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摘要：生物发酵制药工业，通过微生物培养出了新的产物，应用到医疗事业中。发酵制药的过程中，经常会出现初级代谢产物、次级代谢产物等，落实膜技术的应用，为生物发酵制药工业，提供完善、清洁的环境，保障生物发酵制药的可靠性、绿色化，进而体现出膜技术在生物发酵制药工业中的实践价值和应用优势。
关键词：生物发酵；制药工业；膜技术分析
1导言
分离膜的开发与应用已对人类的社会生活和生产活动产生了重大影响，有力地推动了社会经济的发展.在反渗透、纳滤、超滤、微滤、电渗析等膜技术已取得工业应用重大效益的基础上，将膜技术引入生物发酵制药工业，进行发酵液或生物活性物质浓缩、分离以及排放液中药物的回收、纯化，改造传统生产工艺，获取重大的经济效益和环境效益，是当今医药科技发展的一个明显特点.
2膜技术应用的必要性
2.1膜技术在制药工业中应用成为创新项目
在制药工业的生产线装备新型的膜分离装置，不仅在工业发达国家，而且在一些发展中国家，都是在数10年前就已出现的事情.大量地采用膜分离技术改造药物生产工艺，开发制药新工艺，是当今制药工业技术创新的一大潮流.我国的制药工业是国家的一大支柱产业.我国政府的有关科技项目、基础研究项目都把膜技术在制药工业中应用列为重点资助项目之一.近年来，国家科技部、财政部设立的中小企业创新资金项目中，支持生物医药创新项目300多项，拨付无偿资助、贷款贴息2.35亿元[1].据不完全统计，两年来，已获得国家和省创新资金支持的制药工业中膜技术应用项目约5项.
2.2抗生素生产工艺分析
抗生素药物可经生物发酵法或经化学合成法生产.生物发酵法是我国抗生素药物生产的一大主流技术.溶媒抽提或加热浓缩法是发酵液中药物提取的传统技术.图1显示了螺旋霉素（SPM）的生产工艺.从图1可见，从生物发酵的发酵液到产品，有机溶媒、碱、酸溶液反复使用，耗量大，工艺流程长，生产过程还需要进行溶媒的回收处理和废水、母液的排放处理.
3膜技术在生物发酵制药工业中的应用
生物发酵制药工业中，常见的产物有：黄霉素、恩拉菌素、那西肽、泰妙菌素等，整个发酵的过程，可以分为好养与厌氧两个部分，整个制药过程中，涉及到微生物转化、微生物代谢、微生物酶发酵以及微生物菌体发酵等。生物发酵制药的过程中，积极采用膜技术，规范制药的流程，例举几点典型的应用，如下：
3.1分离
生物发酵制药工业中，发酵培养基中的成分种类非常多，发酵期间，微生物会表达出大量的产物，各类产物的差异明显，导致发酵的过程中，混入了杂质，无法保障目标产物的规范性，直接增加了生物发酵制药的分离难度，进而降低了目标产物的有效性。针对此类问题，提出膜技术的应用，膜技术在生物发酵制药的过程中，提供了过滤的作用，采用一级微滤，或者选择一级超滤的方法，过滤掉混合在目标产物中的杂质分子。膜技术过滤后，就要再次实行二级超滤，过滤期间，不断的加入定量的水，构成透滤的环境，经过滤后，提高目标成分的在发酵液中的浓度。生物发酵制药过程中，膜技术经过了多次分离，在初级阶段，实行了处理，后期为了保证生物发酵制药的有效性，还要实行层析、萃取等操作方法，确保生物发酵制药的产物浓度，能够达到规范的标准。
3.2过滤
