CN103086914A - 一种四环素发酵液膜法连续提取设备及提取工艺 - Google Patents

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本发明公开了一种四环素发酵液膜法连续提取设备及提取工艺，四环素发酵液经连续降温，所得低温发酵液加入草酸连续酸化，之后经大分子超滤膜分离设备进行除杂，所得滤液再经小分子超滤膜分离设备进一步除杂脱色，所得滤液再经超纳滤膜分离设备将四环素产品与草酸分离，所得四环素浓缩液连续排至结晶罐，在结晶罐静置沉降，结晶沉降所得晶体即为四环素产品。本发明利用膜分离截留溶质特性使杂质逐级和四环素分离，使四环素在低温和pH值稳定的前提下连续除杂；并利用不同物质溶解度不同的特性，随着溶液pH值的变化直接使四环素溶液连续浓缩结晶析出，提高了生产效率、产品收率和产品质量，降低了生产成本和废液排放。

Description

一种四环素发酵液膜法连续提取设备及提取工艺
技术领域
本发明涉及一种四环素的提取，尤指一种四环素发酵液膜法连续提取设备及提取工艺。
背景技术
目前四环素发酵液的提取工艺是采用如下步骤：草酸调酸——板框过滤除杂——调碱使四环素形成钙盐沉淀——过滤——再用草酸溶解——再过滤——调pH值析出四环素粗碱——粗碱再溶于草酸水溶液中——经活性炭脱色——调pH值——得四环素碱成品。该工艺的缺点是提取成本高，效率和收率均较低，产品质量差和废液含盐量大，处理困难。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种四环素发酵液膜法连续提取设备及提取工艺，其采用膜分离技术连续分级分离，以提高生产效率、产品收率和产品质量。
为解决上述技术问题，本发明的技术解决方案是：
一种四环素发酵液膜法连续提取设备，包括大分子超滤膜分离设备，该大分子超滤膜分离设备的滤液口与小分子超滤膜分离设备的进口相连通，该小分子超滤膜分离设备的滤液口与超纳滤膜分离设备的进口相连通，该超纳滤膜分离设备的浓缩液口与结晶罐相连。
所述超纳滤膜分离设备的滤液口与一反渗透膜分离设备的进口相连通，该反渗透膜分离设备的浓缩液出口与所述大分子超滤膜分离设备的进口管道相连通，该反渗透膜分离设备的滤液出口可与所述超纳滤膜分离设备的进口管道相连通。
所述小分子超滤膜分离设备的浓缩液出口与所述大分子超滤膜分离设备的进口管道相连。
所述结晶罐的结晶母液出口连通至所述小分子超滤膜分离设备的进口管道。
利用上述设备的四环素发酵液膜法连续提取工艺，包括如下步骤：
（1）四环素发酵液降温：将四环素发酵液经连续降温得低温四环素发酵液；
（2）加入草酸酸化：在低温四环素发酵液内加入草酸进行连续酸化；
（3）一级除杂：酸化后的发酵液通过大分子超滤膜分离设备进行一级除杂，滤渣进行排放，滤液进入到后一工序；
（4）二级除杂脱色：步骤（3）所得滤液经小分子超滤膜分离设备进一步除杂脱色，滤液进入后一工序；
（5）分离草酸并析出四环素产品：步骤（4）所得滤液加水再经超纳滤膜分离设备将四环素产品与草酸分离，得四环素过饱浓缩液及草酸滤液；
（6）结晶得四环素成品：步骤（5）所得四环素过饱浓缩液连续排至结晶罐，在结晶罐内静置沉降，沉降所得晶体即为四环素成品，从结晶罐底部取出。
所述步骤（4）所得浓缩液回到步骤（2）进一步除杂。
所述步骤（6）中结晶罐内的上清液即结晶母液溢流返回步骤（4），再次通过循环除杂脱色浓缩分离。
所述提取工艺其特征在于进一步包括步骤（7）草酸溶液回收再利用：所述步骤（5）所得草酸滤流经反渗透膜分离设备分离，得草酸浓缩液及滤液水，草酸浓缩液返回到步骤（2）用于将发酵液进行酸化，滤液水则返回到步骤（5）用于洗滤草酸。
