汪子涵

摘 ? 要：技術(shù)的發(fā)展在極大程度上推動(dòng)了制藥工業(yè)水平的提高，膜分離技術(shù)在制藥工業(yè)中的廣泛應(yīng)用就是一個(gè)十分典型的例子。膜分離技術(shù)在提高適應(yīng)能力和降低能耗等方面有明顯的優(yōu)勢(shì)，作為一種效果很好的分離手段，在抗生素、氨基酸、維生素和半合成抗生素的生產(chǎn)中都發(fā)揮著十分重要的作用。本文將首先對(duì)膜分離技術(shù)的特點(diǎn)、原理等基本情況進(jìn)行闡述，隨后較為細(xì)致地對(duì)常見(jiàn)的膜分離技術(shù)進(jìn)行分析，最后探究膜分離技術(shù)在制藥工業(yè)中的具體應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：膜分離技術(shù) ?制藥工業(yè) ?應(yīng)用探究

中圖分類(lèi)號(hào)：TQ028.8 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1674-098X（2020）01（a）-0069-02

膜分離技術(shù)在制藥、生物、化工等諸多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用，對(duì)于制藥行業(yè)而言，分離和濃縮都是制藥過(guò)程中十分重要的環(huán)節(jié)，而這些環(huán)節(jié)都和膜分離技術(shù)有著十分緊密的聯(lián)系。此外，膜分離技術(shù)具備分離高效、操作簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)勢(shì)，因此必須加強(qiáng)對(duì)膜分離技術(shù)的認(rèn)識(shí)，充分發(fā)揮膜分離技術(shù)在制藥工業(yè)中的積極作用。

1 ?膜分離技術(shù)概述

1.1 膜分離技術(shù)概論

自20世紀(jì)初膜分離技術(shù)出現(xiàn)之后，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐、論證與發(fā)展，直到20世紀(jì)60年代才得到人們的普遍認(rèn)可和應(yīng)用。膜分離技術(shù)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)分離和濃縮，還能夠保證純度，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)在常溫環(huán)境下對(duì)物質(zhì)的分離，還能夠避免在分離的過(guò)程中發(fā)生化學(xué)變化，還具有較高的適應(yīng)性和較低的能耗等優(yōu)勢(shì)，這些條件都使得膜分離技術(shù)逐漸成為當(dāng)下主要的分離技術(shù)手段，在制藥、食品、化工等諸多領(lǐng)域都得到了廣泛的應(yīng)用。

1.2 膜分離技術(shù)的特點(diǎn)

這里對(duì)膜分離技術(shù)特點(diǎn)的分析主要是結(jié)合其在制藥工業(yè)中的具體表現(xiàn)歸納總結(jié)為以下4點(diǎn)：首先是簡(jiǎn)單的工藝流程，膜分離技術(shù)簡(jiǎn)化了制藥工業(yè)的工藝流程，提高了效率;其次是實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品質(zhì)量的保證，膜分離技術(shù)能夠保證藥品的純度，能夠確保藥物充分發(fā)揮其功效;第三點(diǎn)是低能耗，由于在使用膜分離技術(shù)進(jìn)行分離的過(guò)程中不會(huì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，因此環(huán)保性較高，也能夠避免出現(xiàn)污染和浪費(fèi);第四點(diǎn)是低運(yùn)行費(fèi)用，膜分離技術(shù)的操作和設(shè)備都較為簡(jiǎn)單，因此所需要的運(yùn)行成本較低。

1.3 膜分離技術(shù)的原理

使用膜分離技術(shù)進(jìn)行分離的基本原理較為簡(jiǎn)單，首先是在進(jìn)行過(guò)濾的過(guò)程中，使用泵對(duì)料液進(jìn)行加壓，使得料液保持一定的速度流過(guò)濾膜的表面，以大于或小于膜截留分子量為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)物質(zhì)分子進(jìn)行分離，大于部分的物質(zhì)分子將無(wú)法透過(guò)膜，而小于部分的物質(zhì)分子則能夠在透過(guò)膜之后形成透析液。因此膜系統(tǒng)有兩個(gè)出口，一個(gè)出口用于讓大于部分的物質(zhì)分子流回料罐，這個(gè)出口是回流出口，而另一個(gè)出口則是讓小于部分的物質(zhì)分子形成透析液。