膜技术在生物发酵制药工业中的过滤作用，主要体现在中药产物的生产过程内。本文以重要生产为例，分析膜技术的过滤应用。生物发酵制药的目标是中药，实际中药的化学成分极其复杂，中药制造的过程中，除了目标产物以外，还存在有机酸、无机盐、氨基酸等多种化合物类型的杂质，同时还混入了淀粉、多糖等类型的物质，大直径的分子，会形成纤维素以及胶体，导致中药生产的效果不达标。在中药生产的过程中，采用膜技术，充分发挥膜技术的过滤作用，过滤掉无用的物质，保留目标产物。膜技术不会引起污染，保障了中药的质量。例如：中药类的生物发酵制药中，采用超滤膜，根据中药分子的直径，过滤混入的杂质。
3.3纯度控制
生物发酵制药工业，属于现代生物技术，从医药市场的角度分析，生物发酵制药的纯度，面临着一定程度的压力，由此膜技术应用到了纯度控制方面。膜技术在控制生物发酵制药纯度时，提供了安全、无污染的环境，而且膜技术的操作简单，能耗与成本均比较低，保证了制药工业的优质性。生物发酵制药时，涉及到转基因、抗体克隆等工艺，越复杂的工艺，纯度控制的难度越大，利用膜技术，控制生物制剂的精度、纯度。我国生物发酵制药工业中，膜技术可以取代很多传统的技术，直接把控制药目标产物的纯度。
3.4环境控制
环境是生物发酵制药工业中，重点控制的因素。生物发酵制药工艺，关系到人们的健康，在发酵制药期间，必须注重环境的清洁控制。膜技术在生物发酵制药的环境控制方面，专门应用到废物治理上，一来保障生物发酵制药流程的绿色化，二来维护周围的环境，生物发酵制药的废弃物，经膜技术处理后，达到环保指标后，才能排放到环境中。例如：生物发酵制药的透析段，采用了膜技术，净化、过滤后，透析水达到了饮用水的标准，实现了回收再利用，预防再次污染。
4生物发酵制药工业中膜技术的应用案例
生物发酵制药工业中，制药废水的危害作用大，本文以制药废水的凈化为案例，分析膜技术的应用。某制药企业，生物发酵制药后产生的废水量非常大，为了预防环境污染，做到回收再利用，在中试装置中，选用了膜技术。中试装置包括高位水箱、平衡水箱、MBR、风机、抽吸泵，膜组件安装在了MBR结构内，用于处理制药废水。该制药企业中，膜技术在生物发酵制药废水方面，应用效果如：（1）生物发酵制药的污泥浓度较高时，膜技术的处理效益不会降低，氨氮、COD的去除率均很高；（2）高污泥浓度的环境中，没有出现赌膜、损坏的问题，滤膜的质量高，污泥的清洗状态正常；（3）膜技术对生物发酵制药废水的环境没有要求，不论是兼氧性，还是好养性，都可以发挥膜技术的吸附与净化作用，完善了污泥处理的过程。该企业的生物发酵制药工艺中，为了提高膜技术在废水处理中的效益，在处理过程中，设计了连续监测，观察膜技术的处理效益。膜技术处理生物发酵制药的废水时，运行时间以内，废水的浓度，有明显的抑制作用，大约20天的处理时间内，废水浓度无持续增长的情况，生物发酵制药的废水产生与膜技术的消耗，达到了动态平衡的状态，适当的改变膜技术的设计，可以实现节能降耗，在很大程度上，提升了废水的净化效率。
5结语
膜技术在生物发酵制药工业中，运用过程非常简单，不会产生相变、污染等问题，能够在常温的环境下，实现连续的制药操作。生物发酵制药工业在现代医学事业中，发展迅速，推进了膜技术的发展，大量临床医疗中，同样会采用膜技术，体现了膜技术在生物发酵制药工业中的精细化、专业性特征，为生物发酵制药工业，提供了基础保护。
参考文献：
[1]齐本坤，陈向荣，苏仪，沈飞，罗建泉，万印华.膜技术在绿色生物制造中的应用[J].生物产业技术，2017（06）：73-78.
[2]刘志昌.膜分离技术耦合发酵法制备麻黄碱的工艺研究[D].湖北工业大学，2012.