采用上述方案后，由于本发明利用膜分离截留溶质的特性使杂质逐级和四环素分离，使四环素产品在低温和pH值稳定的前提下连续除杂；利用不同物质溶解度不同的特性在分离回收草酸的同时，随着溶液pH值的变化直接使四环素溶液连续浓缩结晶析出，与水和杂质分离，提高了生产效率、产品收率和产品质量，降低了生产成本和废液排放。
具体而言，本发明具有如下优点：
1、四环素发酵液降温与酸化分步进行，确保产品质量。
2、膜分离设备在分离四环素和草酸的同时使草酸透过，在加入纯水洗脱四环素浓缩液中草酸的同时使pH值上升，使四环素溶解度下降并被浓缩，四环素过饱和连续析出，从而提高了生产效率、产品收率和产品质量。
3、四环素结晶母液可以返回前工序进一步除杂，可提高产品收率及降低废液排放量。
4、草酸溶液可经膜浓缩设备浓缩，滤液返回洗滤草酸、草酸浓缩液返回洗滤发酵液杂质，提高水和草酸利用率并可降低废液排放量。
5、除杂、脱色、浓缩、分离、结晶同步连续运行，可提高生产效率，降低生产成本。
附图说明
图1是本发明所述工艺设备的示意图；
图2是本发明所述工艺的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步详述。
本发明所揭示的是一种四环素发酵液膜法连续提取设备，如图1所示，所述的设备包括低温发酵液缓冲罐1，该低温发酵液缓冲罐1的出口与大分子超滤膜分离设备2的进料口相连，该大分子超滤膜分离设备2的滤液口与小分子超滤膜分离设备缓冲罐3的进口相连，该小分子超滤膜分离设备缓冲罐3的出口与小分子超滤膜分离设备4的进口相连，该小分子超滤膜分离设备4的滤液口与超纳滤膜分离设备缓冲罐5的进口相连，该超纳滤膜分离设备缓冲罐5的出口与超纳滤膜分离设备6的进口相连，该超纳滤膜分离设备6的浓缩液口与结晶罐7相连。
进一步的，所述超纳滤膜分离设备6的滤液口可以与一反渗透膜分离设备缓冲罐8的进口相连，该反渗透膜分离设备缓冲罐8的出口与反渗透膜分离设备9的进口相连，该反渗透膜分离设备9的浓缩液出口可与所述大分子超滤膜分离设备2的进口管道相连通，该反渗透膜分离设备9的滤液出口可与所述超纳滤膜分离设备6的进口管道相连通。
再者，所述的小分子超滤膜分离设备4的浓缩液出口可以与所述大分子超滤膜分离设备2的进口管道相连，或者直接通入所述的低温发酵液缓冲罐1，以便返回前一工序进一步除杂，提高产品收率。同样的，所述结晶罐7的结晶母液出口可以连通至所述小分子超滤膜分离设备4的进口或者所述小分子超滤膜分离设备缓冲罐3，以便返回前一工序进一步除杂，提高产品收率。
此外，上述各缓冲罐（包括低温发酵液缓冲罐1、小分子超滤膜分离设备缓冲罐3、超纳滤膜分离设备缓冲罐5以及反渗透膜分离设备缓冲罐8）均非必要设置，各缓冲罐的作用仅是暂存物料，不设置缓冲罐时，后一级设备的进口直接通过管道与上一级设备的出水相连通即可。
通过上述设备，本发明所述的四环素发酵液膜法连续提取工艺包括如下步骤（配合图2所示）：
（1）四环素发酵液降温：
将四环素发酵液经连续降温，并可以加入到低温发酵液缓冲罐1内。
（2）加入草酸酸化：
在低温四环素发酵液内加入草酸进行连续酸化，草酸可以加入到管道内进入到后一工序。
（3）一级除杂：
酸化后的发酵液通过大分子超滤膜分离设备2进行一级除杂，滤渣进行排放，滤液进入到后一工序。
（4）二级除杂脱色：
步骤（3）所得滤液经小分子超滤膜分离设备4进一步除杂脱色，滤液进入后一工序，浓缩液可以回到步骤（2）进一步除杂以提高产品收率。
（5）分离草酸并析出四环素产品：
