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2001年10月底,由徐南平領(lǐng)導的南京工業(yè)大學膜科學技術(shù)研究所啟動了“面向中藥制備過程的陶瓷膜材料的設(shè)計與過程集成的研究”的“863”計劃課題。該項目以中藥生產(chǎn)過程為技術(shù)開發(fā)實施對象,用陶瓷膜過濾過程取代傳統(tǒng)的醇沉工藝,建成每年5000噸中藥提取液的陶瓷膜中藥制備新工藝和配套工業(yè)裝備,將陶瓷膜這一新材料用于中藥制備的技術(shù)改造,推動行業(yè)科技進步和提高綜合效益。 和技術(shù)的突破同樣令人振奮的是,南京工業(yè)大學開發(fā)的陶瓷膜技術(shù)正在大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。陶瓷膜技術(shù)帶動了一個產(chǎn)業(yè),不僅產(chǎn)生了顯著的社會效益和經(jīng)濟效益,還培養(yǎng)出了一批陶瓷膜研發(fā)、工程技術(shù)和管理人才,在中國形成了陶瓷膜的新產(chǎn)業(yè)。
未來陶瓷膜領(lǐng)域的發(fā)展趨勢將集中在以下方面:
進一步提高陶瓷膜材料的分離精度及其分離穩(wěn)定性,使其在液體分離領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)納濾級別的連續(xù)運行,在氣體分離領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)多組分氣體的分離
研制具有大孔徑及高孔隙率的耐高溫陶瓷分離膜材料,使其在資源的利用及環(huán)境保護等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)高溫氣固分離過程的長期穩(wěn)定運行
實現(xiàn)陶瓷膜表面性質(zhì)的調(diào)控,通過改變其表面親疏水性及荷電性、生物兼容性等以拓展陶瓷膜的應(yīng)用領(lǐng)域;
實現(xiàn)陶瓷膜的低成本化生產(chǎn),結(jié)合構(gòu)建面向應(yīng)用過程的膜材料設(shè)計與制備方法,解決陶瓷膜推廣應(yīng)用的瓶頸問題;
研制耐強酸強堿等苛刻體系的膜材料,提高膜材料分離性能的穩(wěn)定性,拓展其在過程工業(yè)的應(yīng)用范圍。
蛋白和酶的純化濃縮
超濾已成為蛋白和酶等純化和濃縮的過程。超濾濃縮的優(yōu)點是無相變,一般不需加熱,工序簡化,適用pH范圍寬和防止失活等,很適于熱敏性物質(zhì)的分離濃縮。通常是預(yù)處理的粗制品經(jīng)超濾,使一些低分子物和鹽透過膜,使酶和蛋白獲得濃縮和精制。選用不同截留分子量的膜,不同的膜材質(zhì)和工藝可實現(xiàn)不同酶和蛋白的純化濃縮。
陶瓷膜作為一種新型的分離技術(shù)以其獨特的分離優(yōu)勢,廣泛應(yīng)用于發(fā)酵液的過濾處理,去除發(fā)酵液中的菌絲體、代謝產(chǎn)物、細菌碎片等大分子物質(zhì),其工藝具有以下特點和優(yōu)勢:分離精度高,透過液澄清透明,大大減輕后續(xù)提取精制工藝的成本和負荷。有效防止產(chǎn)物變性失活,提高了目標產(chǎn)物的收率。無需額外助慮劑,同時從發(fā)酵液中回收的蛋白還可回收作為飼或肥料料。廢水排放量及COD 顯著降低,促進實現(xiàn)清潔生產(chǎn)。操作簡單可靠,大幅降低勞動強度。