生物发酵制药工业的膜技术分析

摘 要：生物发酵制造工业中，膜技术表现出了安全、高效的特征。膜技术不会产生污染，广泛应用到生物发酵制造的过程中，提供反渗透、微滤的技术方法。生物发酵制造工业，比较注重绿色化、节能化，积极采用膜技术，辅助降低工业制造的成本。本文主要探讨生物发酵制药工业中膜技术的几点内容。

关键词：生物发酵；制药工业；膜技术

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

膜技术在生物发酵制药工业中，运用过程非常简单，不会产生相变、污染等问题，能够在常温的环境下，实现连续的制药操作。生物发酵制药工业在现代医学事业中，发展迅速，推进了膜技术的发展，大量临床医疗中，同样会采用膜技术，体现了膜技术在生物发酵制药工业中的精细化、专业性特征，为生物发酵制药工业，提供了基础保护。

1 膜技术在生物发酵制药工业中的应用

生物发酵制药工业中，常见的产物有：黄霉素、恩拉菌素、那西肽、泰妙菌素等，整个发酵的过程，可以分为好养与厌氧两个部分，整个制药过程中，涉及到微生物转化、微生物代谢、微生物酶发酵以及微生物菌体发酵等。生物发酵制药的过程中，积极采用膜技术，规范制药的流程，例举几点典型的应用，如下：

1.1 分离

生物发酵制药工业中，发酵培养基中的成分种类非常多，发酵期间，微生物会表达出大量的产物，各类产物的差异明显，导致发酵的过程中，混入了杂质，无法保障目标产物的规范性，直接增加了生物发酵制药的分离难度，进而降低了目标产物的有效性[1]。针对此类问题，提出膜技术的应用，膜技术在生物发酵制药的过程中，提供了过滤的作用，采用一级微滤，或者选择一级超滤的方法，过滤掉混合在目標产物中的杂质分子。膜技术过滤后，就要再次实行二级超滤，过滤期间，不断的加入定量的水，构成透滤的环境，经过滤后，提高目标成分的在发酵液中的浓度。生物发酵制药过程中，膜技术经过了多次分离，在初级阶段，实行了处理，后期为了保证生物发酵制药的有效性，还要实行层析、萃取等操作方法，确保生物发酵制药的产物浓度，能够达到规范的标准。

1.2 过滤

膜技术在生物发酵制药工业中的过滤作用，主要体现在中药产物的生产过程内。本文以重要生产为例，分析膜技术的过滤应用。生物发酵制药的目标是中药，实际中药的化学成分极其复杂，中药制造的过程中，除了目标产物以外，还存在有机酸、无机盐、氨基酸等多种化合物类型的杂质，同时还混入了淀粉、多糖等类型的物质，大直径的分子，会形成纤维素以及胶体，导致中药生产的效果不达标。在中药生产的过程中，采用膜技术，充分发挥膜技术的过滤作用，过滤掉无用的物质，保留目标产物[2]。膜技术不会引起污染，保障了中药的质量。例如：中药类的生物发酵制药中，采用超滤膜，根据中药分子的直径，过滤混入的杂质。

1.3 纯度控制

生物发酵制药工业，属于现代生物技术，从医药市场的角度分析，生物发酵制药的纯度，面临着一定程度的压力，由此膜技术应用到了纯度控制方面。膜技术在控制生物发酵制药纯度时，提供了安全、无污染的环境，而且膜技术的操作简单，能耗与成本均比较低，保证了制药工业的优质性[3]。生物发酵制药时，涉及到转基因、抗体克隆等工艺，越复杂的工艺，纯度控制的难度越大，利用膜技术，控制生物制剂的精度、纯度。我国生物发酵制药工业中，膜技术可以取代很多传统的技术，直接把控制药目标产物的纯度。

1.4 环境控制

环境是生物发酵制药工业中，重点控制的因素。生物发酵制药工艺，关系到人们的健康，在发酵制药期间，必须注重环境的清洁控制。膜技术在生物发酵制药的环境控制方面，专门应用到废物治理上，一来保障生物发酵制药流程的绿色化，二来维护周围的环境，生物发酵制药的废弃物，经膜技术处理后，达到环保指标后，才能排放到环境中。例如：生物发酵制药的透析段，采用了膜技术，净化、过滤后，透析水达到了饮用水的标准，实现了回收再利用，预防再次污染。

2 生物发酵制药工业中膜技术的应用案例

生物发酵制药工业中，制药废水的危害作用大，本文以制药废水的净化为案例，分析膜技术的应用。

某制药企业，生物发酵制药后产生的废水量非常大，为了预防环境污染，做到回收再利用，在中试装置中，选用了膜技术[4]。中试装置包括高位水箱、平衡水箱、MBR、风机、抽吸泵，膜组件安装在了MBR结构内，用于处理制药废水。

该制药企业中，膜技术在生物发酵制药废水方面，应用效果如：（1）生物发酵制药的污泥浓度较高时，膜技术的处理效益不会降低，氨氮、COD的去除率均很高；（2）高污泥浓度的环境中，没有出现赌膜、损坏的问题，滤膜的质量高，污泥的清洗状态正常；（3）膜技术对生物发酵制药废水的环境没有要求，不论是兼氧性，还是好养性，都可以发挥膜技术的吸附与净化作用，完善了污泥处理的过程。

该企业的生物发酵制药工艺中，为了提高膜技术在废水处理中的效益，在处理过程中，设计了连续监测，观察膜技术的处理效益。膜技术处理生物发酵制药的废水时，运行时间以内，废水的浓度，有明显的抑制作用，大约20天的处理时间内，废水浓度无持续增长的情况，生物发酵制药的废水产生与膜技术的消耗，达到了动态平衡的状态，适当的改变膜技术的设计，可以实现节能降耗，在很大程度上，提升了废水的净化效率。

3 结束语

生物发酵制药工业，通过微生物培养出了新的产物，应用到医疗事业中。发酵制药的过程中，经常会出现初级代谢产物、次级代谢产物等，落实膜技术的应用，为生物发酵制药工业，提供完善、清洁的环境，保障生物发酵制药的可靠性、绿色化，进而体现出膜技术在生物发酵制药工业中的实践价值和应用优势。

参考文献：

[1]云金明.应用于医药工业中的膜工艺技术[J].生物技术世界，2012（05）：156.

[2]蒋林煜.新一代高效膜浓缩技术——微管膜[J].中国实用医药，2013（14）：25-27.

[3]徐作武，吕赛莲.膜分离技术在制药工业中的应用[J].生物技术世界，2013（10）：82.

[4]彭俊文，朱晓伟.膜分离技术在制药中的应用[J].中国实用医药，2017（06）：191-193.

作者简介：郭建勇（1981-），男，山东汶上人，大专，工程师，车间副主任，主要从事生物发酵液后处理生产管理，对发酵液中各物质的分离和环保处理有一定研究。