步骤（4）所得滤液加水再经超纳滤膜分离设备6将产品（四环素）与草酸分离，在分离四环素和草酸的同时使草酸透过，在加入纯水洗脱四环素浓缩液中草酸的同时使pH值上升，使四环素溶解度下降并被浓缩，四环素过饱和连续析出。
（6）结晶得四环素成品：
步骤（5）所得四环素过饱浓缩液连续排至结晶罐7，在结晶罐7内静置沉降，沉降所得晶体即为四环素成品，从结晶罐7底部取出。
结晶罐7内的上清液即结晶母液可以溢流返回步骤（4），再次通过循环除杂脱色浓缩分离，以提高产品收率。
（7）草酸溶液回收再利用：
步骤（5）中经由超纳滤膜分离设备6分离的草酸滤液可以进一步回收再利用，以提高草酸和水的利用率，降低生产成本以及废液排放量。
具体采用如下方式：步骤（5）所得草酸滤流经反渗透膜分离设备9分离，得草酸浓缩液及滤液水，草酸浓缩液可以返回到步骤（2）用于将发酵液进行酸化，滤液水则可以返回到步骤（5）用于洗滤草酸。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围。故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (8)

1.一种四环素发酵液膜法连续提取设备，其特征在于：包括大分子超滤膜分离设备，该大分子超滤膜分离设备的滤液口与小分子超滤膜分离设备的进口相连通，该小分子超滤膜分离设备的滤液口与超纳滤膜分离设备的进口相连通，该超纳滤膜分离设备的浓缩液口与结晶罐相连。
2.根据权利要求1所述的一种四环素发酵液膜法连续提取设备，其特征在于：所述超纳滤膜分离设备的滤液口与一反渗透膜分离设备的进口相连通，该反渗透膜分离设备的浓缩液出口与所述大分子超滤膜分离设备的进口管道相连通，该反渗透膜分离设备的滤液出口可与所述超纳滤膜分离设备的进口管道相连通。
3.根据权利要求1或2所述的一种四环素发酵液膜法连续提取设备，其特征在于：所述小分子超滤膜分离设备的浓缩液出口与所述大分子超滤膜分离设备的进口管道相连。
4.根据权利要求1或2所述的一种四环素发酵液膜法连续提取设备，其特征在于：所述结晶罐的结晶母液出口连通至所述小分子超滤膜分离设备的进口管道。
5.一种四环素发酵液膜法连续提取工艺，其特征在于：利用权利要求1-4之一所述的设备，包括如下步骤：
（1）四环素发酵液降温：将四环素发酵液经连续降温得低温四环素发酵液；
（2）加入草酸酸化：在低温四环素发酵液内加入草酸进行连续酸化；
（3）一级除杂：酸化后的发酵液通过大分子超滤膜分离设备进行一级除杂，滤渣进行排放，滤液进入到后一工序；
（4）二级除杂脱色：步骤（3）所得滤液经小分子超滤膜分离设备进一步除杂脱色，滤液进入后一工序；
（5）分离草酸并析出四环素产品：步骤（4）所得滤液加水再经超纳滤膜分离设备将四环素产品与草酸分离，得四环素过饱浓缩液及草酸滤液；
（6）结晶得四环素成品：步骤（5）所得四环素过饱浓缩液连续排至结晶罐，在结晶罐内静置沉降，沉降所得晶体即为四环素成品，从结晶罐底部取出。
6.根据权利要求5所述的一种四环素发酵液膜法连续提取工艺，其特征在于：所述步骤（4）所得浓缩液回到步骤（2）进一步除杂。
7.根据权利要求5所述的一种四环素发酵液膜法连续提取工艺，其特征在于：所述步骤（6）中结晶罐内的上清液即结晶母液溢流返回步骤（4），再次通过循环除杂脱色浓缩分离。
8.根据权利要求5-7之一所述的一种四环素发酵液膜法连续提取工艺，其特征在于进一步包括步骤（7）草酸溶液回收再利用：所述步骤（5）所得草酸滤流经反渗透膜分离设备分离，得草酸浓缩液及滤液水，草酸浓缩液返回到步骤（2）用于将发酵液进行酸化，滤液水则返回到步骤（5）用于洗滤草酸。
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