膜分離裝備系統
中藥提取使用的膜分離系統主要為無機陶瓷膜系統、中空纖維膜系統和有機卷式復合膜系統。在除雜方面,膜分離系統主要為無機陶瓷膜系統和有機卷式復合膜分離系統。
1.無機陶瓷膜系統
無機陶瓷膜是在大孔徑的支撐體表面涂覆上4-6um的致密的微孔膜層復合而成,獨特的膜層配方配以復雜嚴格的高溫燒結工藝,使得膜層的孔徑分布很窄,絕對精度很高,保證提取液中的各種雜質無法輕易透過膜層,對提取液中的大分子雜質去除率高。與有機高分子濾膜相比,由于高溫燒結的陶瓷膜為剛性多孔結構,且與酸堿接觸時呈惰性,避免了使用高分子濾膜時存在的膜孔易壓縮變形、清洗再生困難、清洗劑昂貴、膜片不耐磨損易損壞、可靠性不高、濃縮倍數不高、收率不高、使用壽命短和膜更換費用高等致命缺點,目前,其分離精度一般在20~1200nm之間,對于不同的分離要求可以選擇不同分離精度的陶瓷系統對
提取液進行除雜等(見圖1)。
陶瓷膜分離系統具有如下特點:
(1)分離精度高,透過液澄清透明,大大減輕后續處理難度。
(2)膜元件耐酸堿極佳,膜使用壽命長。
(3)膜元件強度高,耐磨性好。
(4)PLC上位機全自動化控制,操作簡單,極大降低勞動強度,易于清洗和維護。
(5)膜材料及輔助設備材料均為無污染材料,密封件選用硅膠或聚四氟乙烯,滿足藥廠生產需求。陶瓷膜系統對中藥提取液進行澄清除雜時,對其進料要求很低,僅需要過濾浸體液中的大渣即可。由于陶瓷膜系統分離精度均勻,其透過料液質量穩定。
2.中空纖維膜系統
中空纖維膜通常用于料液的復濾除雜處理,浸提液經過粗濾后,進一步過濾以提高有效部位含量,或對水醇沉法的清液進行復濾,提高有效部位的含量。但由于單位膜面積的產能低、膜面流速相對較低、耐污染能力比較弱等缺點,在一定程度上限制了該類系統中藥提取中的應用(見圖2)。
中空膜分離系統具有如下特點:
(1)分離精度高,通常分布在4000Dal~0.2滋m之間。
(2)可反沖洗操作,降低膜污染累積,實現過濾的連續性運行。
(3)膜系統低壓運行,裝機總功率小,運行能耗低。
(4)PLC上位機全自動化控制,操作簡單,極大降低勞動強度,易于清洗和維護。
3.有機卷式復合膜分離系統
有機卷式復合膜的應用主要集中在兩點:一是有機卷式超濾系統-對來料中的可溶性的物質進一步分離、純化;二是采用納濾或反滲透系統對液料進行濃縮、脫小分子雜質(比如無機鹽等)。有機卷式膜系統的
分離精度更高,主要對提取澄清液中可溶性的有機分子,比如對澄清液中蛋白、多糖等進一步分離,以提高料液的純度,便于后續工段的精制,該類系統的分離范圍限于分子級別。該系統分離類別為深度純化工段,其進料為提取經過前段的澄清之后的料液-真溶液狀態(見圖3)。
納濾或反滲透濃縮系統主要是去除來料中的水份,起預濃縮作用。該類系統相對傳統的濃縮系統而言,的優勢是運行很低,且在常溫下運行。卷式膜分離系統具有如下特點:
(1)分離精度高,涵蓋微濾至反滲透,膜芯品種豐富。
(2)可實現常溫或低溫密閉操作,避免有效成分活性的熱失活現象。
(3)PLC上位機全自動化控制,操作簡單,極大的降低勞動強度,易于清洗和維護。
(4)膜芯填裝密度高,設備制作緊湊,占地面積小。