双向流膜分离技术用于维生素B2纯化的研究

双向流膜分离技术用于维生素B2纯化的研究

张军耀1夏敬云2

（1新昌县大众化工有限公司浙江绍兴312500）

（2浙江来益生物技术有限公司浙江嵊州312400）

【摘要】随着现代技术的不断提升，对于维生素B2的纯化技术得到了广泛的研究，其中主要利用聚偏氟乙烯中空纤维的双向流膜的分离技术，充分的应用到了维生素B2的提取纯化过程当中，因此需要对其双向流膜的分离技术进行做出全面的了解，最终实现对其技术的不断研究。在本文当中首先对双向流膜分离原理进行了概述；其次在实验的基础上对双向流膜分离技术在维生素B2的纯化技术当中的应用做出了研究和分析。

【关键词】双向流膜；分离技术；维生素B2；纯化技术

【中图分类号】R965【文献标识码】A【文章编号】2095-1752（2017）30-0357-02

1.双向流膜分离原理

双向流膜的分离技术，属于一种新型的技术，在对流膜进行分离的过程当中，随着过滤的不断进行，在膜表面会存在被截留物质所形成的沉淀物质，从而久而久之形成污染现象，随着不断过滤在不断进行，过滤当中的压力就会变得越来越大，其中的过滤速度就会在一定程度上加快，从而对膜自身所造成的污染也会越来越严重，相反的压力相对较低的膜在污染方面则会变得相对较轻。因此在双向流膜进行过滤操作的第一阶段当中，原液就会从膜的组件的下部进行流入到其中，在经过过滤之后就会进行回流操作，其中产生的浓缩液就会从上部分当中进行流出，在这种情况下进液口的压力处于相对较高的状态当中，膜的下半段就会由于过滤的速度相对较快而产生相对较大的污染现象。其中所产生的回流当中的浓缩液出口当中的压力也是相对较低，并且膜当中的上半段所产生的污染也是相对较轻。在经过了一段时间的过滤之后，就会进入到第二阶段当中，也就是阀门的切换，这个时候的原液就会从污染相对较轻的上部分进入，其中上端的压力是响度较高的，由于上半段的过滤现象比较多，因此下端的压力是相对较低的，因此在浓缩液的回流过程当中，会迅速的通过，在经过污染相对严重的下半段的时候由于冲刷的现象，就会造成污染物的脱落现象，最终保持膜的性能处于正常的状态当中，最终在长期内保持相对较高的过滤效率。

2.双向流膜分离技术在维生素B2提取当中的具体应用

2.1实验原料

在本文当中，采用某公司生产制造的发酵液进行研究，发酵液呈现出淡黄色的状态，其中的质量浓度大约在每毫升9000ug的状态当中，在原液当中含有大量的多糖、蛋白、发酵菌体以及胶体等各项物质，在本文当中需要充分的利用双向流膜分离技术进行维生素B2的提纯。

2.2实验结果

在上文当中，对中空纤维膜的双向流膜分离技术进行了分析，在本文当中根据其与原理和工艺对维生素B2生物的发酵液进行了纯化处理。其中维生素B2的原料液当中pH值在125左右，其中温度保持在30°的范围之内，在进行分离提纯的过程当中，利用中空纤维膜的孔径为0.1的纤维膜进行提纯，从而保证了核黄素可以最大限度的透过中空纤维膜，从而提高工业收率。在经过过渡之后可以加入相同体积的碱液，进行加入碱液的时候需要保持在过滤速率处于15L/h的时候进行加入，经过实验结果所得出的实验结果，其中在日期分别为216、301、303、305、306进行测量的情况下，其原液量分别为70、65、69、73、77，过滤时间分别为293、286、298、295、343，平均速率分别为41.0、38.5、39.6、42.7、39.1，其中质量的浓度可以分为原液的浓度和浓缩液的浓度两个方面进行分析，在原液的浓度当中，分别为8963、9311、9267、8879和8997，浓缩液的浓度分别为1402、1479、1424、1398和1449。从实验结果当中可以看出利用中空纤维膜双向流膜技术对维生素B2进行提纯的过程当中，平均过滤的速率未40L/h，和苏氨酸发酵液进行提纯的时候所产生的平均速率是相对较低的，造成此种现象的主要原因是维生素B2的原料液当中的高粘度以及其中的碱性环境的不同所产生的制约影响作用。并且对过滤前后的维生素B2的含量进行对比的情况下，可以看出在浓缩液当中的维生素B2的质量浓度在低于1500的时候，是处于符合工业生产的需求和要求的。

在原料液的温度对双向流膜分离技术过滤系统造成的影响当中，需要对其环境进行做出科学的研究，如果处于碱性环境当中的话，温度在超过38摄氏度的时候，对于维生素B2的稳定性就会造成相当不利的影响，在因此在进行提取的过程当中需要控制在38摄氏度的范围之内。

随着温度的不断提升，过滤的速率也处于不断上升的状态当中，两者呈现出线性的关系进行体现。由此可见，在进行温度对于膜过滤产生的影响研究的时候，都需要对流体当中的粘度进行分析，如果温度相对较高可以对流体的粘度进行不断的降低，从而提升其膜的过滤速率。

在对跨膜压力差异对双向流膜过滤系统造成的影响进行分析的时候，由于膜过滤进行运行的过程当中主要是产生的压差来作为主要的推动力，利用膜自身所具备得筛分作用进行分离，在因此在莫装置当中的进口压力对于双向流膜的分离技术工艺所产生的影响是相对较大，其中发酵液的温度为38摄氏度。

如果处于低压区当中，在膜的两侧当中所产生的压力和膜过滤的速率也呈现出线性的不关系状态，如果其中的压差越大，其中的过滤速率也就会越大。与此同时，在运行的过程当中还要对其中空纤维膜的污染进行清洗，在发酵液当中含有大量的多糖、大分子蛋白以及菌体等其他的杂质，因此很容易造成膜的污染现象。一般情况下，在使用的过程当中会造成菌体以及微量胶体对新膜的膜孔造成堵塞的现象，因此造成了膜的污染现象。在实验当中，中控纤维膜的水通过量如果恢复率可以达到100%的话，就可以保证膜能够稳定的作用于维生素B2的发酵液纯化提取过程当中。

3.结语

综上所述，在利用双向流膜技术进行维生素B2的提取和纯化过程当中，可以充分的实现菌体的有效隔离，其中的蛋白质和多糖等相关的物质的去除率远远高于传统的过滤工艺，并且在成本资源的消耗方面也是相对较低的。在今后的研究过程当中，可以充分的利用其原理技术，不断的对其分离技术的应用领域进行拓宽。

【参考文献】

[1]王海涛,吕晓龙,郭振友等.中空纤维膜双向流(TWF)分离技术的研究[J].膜科学与技术,2007,27(1):55-58.

[2]赵宸煜,王海涛,郭振友等.双向流膜分离技术用于维生素B2纯化的研究[J].天津工业大学学报,2007,26(4):16-18.