2.4 纳滤技术及膜材料

纳滤技术在健康产业中主要应用于药液浓缩及有机溶剂回收等方面。

对于抗生素、维生素等热敏性药物，纳滤技术可实现常温下的浓缩脱盐脱色，相比于蒸发工艺具有明显优势，“陶瓷超滤膜+纳滤”工艺已在诸多制药企业中得到应用。在中药提取液精制浓缩过程中，采用以“微滤-超滤-纳滤”膜集成技术为核心的中药提取、精制、浓缩生产线，可使工艺能耗降低10%、资源利用率提高15%。在制药废水深度处理方面，纳滤技术亦用于一价/二价盐分离，通过与MBR、RO 等技术联用实现废水零排放，目前已得到工程化应用。

面向健康产业应用的商品化纳滤膜材料主要为聚酰胺、磺化聚醚砜、醋酸纤维素等，目前应用市场大多被进口膜产品占据，国产膜市场占有率极低。在基础研究方面，美国加州大学、法国科学院等科研机构处于领先水平；近年来，中国科学院、浙江大学等已不断取得新进展；研究热点主要集中在：采用掺杂纳米颗粒、引入亲水基团、开发新型膜材料或原位自组装、开发中空纤维膜构型等方法以提高水通量、分离性能、抗污染及耐氧化性能等[18-21]。

另外，由于制药工业中大量涉及有机溶剂或有机溶剂水溶液中的药物浓缩分离、溶剂置换回收、催化剂回收等，耐溶剂纳滤膜材料研发受到愈来愈多关注。目前，我国尚无具有竞争力的耐溶剂纳滤膜产品，且未见耐溶剂纳滤膜在健康行业中的工业化应用案例。在基础研究方面，比利时鲁汶大学、帝国理工大学处于领先地位，我国目前仅中国科学院等少数机构从事相关研究；研究热点主要集中在：通过对聚酰胺材料进行疏水改性(如聚硅氧烷、MOF 等)或开发新型膜材料(如聚电解质膜、共轭聚合物膜等)以提高纳滤膜材料的溶剂耐受性、分离选择性等[22-24]。

2.5 MBR技术及膜材料

MBR 技术在制药工业废水处理领域已工程化应用十多年，最早在南方小型制药企业，单项工程日处理规模在几十至几百吨；随后逐渐推广应用至全国大型制药企业，单项工程日处理规模可达千吨至万吨级，典型工程案例有：石药集团中润公司7000 t/d 发酵废水处理工程(国内最早的大型工程)、裕丰药业公司 t/d 抗生素废水处理工程等。采用MBR 与NF、RO、多效蒸发等技术相结合，可实现制药废水回用及零排放，典型工程案例有：长春制药公司8000 t/d 制药废水零排放工程、内蒙古长盛制药公司 t/d 制药废水零排放工程等。MBR 技术亦已在医院等医疗机构废水处理中得到推广应用，但总体规模不大，单项工程日处理规模通常在几百至几千吨。

面向健康产业应用的MBR膜材料主要为PVDF中空纤维膜，国产膜产品在国内大中型工程中已占据一定市场占有率。但对于化学制药类等可生化性较差的废水处理过程，由于化学清洗较为频繁，PVDF 膜材料应用受限，PTFE 中空纤维膜及陶瓷膜由于具有更高耐受性，在该领域更具竞争力；目前，国产陶瓷膜产品已得到少数工程化应用，而PTFE膜产品应用案例较少。哈尔滨工业大学、中国科学院、同济大学等具有领先的研发水平，研究热点主要集中在：(1)通过膜材料改性或掺杂、纤维增强等方法以提高PVDF 中空纤维膜性能[25-28]；(2)开发更具抗污染性能、使用寿命更长的MBR 专用无机膜或PTFE 膜[29-32]；(3)通过开发培育筛选高效菌种、优化操作工艺、提高曝气效率等方式以提高处理效果、降低膜污染、降低操作成本等[33-35]。

2.6 渗透汽化技术及膜材料

医药产品生产过程中大量使用有机溶剂，但多次使用后，溶剂中含水量逐渐增多，影响反应效率，尤其对于溶剂含水量要求较高的反应过程(如格氏反应、抗生素生产过程等)。采用优先透水型渗透汽化膜进行有机溶剂脱水回用过程，相比于传统精馏技术节能降耗效果显著。目前，优先透水膜已在涉及乙醇、异丙醇、四氢呋喃等医药行业常用溶剂体系中推广应用超过百套，典型工程应用有：山东新华制药股份有限公司1.5 万吨乙醇溶媒回收工程、哈药集团制药总厂4500 t/a 异丙醇回收工程等。面向该领域应用的商品化膜材料主要有聚乙烯醇(PVA)、NaA 型分子筛等，其中，NaA 型分子筛膜应用最为普遍，国产膜产品在国内市场占有率为80%以上。

药物(尤其是化学合成类药品)有效成分大多为热敏性物质，其浓缩及干燥等过程需在真空条件下进行，导致有机溶剂在排气过程中大量挥发，需对其加以处理回收。优先透醇型渗透汽化膜主要适用于中高浓度VOCs 分离与回收，通过与冷凝、吸附等技术进行组合设计，可实现对丙酮、乙酸乙酯、正己烷、二氯甲烷等挥发性溶剂的回收利用，目前已在安替制药、华北制药、鲁抗医药、神舟生物等企业中得到工业化应用，典型应用案例有：鲁抗医药1000 m3/h 丙酮回收装置、神舟生物800 m3/h 正己烷回收装置等。另外，制药过程中涉及溶媒回收清洗等过程，将产生大量有机溶剂废水溶液，可采用该技术进行废水中微量有机溶剂脱除，目前处于中试阶段。面向该领域应用的商品化膜材料主要有聚甲基辛基硅氧烷(POMS)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)等，国产膜产品已占有较高应用市场份额。

文章来源：《中国当代医药》 网址: http://www.zgddyyzz.cn/qikandaodu/2021/0418/1132.html