过滤技术的发展:纳滤技术
纳滤技术是近年发展起来的一种新型的压力驱动膜分离过程,介于反渗透与超滤之间的一种膜分离技术,由于其操作压力较低,对一、二价离子有不同选择性,对小分子有机物有较高的截留性,且具有设备投资低、耗能低的优点。另外,该分离过程无任何化学反应,无需加热,无相转变,不破坏生物活性,适用于分子量1000以下的物质,而绝大部分药物的分子量都在这个范围内,且纳滤技术节能、环境友好,因而越来越多地被用到制药工业等各种分离、精制和浓缩过程中。
就重庆秉誉目前对于我国中药制剂领域中观察来看:银杏叶提取物中的大孔树脂洗脱液进行了纳滤浓缩的研究,脱除其中的溶剂,目的是采用纳滤技术脱除银杏叶提取物生产过程中大孔树脂洗脱液中的大部分溶剂,以取代原有的真空低温三效蒸发工艺,最终达到节能降耗,提高产品活性的目的。 根据操作条件对分离性能的影响,确定了适宜的操作条件,再进行了工厂现场的试验。
结果表明,纳滤膜技术可以有效地脱除大孔树脂中的溶剂,经过初步估算,采用该技术比原有的工艺节能 90%左右,降低成本 70%左右。
具体节约能耗估算如下:
按原工艺中每天处理树脂洗脱液 8m3,经三效蒸发器后浓缩为 0.8 m3 。该工段每天消耗的蒸汽量约为5300kg,其汽化热为 2258.4kJ/kg;维持该真空蒸发的真空泵 1 台,其电机功率为 5.5kW,每天 12 小时工作。该过程的总能耗为: 2258.4×5300×5.5×12×3600=1220712kJ/天。 改用纳滤替代三效真空蒸发后,产量不变,每天仍投入料液 8 m 3 ,其中 7.2m 3 的液体由纳滤进行分离。采用有效膜面积为 100 平米的膜组件,每天操作时间为 8 小时,完全可以完成任务。维持纳滤过程的泵的电机的功率为 5kW;将料液从室温加热到40℃左右的能耗为445786kJ,约需耗蒸汽 197kg。该过程的能耗为。40×3600+589786kJ/天,通过比较可知,使用纳滤浓缩技术代替原有的三效真空蒸发系统可节能 95%左右。
在工业生产中,为了制备产品和回收溶剂,脱除溶液中的溶剂是必不可少的一个重要工序。传统的脱除溶剂工艺如蒸发、干燥等技术,虽然能有效的去除大量的溶剂,但仍存在一些问题,尤其是能耗较高,污染严重,易破坏有效成分的活性等问题。纳滤技术在该领域有望解决这些问题。
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