Aplicación de la tecnología de separación de membrana en antibióticos

Los antibióticos, también conocidos como antibióticos, son sustancias químicas producidas o sintetizadas por microorganismos (incluidas bacterias, hongos, etc.) o animales y plantas superiores en el proceso de la vida, que pueden inhibir o matar algunos patógenos.

Los antibióticos generalmente se pueden dividir en 5 categorías: antibióticos β-lactámicos (como penicilina), antibióticos aminoglucósidos (como estreptomicina), antibióticos macrólidos (como eritromicina, espiramicina), antibióticos éster de tetraciclina (como tetraciclina) y antibióticos peptídicos (Como la vancomicina) El nacimiento y el desarrollo de antibióticos han desempeñado un papel muy importante en la promoción de la salud humana. El rendimiento más obvio es que ha aumentado la vida útil de los seres humanos Antes del advenimiento de los antibióticos, los humanos no tenían muchas infecciones bacterianas. Una vez que eran conscientes de tales enfermedades, solo podían esperar la muerte.

Desde la aparición de los antibióticos hasta ahora solo 60 años, muchas enfermedades infecciosas no aparecerán a gran escala, y la esperanza de vida promedio de los humanos ha aumentado en al menos 10 años. El papel positivo de los antibióticos también se refleja en el diagnóstico y tratamiento de algunas nuevas enfermedades infecciosas repentinas.

Sin antibióticos, la neumonía atípica, la influenza H1N1 y otras enfermedades que han surgido en los últimos años harán que las personas paguen una muerte inimaginable a gran escala. El proceso de producción de antibióticos se puede dividir aproximadamente en cuatro procesos: fermentación, filtración, concentración y cristalización. Los métodos tradicionales de filtración incluyen principalmente: método de adsorción, método de extracción con solvente, Método de intercambio iónico y método de precipitación Aunque estos métodos tienen sus propias características, a menudo tienen procesos complicados, altos costos de mano de obra, mucho tiempo, alto consumo de energía y contaminación grave.

Para mejorar la calidad del producto, reducir los costos, aumentar el rendimiento y acortar el tiempo de procesamiento, los procesos y métodos de postratamiento existentes deben estudiarse y mejorarse más.

Además, con el rápido desarrollo de la biotecnología, continúan surgiendo nuevos productos y se han obtenido diversas sustancias con estructuras complejas que no estaban disponibles en el pasado. Los requisitos de pureza de los nuevos productos se han aumentado correspondientemente, lo que plantea nuevos requisitos para el proceso de posprocesamiento.

Como nuevo tipo de tecnología de la separación, tecnología de la membrana se ha aplicado en el proceso del poste-tratamiento de una variedad de productos de la fermentación debido a su ningún cambio de fase, ninguna contaminación secundaria, operación conveniente, estructura compacta, coste de mantenimiento bajo, automatización fácil, rápido y eficiente. El uso de la tecnología de tratamiento de membrana no solo elimina más impurezas, sino que también simplifica el proceso de producción, evita el consumo y el residuo de solventes orgánicos, reduce los costos de inversión y los costos operativos, mejora el rendimiento del producto y realiza una fabricación de antibióticos verde, respetuosa con el medio ambiente y que ahorra energía.

El proceso de producción de antibióticos convencionales se muestra en la Figura 1. La tecnología de membrana se puede utilizar principalmente para la clarificación del caldo de fermentación antibiótico, desalinización, decoloración y concentración de productos, así como para la descarga o reutilización de aguas residuales de producción. En la actualidad, JIUWU HI-TECH ha promovido la aplicación de la tecnología de membrana en cefalosporina, sulfato de colistina, Streptomyces sulfato, eritromicina, vancomicina, aureomicina, ácido clavulánico, anfotericina, lincomicina, espectinomicina, bleomicina, doramectina y otros antibióticos.


CASO 1 Aclaración de lincomicina mediante tecnología de membrana cerámica
Lincomicina es un antibiótico alcalino contra bacterias Gram-positivas.
En la actualidad, el proceso de extracción industrial tradicional es generalmente: después de pretratar el caldo de fermentación, el producto se obtiene por extracción con solvente, lo que causa problemas como la contaminación ambiental y el bajo rendimiento debido al alto consumo de solvente orgánico y al bajo coeficiente de partición de extracción.
Se puede formar un proceso de producción de lincomicina verde y eficiente reemplazando el proceso de extracción tradicional con filtración de membrana cerámica y adsorción de resina.
En comparación con el método de extracción tradicional, el proceso de membrana cerámica tiene las ventajas de una operación simple, totalmente automatizada, reduciendo en gran medida el costo de mano de obra y el costo de producción en un 23%; el proceso de membrana cerámica también puede eliminar efectivamente la proteína y grandes cantidades de impurezas en el caldo de fermentación de lincomicina, y la pureza se incrementa en aproximadamente un 20%, El rendimiento total de lincomicina es superior al 97%. Además, la descarga de aguas residuales de alta concentración se reduce en un 50%, cumpliendo con los requisitos de producción limpia.

CASO 2 Concentración de antibióticos mediante tecnología de membrana de nanofiltración
La mayoría de los antibióticos siguen siendo sensibles al calor. El enriquecimiento de los productos por evaporación del disolvente a través de la transformación de fase térmica conducirá a una gran pérdida y alto costo. El costo de enriquecer los productos por congelación será mayor, lo que afectará directamente el costo de la separación y purificación de antibióticos. Los productos objetivo son atrapados por el tamaño del tamaño de poro de la membrana de nanofiltración, el agua y otras moléculas pequeñas se concentran. Como un proceso físico simple, tiene las características de proceso simple, bajo consumo de energía, baja tasa de pérdida de producto y alto nivel de automatización. Por un lado, se mejora la potencia de los antibióticos y, por otro lado, el efluente de la nanofiltración es relativamente limpio, Que puede reutilizarse en otros enlaces del proceso de separación y purificación para lograr un enriquecimiento eficiente de los productos y un uso eficiente de los disolventes.
JIUWU HI-TECH adoptó la tecnología de nanofiltración para aumentar la potencia antibiótica a más de 20.000 U para una solución desorbida de resina antibiótica de 500m3/h en Xinjiang. La potencia permeada de la tecnología de nanofiltración fue cercana a 0 y la conductividad fue baja, lo que podría ser reutilizado por membrana cerámica o proceso de membrana orgánica. En comparación con el proceso tradicional, el rendimiento de antibióticos en la etapa de enriquecimiento de antibióticos se incrementó en un 4%. Además, el costo también se reduce de 5 a 10 veces (diferentes precios de vapor conducen a diferentes costos operativos), los objetivos dobles de ahorro de energía y extracción eficiente de productos se logran realmente.