[3]申屠佩兰，邢卫红.膜分离技术在生物发酵法生产燃料乙醇中的应用进展[J].食品与发酵工业，2013，34（10）：120-126.
关键词：生物发酵；制药工业；膜技术分析
1导言
分离膜的开发与应用已对人类的社会生活和生产活动产生了重大影响，有力地推动了社会经济的发展.在反渗透、纳滤、超滤、微滤、电渗析等膜技术已取得工业应用重大效益的基础上，将膜技术引入生物发酵制药工业，进行发酵液或生物活性物质浓缩、分离以及排放液中药物的回收、纯化，改造传统生产工艺，获取重大的经济效益和环境效益，是当今医药科技发展的一个明显特点.
2膜技术应用的必要性
2.1膜技术在制药工业中应用成为创新项目
在制药工业的生产线装备新型的膜分离装置，不仅在工业发达国家，而且在一些发展中国家，都是在数10年前就已出现的事情.大量地采用膜分离技术改造药物生产工艺，开发制药新工艺，是当今制药工业技术创新的一大潮流.我国的制药工业是国家的一大支柱产业.我国政府的有关科技项目、基础研究项目都把膜技术在制药工业中应用列为重点资助项目之一.近年来，国家科技部、财政部设立的中小企业创新资金项目中，支持生物医药创新项目300多项，拨付无偿资助、贷款贴息2.35亿元[1].据不完全统计，两年来，已获得国家和省创新资金支持的制药工业中膜技术应用项目约5项.
2.2抗生素生产工艺分析
抗生素药物可经生物发酵法或经化学合成法生产.生物发酵法是我国抗生素药物生产的一大主流技术.溶媒抽提或加热浓缩法是发酵液中药物提取的传统技术.图1显示了螺旋霉素（SPM）的生产工艺.从图1可见，从生物发酵的发酵液到产品，有机溶媒、碱、酸溶液反复使用，耗量大，工艺流程长，生产过程还需要进行溶媒的回收处理和废水、母液的排放处理.
3膜技术在生物发酵制药工业中的应用
生物发酵制药工业中，常见的产物有：黄霉素、恩拉菌素、那西肽、泰妙菌素等，整个发酵的过程，可以分为好养与厌氧两个部分，整个制药过程中，涉及到微生物转化、微生物代谢、微生物酶发酵以及微生物菌体发酵等。生物发酵制药的过程中，积极采用膜技术，规范制药的流程，例举几点典型的应用，如下：
3.1分离
生物发酵制药工业中，发酵培养基中的成分种类非常多，发酵期间，微生物会表达出大量的产物，各类产物的差异明显，导致发酵的过程中，混入了杂质，无法保障目标产物的规范性，直接增加了生物发酵制药的分离难度，进而降低了目标产物的有效性。针对此类问题，提出膜技术的应用，膜技术在生物发酵制药的过程中，提供了过滤的作用，采用一级微滤，或者选择一级超滤的方法，过滤掉混合在目标产物中的杂质分子。膜技术过滤后，就要再次实行二级超滤，过滤期间，不断的加入定量的水，构成透滤的环境，经过滤后，提高目标成分的在发酵液中的浓度。生物发酵制药过程中，膜技术经过了多次分离，在初级阶段，实行了处理，后期为了保证生物发酵制药的有效性，还要实行层析、萃取等操作方法，确保生物发酵制药的产物浓度，能够达到规范的标准。
3.2过滤
膜技术在生物发酵制药工业中的过滤作用，主要体现在中药产物的生产过程内。本文以重要生产为例，分析膜技术的过滤应用。生物发酵制药的目标是中药，实际中药的化学成分极其复杂，中药制造的过程中，除了目标产物以外，还存在有机酸、无机盐、氨基酸等多种化合物类型的杂质，同时还混入了淀粉、多糖等类型的物质，大直径的分子，会形成纤维素以及胶体，导致中药生产的效果不达标。在中药生产的过程中，采用膜技术，充分发挥膜技术的过滤作用，过滤掉无用的物质，保留目标产物。膜技术不会引起污染，保障了中药的质量。例如：中药类的生物发酵制药中，采用超滤膜，根据中药分子的直径，过滤混入的杂质。
