用[J].生物技術世界，2013（10）：82.

[4]彭俊文，朱曉偉.膜分離技術在制藥中的應用[J].中國實用醫藥，2017（06）：191-193.

作者簡介：郭建勇（1981-），男，山東汶上人，大專，工程師，車間副主任，主要從事生物發酵液后處理生產管理，對發酵液中各物質的分離和環保處理有一定研究。