衡量過(guò)濾速度的指標(biāo)主要是膜通量，即單位時(shí)間內(nèi)單位膜面積所流出的透析液的量。影響膜通量的因素是多方面的，主要有溫度、使料液流通的壓力、固含量、濃度、粘度等。

2 ?常見(jiàn)的膜分離技術(shù)類(lèi)型

2.1 微濾技術(shù)

由于不同微粒之間的孔徑是不相同的，因此微濾技術(shù)通過(guò)壓力差和膜孔實(shí)現(xiàn)對(duì)微粒的分離，并且將不溶物進(jìn)行濃縮。微濾技術(shù)目前已經(jīng)十分成熟，尤其是針對(duì)孔徑在0.1μm以上的微粒。該技術(shù)通常被用于水性懸濁液等液體物質(zhì)的分離之中，能夠高效地將細(xì)菌、膠團(tuán)、微粒等不溶物質(zhì)截除。

2.2 超濾技術(shù)

在原理上，超濾技術(shù)和微濾技術(shù)基本一致，不同的是超濾技術(shù)主要用于對(duì)0.02μm的微粒進(jìn)行分離，包括了高分子和病毒等，超濾技術(shù)主要被用在注射液的制備，口服液濃度提高等方面。

2.3 納濾技術(shù)

相比于微濾技術(shù)和超濾技術(shù)，納濾技術(shù)出現(xiàn)的時(shí)間較晚，納濾技術(shù)進(jìn)行分離的對(duì)象主要是大小在300～1000D之間的微粒。納濾技術(shù)的特性導(dǎo)致了其只能讓小分子有機(jī)物、溶劑和無(wú)機(jī)鹽通過(guò)，因此納濾技術(shù)通常被用于對(duì)藥物有效成分進(jìn)行純化分離。

2.4 滲透技術(shù)和反滲透技術(shù)

通常情況下，滲透技術(shù)和反滲透技術(shù)的孔膜直徑是不超過(guò)0.1nm的，通過(guò)化學(xué)勢(shì)和壓力差對(duì)溶液中的溶解鹽進(jìn)行脫留分離。滲透技術(shù)和反滲透技術(shù)一般被用于溶液的濃縮和純化分離。

3 ?膜分離技術(shù)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用

3.1 生物發(fā)酵制藥領(lǐng)域

維生素、氨基酸、抗生素等都是十分常見(jiàn)的通過(guò)生物發(fā)酵所制作的藥物，雖然生物發(fā)酵制藥在制藥工業(yè)中被廣泛使用，然而實(shí)際上這種制藥生產(chǎn)方式存在著明顯的缺陷。在進(jìn)行生物發(fā)酵制藥的過(guò)程中，發(fā)酵培養(yǎng)基所含的成分較為復(fù)雜，一方面分子之間差異較大，另一方面目標(biāo)產(chǎn)物和雜質(zhì)之間的差異又很小，因此在進(jìn)行提煉時(shí)的工作難度就較高。而通過(guò)膜分離技術(shù)，則能夠有效提高生物發(fā)酵制藥的效率。

首先是通過(guò)一級(jí)超濾和一級(jí)微濾對(duì)分子直徑較大的物質(zhì)進(jìn)行過(guò)濾，其次是通過(guò)二級(jí)超濾來(lái)對(duì)發(fā)酵液進(jìn)行更細(xì)致的過(guò)濾。通過(guò)兩級(jí)過(guò)濾之后能夠很大的提升發(fā)酵液目標(biāo)成分的濃度，最后對(duì)獲取到的透過(guò)液繼續(xù)進(jìn)行濃縮，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物的提煉。為了保證生物發(fā)酵制藥的效果，能夠獲得合格的高濃度藥物成分，在使用膜分離技術(shù)的過(guò)程中，還需要物理結(jié)晶、溶劑萃取等多種手段的配合。

