Ultra-flo超滤技术
2007-09-02 15:50:02   来源：本站原创   评论：0 点击：

技术简介

    在发酵行业中，由于传统分离工艺技术条件的限制，预处理中常有5~15%的产品损失，大量的可溶性蛋白、大分子杂质被带入到下游工序，增加了后提取工艺的环节和负荷，影响产品质量及生产收率。
    Suntar为中国客户带来的Ultra-flo超滤分离技术彻底突破这一技术瓶颈。

超滤清液进入连续式树脂提取获取更高收率

应用领域

抗生素（青霉素、头孢菌素、红霉素等、硫酸粘杆菌素、赤酶素）

维生素（维生素C、维生素B2、B12等）

氨基酸（赖氨酸、L-苯丙氨酸、颉氨酸、异亮氨酸、谷氨酸等）

有机酸（乳酸、柠檬酸、衣康酸、多元酸等）

酶制剂（各种酶浓缩提纯）

生物农药（宁南霉素、多抗霉素、春雷霉素等）

酶反应（丙烯酰胺、对羟基苯苷胺酸等）

其他发酵过程、高黏度、高含固量料液分离

优点：

超乎寻常的膜通量，且维持恒定

适合处理高粘度、高含固量料液

浓缩倍数极高，可使浓缩液呈糊状

消除浓差极化，不易堵塞，易清洗

系统内设备可独立运行或停机

不同膜片之间相互独立，可单独更换，降低换膜成本

系统可逐级拓展，中试结果完全适用于生产规模

标准化设计，全自动控制，系统运行稳定

与无机膜系统的区别

过滤级别

功率消耗差别

对于染菌发酵罐的处理性能

清洗恢复性能

耐温及耐pH范围

膜使用寿命与换膜成本

部分膜异常损坏的处理

过滤级别

Ultra-flo超滤系统：

超滤膜，分子量为2,000——200,000，可根据料液性质选择不同分子量的膜。可同时截留菌丝体和可溶性蛋白。

陶瓷膜与金属膜：

属于微滤膜，不以分子量计，而是以微米计，孔径在0.1-0.5um之间，用于截留菌丝体和悬浮固体，不能截留可溶性蛋白和大分子有机物。也因为这种不能截留蛋白的特性，陶瓷膜通常适用于纯生啤酒的过滤。

功率消耗差别

从下表的计算方式可以看出，从实际运行时的功率消耗比较，金属膜系统是Ultra-flo超滤系统的3.2倍 ：

对于染菌发酵罐的处理性能

料液染菌后，由于菌丝体将很快发生自溶，将使料液中的蛋白含量大幅增加，料液粘度增大，因此在过滤时，容易在膜表面形成一层保护层，导致浓差极化现象，浓差极化现场将导致过滤速度大幅下降，严重时，根本无法滤出。

金属膜系统和陶瓷膜系统的过滤料液流动形式为表面恒流，因此系统不可能克服由于料液粘度加大而形成的浓差极化层。所以会面临无法过滤严重染菌料液的问题。

Ultra-flo超滤系统，由于系统内料液的流动形式为紊流（非恒流）过滤，料液在系统组件内部构成湍流，因此可充分克服浓差极化现象，因此对于染菌料液的过滤不受影响

清洗恢复性能

Ultra-flo超滤系统采用清洗剂清洗膜，由于膜是有机膜，在清洗时通过改变pH和温度，膜孔会发生扩张，因此被堵塞在膜孔上和基材上的污染物可以完全清除，膜通量可以完全恢复。每台设备的年清洗成本约12500元。

陶瓷膜和金属膜膜材质都为同样的无机材料，膜支撑层分别为陶瓷或不锈钢材料粉末烧结材料，膜层和支撑层均不能通过改变pH和温度来疏松膜孔，堵塞在膜孔上的污染物无法透过膜孔而排出，因此需采用强酸或强碱溶解或破坏污染物的方法来达到清洗的目的。但是由于很多蛋白质和大分子有机物会透过膜层后被夹在厚达1.5mm-3mm的烧结支撑层的多孔体内，而这些物质无法通过强酸或强碱完全溶解，因此会被慢慢累积，导致通量逐渐下降，而过滤阻力逐步加大，直至失去过滤性能。从陶瓷膜的使用情况来看，也是在这种原因导致膜的使用寿命到期。

耐温及耐pH范围

Ultra-flo超滤系统耐温范围为0-70C，耐pH范围为1-13，在这两个方面均不如无机膜系统的性能。
陶瓷膜耐温范围为0-110C（取决于密封件），耐pH范围为0-14，可以直接耐受强酸碱腐蚀（取决于管路系统材质和密封材料），各方面性能最优秀。
金属膜耐温范围为0-180C，耐pH范围为1-14，可以直接耐受强碱腐蚀，但由于不锈钢材料的特性，不能耐受强酸，尤其对于料液中的含硅消泡剂及卤盐类物质。

膜使用寿命与换膜成本

     Ultra-flo超滤系统平均使用年限10个月-1年，膜使用到期的原因为经反复使用和清洗后，膜表面磨损，膜表面活性层的脱落等。
      一次更换膜片成本占设备投资的8%。平均年换膜成本为设备投资的9.6%。
陶瓷膜系统平均使用年限2-3年，膜使用到期的原因为膜表面磨损，膜涂层的脱落，支撑层污染堵塞后无法清洗去除等。
膜管成本占设备投资的30-35%，平均年换膜成本为设备投资的15-20%。
金属膜系统预计使用年限3-4年（目前在中国实际工程使用年限较短，无案例可参考），膜使用到期的原因为膜表面磨损，膜涂层的脱落，支撑层污染堵塞后无法清洗去除等。
膜管成本占设备投资的60%，平均年换膜成本为设备投资的15-20%。

部分膜异常损坏的处理

      Ultra-flo超滤系统无须检测，直接可以发现，并随机处理，无须系统停机。单片更换成本非常低。
陶瓷膜系统发现中途漏料需停机检查，并需要逐根检查测试，但检查出损坏膜管后可以单根更换。
金属膜系统发现中途漏料需停机检查，并需要逐根检查测试，但若是膜层脱落导致的损坏，则无法检测出来；若是机械断裂破损，则可以检测出来，检查出损坏膜管后不能单支更换，只能采用整支膜管堵塞的方法，减少膜面积来解决。