3.3纯度控制
生物发酵制药工业，属于现代生物技术，从医药市场的角度分析，生物发酵制药的纯度，面临着一定程度的压力，由此膜技术应用到了纯度控制方面。膜技术在控制生物发酵制药纯度时，提供了安全、无污染的环境，而且膜技术的操作简单，能耗与成本均比较低，保证了制药工业的优质性。生物发酵制药时，涉及到转基因、抗体克隆等工艺，越复杂的工艺，纯度控制的难度越大，利用膜技术，控制生物制剂的精度、纯度。我国生物发酵制药工业中，膜技术可以取代很多传统的技术，直接把控制药目标产物的纯度。
3.4环境控制
环境是生物发酵制药工业中，重点控制的因素。生物发酵制药工艺，关系到人们的健康，在发酵制药期间，必须注重环境的清洁控制。膜技术在生物发酵制药的环境控制方面，专门应用到废物治理上，一来保障生物发酵制药流程的绿色化，二来维护周围的环境，生物发酵制药的废弃物，经膜技术处理后，达到环保指标后，才能排放到环境中。例如：生物发酵制药的透析段，采用了膜技术，净化、过滤后，透析水达到了饮用水的标准，实现了回收再利用，预防再次污染。
4生物发酵制药工业中膜技术的应用案例
生物发酵制药工业中，制药废水的危害作用大，本文以制药废水的凈化为案例，分析膜技术的应用。某制药企业，生物发酵制药后产生的废水量非常大，为了预防环境污染，做到回收再利用，在中试装置中，选用了膜技术。中试装置包括高位水箱、平衡水箱、MBR、风机、抽吸泵，膜组件安装在了MBR结构内，用于处理制药废水。该制药企业中，膜技术在生物发酵制药废水方面，应用效果如：（1）生物发酵制药的污泥浓度较高时，膜技术的处理效益不会降低，氨氮、COD的去除率均很高；（2）高污泥浓度的环境中，没有出现赌膜、损坏的问题，滤膜的质量高，污泥的清洗状态正常；（3）膜技术对生物发酵制药废水的环境没有要求，不论是兼氧性，还是好养性，都可以发挥膜技术的吸附与净化作用，完善了污泥处理的过程。该企业的生物发酵制药工艺中，为了提高膜技术在废水处理中的效益，在处理过程中，设计了连续监测，观察膜技术的处理效益。膜技术处理生物发酵制药的废水时，运行时间以内，废水的浓度，有明显的抑制作用，大约20天的处理时间内，废水浓度无持续增长的情况，生物发酵制药的废水产生与膜技术的消耗，达到了动态平衡的状态，适当的改变膜技术的设计，可以实现节能降耗，在很大程度上，提升了废水的净化效率。
5结语
膜技术在生物发酵制药工业中，运用过程非常简单，不会产生相变、污染等问题，能够在常温的环境下，实现连续的制药操作。生物发酵制药工业在现代医学事业中，发展迅速，推进了膜技术的发展，大量临床医疗中，同样会采用膜技术，体现了膜技术在生物发酵制药工业中的精细化、专业性特征，为生物发酵制药工业，提供了基础保护。
参考文献：
[1]齐本坤，陈向荣，苏仪，沈飞，罗建泉，万印华.膜技术在绿色生物制造中的应用[J].生物产业技术，2017（06）：73-78.
[2]刘志昌.膜分离技术耦合发酵法制备麻黄碱的工艺研究[D].湖北工业大学，2012.
[3]申屠佩兰，邢卫红.膜分离技术在生物发酵法生产燃料乙醇中的应用进展[J].食品与发酵工业，2013，34（10）：120-126.