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前 言
随着科学技术的不断发展，超滤技术已越来越多地在科研、生产中出现。在众多的固液分离中具有选择透过性能的膜过滤－超滤已经走在世界尖端技术的前列。它已经广泛的应用于大多数工业生产中。而且被认为将在21世纪的工业技术改造中起战略作用，是21世纪最有发展的高新技术之一。
青霉素是目前世界上产量最大，应用最为普遍的一种抗生素。发酵液过滤方式的选择一直在更新换代。更新的主要目的就是：1、减少过滤后滤液中残留发酵液的副产物和一些可溶性蛋白质；2、提高青霉素精制工段的收率及质量。
2002年4月份，我公司进行重大改革——投用新菌种。随着新菌种的改变，发酵单位直线上升，但是菌丝变得非常细小，造成转鼓过滤速度慢，既影响进度又影响收率、质量。为此，公司在6月份再次改革，使用先进的过滤方式－超滤。由于超滤应用在青霉素发酵提取过程在全国及至全世界是个新的领域，岗位对此种过滤方式也知知很少，提高过滤收率成了现阶段的重要工作。
一、实验方法
青霉素是一种热敏性物质，其水溶液遇酸碱和升温时，青霉素活性单位会降解，因此，在青霉素过滤时，一般是在15度以下快速完成，处理时间的延长，也会引起青霉素降解。
为提高过滤岗位的收率，我们采用快、冷、稳、消的原则。主要是在快速过滤、冷却过滤、定期消毒这三个方面做了大量的工作。具体方法如下：
1、快速过滤
A、改变发酵液交接，提高过滤速度
B、加强联系，杜绝岗位存料现象，避免进度影响过滤速度
C、改变膜的型号，提高过滤速度
2、冷却过滤
A、接料过程中用100M2冷凝器冷却发酵液
B、酸化缶夹套冷却发酵液
C、酸化缶中料液循环冷却
D、补加稀释水的冷却
E、滤液缶夹套冷却滤液。
F、在输料泵和循环泵之间加冷却系统。
3、定期消毒
在每批料液中按料液体积的千分之五的比例加入甲醛。另外，在每个月排进度的同时，对放罐批次进行了调整，保证每个月蒸汽消毒一次。
二、讨论与结果
1、原发酵液交接方式：停空气搅拌，向缶中加玉米油3L，停机械搅拌，静止十分钟，职工看体积，确认体积后，开搅拌并通知过滤打料。
缺点：交接时间过长，为20－30分钟，由于在看体积时发酵液停止空气及机械搅拌，菌丝会出现由于缺氧而自溶现象，影响过滤速度和降解青霉素单位。
新交接方式：职工在微机上读数，体积确认后，过滤打料。
优点：交接时间很短，为1－2分钟，不存在停车造成的菌丝自溶现象，不影响过滤速度和降解青霉素单位。
结论：新的交接方式可以提高过滤速度和减少过程中青霉素单位的损失。
A.加强联系，杜绝岗位存料现象，避免进度影响过滤速度。
由于岗位及后工序生产能力的问题，若岗位协调不好进度，积压料液会经常出现。料液存放时间越长，由A可知，青霉素损失就越大，为了避免这种情况出现，岗位上采取了灵活的放缶计划。即只要过滤岗位有空缶即可联系放缶，否则，可在原放缶计划的基础上稍做变动，协调成料液放过来就可以过滤。这样就彻底改变了以前那种严格按计划放缶的死进度。
优点：计划放缶改为随进度放缶
小结：随进度放缶避免了由于存放料液而降解青霉素单位，造成收率损失。
B.改变膜的型号，提高过滤速度。
岗位上把5万单位的膜改为10万单位的膜。
小结：加快过滤速度，减少过程损失。
2、冷却过滤
青霉素是一种热敏性物质，在过滤过程中尽可能降低温度来减少由于热损带来的青霉素降解。为了降低料液温度，岗位上采用了多个冷却系统：
A、接料过程中用100M2冷凝器冷却发酵液
B、酸化缶夹套冷却发酵液
C、酸化缶中料液循环冷却发酵液
D、补一次水进行冷却
E、滤液缶夹套冷却滤液
F、在输料泵和循环泵之间加冷却系统
以上为发酵液和滤液冷却，即为过滤的起点和终点的冷却，只有f是过滤过程降温。在冷却过滤中，岗位上一直存在着一个错误认识：只保证了发酵液和滤液的温度，没有重视过滤过程中的温度变化，而这一部分明显也对收率是个非常大的影响。为了对过滤过程中温度有一个准确的认识，我们测定了以下数据：
由以上数据可知，过滤过程中，料液通过泵体温度为15.4度，而此时的温度为青霉素降解的温度，为了减小这部分损失，岗位进行改造，在输料泵出口加冷凝器一组，如下图所示：
改造后，我们再次测了一组数据：
改造后，温度基本控制在12.8度，在这个温度下青霉素基本不会降解。
结论：加强过滤过程的冷却，减少过滤过程中青霉素降解。
3、定期消毒
由二条可知，生产进度非常紧张，定期消毒不能按时进行。为了确保系统的无菌情况良好，岗位在每批料液中按料液体积的千分之五的比例加入甲醛。另外，在每个月排进度的同时，对放罐批次进行了调整，保证每个月蒸汽消毒一次。在每次蒸汽消毒后，岗位收率稳定了许多。
结果
通过以上三个方面的努力，我岗位收率有所提高。前6－8月平均收率为78％，9－12月份收率见下表：
我岗位收率提高了3.86％。在过滤中的快速过滤、冷却过滤、定期消毒这三个部分都很重要，每一部分都对收率影响很大，它们在过滤中是不可分离的。
展望
在众多的分离技术中，超滤技术正处于发展上升阶段，无论是理论还是应用都有很多工作需要做。我们应该看到，超滤技术作为20世纪有代表性的高科技产品，技术含量高、加工精度高、生产条件严。如果对此先进的工艺技术没有一个深刻的了解，我们是很难在今后剧烈竞争中站住脚的。尤其是现在的收率距当今先进的水平差距还很大。为了尽快改变以上状况，我们应该努力抓好以下几方面的工作。
⑴尽快在生产中形成一套完整的、高水平的超滤过滤体系。
⑵组织力量攻关，加强创新研究。
⑶加强学术交流，成立车间超液研究小组。
超滤技术应用潜力巨大，前景诱人，但任务仍然十分艰巨。(□文/梁关军 姚俊省)
主要参考资料
1．高以煊、叶凌碧，膜分离技术基础。北京，科学出版社，1989
2．王学松，膜分离技术及其应用。北京，科学出版社，1994 |
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