专利名称：利用陶瓷膜的生物发酵液分离方法
技术领域：
本发明涉及生物分离方法，特别是一种利用陶瓷膜的生物发酵液分离方法。
背景技术：
数千年来，生物发酵过程已与人们的日常生活息息相关，但是到了上世纪60年代，化学合成法席卷全球。人们以石油为原料，用化学合成法制得了比生物发酵法更为便宜的有机化合物。这就使生物发酵工业的发展举步维艰，而有关生物发酵液的分离方法亦就停滞不前。
但是，此种以石油为原料来生产有机化合物的所谓“石油路线”，已受到越来越多的非议较多的地质学家认为，地球贮存的石油将在不到半个世纪的时间内消耗殆尽；石油作为燃料和化学品原料已对环境造成十分严重的破坏。例如，专家预测，如大气中的CO2按现在的速度增加，到2050年大气温度将比现在上升9℃，这将对人类社会产生毁灭性影响；国与国之间的外交角逐、军事性或经济集团之间的对峙、极端宗教主义行为和恐怖分子的活动，如从深层次的根源上去分析，不少是与石油有直接或间接的关联。
以上的非议，使人们认识到寻找一种可再生的有机化合物的路线已迫在眉睫。专家们认为，最具有现实意义是生物发酵路线。这种路线以谷类、薯类、糖类和再生物质，如玉米秸、高梁秸、麦秸和稻草等为原料，经生物发酵或水解可制成各种有机化合物及有关的聚合物。据认为，95％以石油为原料的合成物都可由此取得。由此可见，生物发酵正在经历一场“文艺复兴运动”，而生物发酵液的分离则在此“运动”中起到举足轻重的作用。
传统的生物发酵液分离设备有回转过滤机和板框过滤机等，但由此得到的产物纯度较低，且涉及助滤剂的排放问题。亦见有使用聚合物膜和金属膜分离生物发酵液的报导，但聚合物膜的使用寿命较短，需频频更换，从而增加了操作成本。而金属膜的价格高，且不能适应腐蚀性的环境。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术的缺陷而提供一种能够保证产物的质量、系统稳定、投资和操作费用低且陶瓷膜寿命长的利用陶瓷膜的生物发酵液分离方法。
本发明的利用陶瓷膜的生物发酵液分离方法包括在40-70℃温度下，将生物发酵液加压到0.15-0.35MPa后直接进入陶瓷膜微滤单元，发酵液中的微生物、悬浮固体和大分子物即被截留在膜的进料一侧，而从该单元流出的透过液即为未浓缩的产物。
其中，所述陶瓷膜为释然(CěRAM INSIDE)陶瓷膜组成的微滤单元，为法国达米(Tami)公司所产的市售产品，孔径范围为0.1-10μm。它是以特种陶瓷铝、钛和锆氧化物的混合物为基材，并涂覆氧化锆的活性层，此种氧化锆层呈品型结构，孔障率高，比表面大，因而具有极强的吸附能力。
所述被处理的生物发酵液系由产物、微生物、悬浮固体和大分子物所组成。
所述膜组数为2-4。
所述生物发酵液的PH值为5-7；在陶瓷膜单元中的流速为2-12米/秒。
本发明的利用陶瓷膜的生物发酵液分离方法在操作时可区分为生产期和清洗期。在生产期间，透过物和截留物的流量需严格保持恒定。在截留物一边，膜孔会渐渐被杂质堵塞，从而导致膜压差的缓慢增加。当膜压差达到给定值时，系统将切换到清洗周期。
本发明的利用陶瓷膜的生物发酵液分离方法的特点如下1、所得产物质量上乘，因而有可靠的质量保证。
2、膜的使用寿命比聚合物膜和金属膜长，一般为5-10年，因而其生产成本较低。
3、其价格低于金属膜。
4、有卓越的耐腐蚀性能。
5、能适应PH 0-14的环境。
6、最高耐温到150℃。
7、最高爆破压力超过90巴。
8、与传统的过滤装置相比，其所需人力较少。
9、与传统的过滤装置相比，可以少用，甚至不用助滤剂。
10、基本适用于任何生物发酵液。
下面结合实施例进一步描述本发明。
具体实施例实施例1一种利用陶瓷膜的乳酸发酵液的的过滤方法，包括在70℃下，将乳酸发酵液加压到0.35MPa后直接进入陶瓷膜微滤单元，发酵液中的微生物、悬浮固体和大分子物即被截留在膜的进料一侧，而从该单元流出的透过液即为未浓缩的产物。
该微滤单元由法国达米(Tami)公司生产的释然(CěRAM INSIDE)陶瓷膜所组成，其膜孔径为0.5μm；操作时的PH值为6；流通量为75升/米2小时；所述膜组数为3。
实施例2一种利用陶瓷膜的酒精发酵液的过滤方法，包括在32℃下，将酒精发酵液加压到0.40MPa后直接进入陶瓷膜微滤单元，发酵液中的微生物、悬浮固体和大分子物即被截留在膜的进料一侧，而从该单元流出的透过液即为未浓缩的产物。
该微滤单元由法国达米(Tami)公司生产的释然(CěRAM INSIDE)陶瓷膜所组成，其膜孔径为0.35μm；操作时的PH值为6.2；流通量为70升/米2小时；所述膜组数为3。
权利要求
1.一种利用陶瓷膜的生物发酵液分离方法，其特征是在40-70℃ 温度下，将生物发酵液加压到0.15-0.35MPa后直接进入数组陶瓷膜微滤单元，发酵液中的微生物、悬浮固体和大分子物即被截留在膜的进料一侧，而从该单元流出的透过液即为未浓缩的产物。
2.如权利要求1所述的分离方法，其特征是所述陶瓷膜为释然陶瓷膜组成的微滤单元，为法国达米(Tami)公司所产的市售产品，孔径范围为0.1-10μm。
3.如权利要求1所述的分离方法，其特征是被处理的生物发酵液系由产物、微生物、悬浮固体和大分子物所组成。
4.如权利要求1所述的分离方法，其特征是所述膜组数为2-4。
5.如权利要求1所述的分离方法，其特征是生物发酵液在陶瓷膜单元中的流速为2-12米/秒。
6.如利要求1所述的分离方法，其特征是被处理的生物发酵液PH值为5-7。
全文摘要
本发明为一种利用陶瓷膜的生物发酵液分离方法。即将生物发酵液加压后进入由释然
文档编号B01D71/00GK1511622SQ0215952
公开日2004年7月14日 申请日期2002年12月30日 优先权日2002年12月30日
发明者蔡跃明, 阎勇, 卢天雄, 蒋永 申请人:北京迈胜普技术有限公司