3.2 中藥生產(chǎn)領(lǐng)域

中藥生產(chǎn)雖然一門(mén)古老而傳統(tǒng)的技藝，然而在新的技術(shù)水平之下，中藥的生產(chǎn)也與時(shí)俱進(jìn)，積極通過(guò)新的技術(shù)手段來(lái)提高中藥生產(chǎn)的質(zhì)量，而膜分離技術(shù)在中藥生產(chǎn)中也有十分良好的應(yīng)用效果。

受到中藥藥材來(lái)源、制藥工藝等多方面因素的影響，和西藥相比，中藥的化學(xué)成分十分復(fù)雜，中藥之中往往含有無(wú)機(jī)鹽、氨基酸、酚類(lèi)、酮類(lèi)等多種類(lèi)型的化合物，除此之外，中藥中還有種蛋白質(zhì)、淀粉、多糖、纖維素等。這些復(fù)雜的組成成分在一定程度上影響了中藥效果的發(fā)揮，在這種情況下，使用膜分離技術(shù)，在不破壞中藥中有效成分的基礎(chǔ)上，將中藥中的雜質(zhì)分離出去就顯得十分有必要。

首先是通過(guò)微濾技術(shù)可以減少中藥藥劑中的脂類(lèi)物質(zhì)，主要是使用膜孔徑在0.1～5μm的對(duì)稱(chēng)微孔膜來(lái)進(jìn)行分離操作，還能夠盡可能地將中藥藥液中的可溶性固形物予以保留，從而保證中藥的有效成分。

其次是超濾技術(shù)在中藥制藥中的應(yīng)用，和微濾技術(shù)不同，超濾技術(shù)主要是采取不對(duì)稱(chēng)膜來(lái)進(jìn)行提取，通常情況下膜孔徑小于0.1μm。和傳統(tǒng)的中藥提取方法相比，超濾技術(shù)在提取效率和純度方面都有明顯的優(yōu)勢(shì)。

3.3 應(yīng)用前景探究

雖然膜分離技術(shù)能夠顯著提高藥物有效成分的提取率，保證藥物的品質(zhì)，然而在應(yīng)用的過(guò)程中仍然有許多問(wèn)題亟待解決，其中最突出的就是膜的材料問(wèn)題。膜材料直接關(guān)系著膜的使用壽命和膜污染情況，膜污染通常來(lái)源于溶液中粒子和膠質(zhì)等物質(zhì)引起的膜孔徑堵塞沉淀。而膜使用壽命的不足會(huì)增加膜的消耗量，而膜污染會(huì)導(dǎo)致膜通量的下降，這些都會(huì)對(duì)制藥的質(zhì)量和效率產(chǎn)生負(fù)面影響。因此改進(jìn)膜材料就成為了提升膜分離技術(shù)在制藥生產(chǎn)中應(yīng)用效果的一個(gè)非常重要的課題。

4 ?結(jié)語(yǔ)

制藥工業(yè)和人民群眾的身體健康息息相關(guān)，必須積極采取更加先進(jìn)和更加科學(xué)的技術(shù)保證制藥工業(yè)的生產(chǎn)質(zhì)量和水平。膜分離技術(shù)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用具有十分重要的積極意義，它不僅具備操作簡(jiǎn)單、設(shè)備簡(jiǎn)單等諸多優(yōu)勢(shì)，還能夠做到對(duì)藥液中物質(zhì)的有效分離，保證藥物成分的純度，進(jìn)而保證藥物的效果。膜分離技術(shù)無(wú)論是在生物發(fā)酵制藥，還是在中醫(yī)制藥領(lǐng)域都能夠得到應(yīng)用。此外，為了進(jìn)一步膜分離技術(shù)的水平，必須積極進(jìn)行膜材料等內(nèi)容的研究，解決目前膜分離技術(shù)在制藥工業(yè)中存在的一些潛在問(wèn)題，最終推動(dòng)制藥行業(yè)的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 黃誠(chéng).膜分離技術(shù)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2018（8）：62-63.

[2] 劉家峰 李超.膜分離技術(shù)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用[J].化工管理，2016（26）.

[3] 林旭杰.膜分離技術(shù)在制藥中的應(yīng)用探索[J].低碳世界，2017（35）：343-344.

[4] 韓凡凡.膜分離技術(shù)在制藥工業(yè)中的應(yīng)用[J].工業(yè)C，2015（50）：163.