CN103214498B - 一种青霉素发酵液处理工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种青霉素发酵液处理工艺，包括以下步骤：将原始青霉素发酵液降温，送入密闭式陶瓷膜错流过滤系统中进行过滤，收存高效价陶瓷膜滤液；过滤过程中，当青霉素发酵液的湿固含量提高至原始湿固含量的1.8～2倍时，加入重量为原始发酵液重量的2倍的水进行透析，将所得低效价陶瓷膜滤液收存并进行纳滤浓缩脱水备用；继续加入重量为原始发酵液重量的2倍的水进行透析，将所得的特低效价陶瓷膜滤液收存；直至青霉素发酵液中青霉素的效价低至500-800U时，停止过滤；收存陶瓷膜过滤系统截留的菌渣；将所得的高效价陶瓷膜滤液进入6APA转化或氧化、扩环、裂解制备7-ADCA步骤；所得菌渣收集起来加入工程菌分解菌渣。

Description

一种青霉素发酵液处理工艺
技术领域
本发明涉及一种抗生素生产工艺，特别涉及一种青霉素发酵液处理工艺。 
背景技术
传统工艺中，一般采用板框或者转鼓对青霉素发酵液进行过滤。此种过滤方法不仅收率低至88～89%，而且，过滤后产生的滤液必需经提炼后再进入结晶步骤，以获得青霉素钾盐；然后再进行 6APA转化或氧化、扩环、裂解等制备7-ADCA的步骤，制得终产品。这种工艺路线不仅收率较低；工艺繁琐，而且在生产过程中产生的菌渣无法有效利用，只能经烘干后进行焚烧，以避免其直接流入自然环境中而造成环境污染。但这样不仅造成资源的浪费，而且导致处理成本高，影响企业的经济效益。 
发明内容
本发明的目的就是提供一种青霉素发酵液处理工艺，既可提高收率，简化工艺流程又可解决环境污染及资源浪费的问题。 
本发明是这样实现的： 
（1）将湿固含量为30-32%的原始青霉素发酵液降温至10～15℃，送入陶瓷膜过滤精度为20nm～500nm的密闭式陶瓷膜错流过滤系统中，在进膜压力为0.35～0.45MPa、出膜压力为0.13～0.2MPa的条件下进行过滤，收存高效价陶瓷膜滤液；
（2）过滤过程中，当青霉素发酵液的湿固含量提高至原始湿固含量的1.8～2倍时，加入重量为原始发酵液重量的2倍的水进行透析，将所得低效价陶瓷膜滤液收存并进行纳滤浓缩脱水至浓度与所述高效价陶瓷膜滤液的浓度相同备用；
（3）继续加入重量为原始发酵液重量的2倍的水进行透析，将所得的特低效价陶瓷膜滤液收存；直至青霉素发酵液中青霉素的效价低至500-800U时，停止过滤；收存陶瓷膜过滤系统截留的菌渣；
（4） 将（1）和（2）步所得高效价陶瓷膜滤液进入6APA转化或经氧化、扩环、裂解制备7-ADCA步骤；
（5）第（3）步所得菌渣收集起来加入工程菌分解菌渣。
所述第（2）步中，纳滤浓缩时温度为10～15℃，压力为0.15～0.35Mpa。 
所述第（3）步中收存的特低效价陶瓷膜滤液收集后用于下一批青霉素发酵液处理过程中第（2）步的洗水。 
本发明（国家高技术研究发展计划（863计划）资助,课题编号2012AA03A609）所涉及的工艺方法中，陶瓷膜过滤系统过滤时的各项工艺参数控制得恰当与否，直接决定过滤过程能否正常进行，同时也决定了整个处理工艺的工业化可能性的大小、操作的便利性程度、最终成本的高低及终产品的收率的高低。而前述问题，是由过滤过程中的陶瓷膜孔径、进膜压力、出膜压力、发酵液浓缩倍数、高效价清液收取的比例、低效价清液的收取浓度及纳滤脱水浓缩过程参数控制等各项因素之间相互影响、协同作用而决定的。 
本发明第（2）步中所选定的透析过程开始的条件及透析工艺参数的设定，不仅决定了过滤过程能否正常进行、陶瓷膜是否易于再生，以及透析水用量的多少，还决定了低效价滤液的浓度和数量，进而决定后续纳滤浓缩的设备投资及运行费用，本发明的青霉素发酵液的处理工艺所选定的工艺参数使得上述各种因素得到平衡，使得企业效益最大化。 
本发明采用陶瓷膜过滤系统进行过滤，具有过滤精度高，菌丝、蛋白、多糖等杂质去除率高的优点，且采用此种过滤方法提取收率可高达94-95%，所得滤液可直接进入后续的6APA转化或经氧化、扩环、裂解制备7-ADCA的工序，省去了传统工艺中溶媒提纯、共沸结晶制备青霉素钾盐的过程，缩短了工艺流程，降低了生产成本，解决了溶媒污染和员工工作环境恶劣的问题。以年生产500吨的7-ADCA 为例，采用本发明工艺，可减少后续的提炼、结晶制备青霉素钾盐的设备投资近3000万元，减少溶媒用量230吨，折人民币200多万，降低能耗近50%，减轻环保压力，且7-ADCA收率较传统工艺可提高15%以上。可彻底改变7-ADCA制备工艺过程的高能耗、高污染现状，为抗生素行业的升级改造提供强大的技术支撑，可提高抗生素行业的市场竞争力和行业发展前景。 
另外，采用本发明工艺，可将被陶瓷膜截留的菌渣收集起来，通过加入工程菌分解菌渣中残留的青霉素以实现无害化，由此处理的青霉素的菌渣可以被再次利用，变废为宝，解决了青霉素菌渣的环境污染问题。 
附图说明
图1为本发明青霉素发酵液处理工艺的流程图。 
具体实施例
实施例1 
参照图1所示步骤完成青霉素发酵液处理，具体步骤如下：
（1）将湿固含量为30-32%的原始青霉素发酵液降温至10～15℃，送入陶瓷膜过滤精度为50nm的密闭式陶瓷膜错流过滤系统，在进膜压力为0.35～0.45MPa、出膜压力为0.13～0.2MPa的条件下进行过滤，收存高效价陶瓷膜滤液，该滤液效价约6-7万U；
（2）过滤过程中，当青霉素发酵液的湿固含量提高至原始湿固含量的2倍时，加入重量为原始发酵液重量2倍的一次水（即自来水）进行透析，将所得低效价陶瓷膜滤液收存并在温度为10～15℃，压力为0.15～0.35Mpa的条件下进行纳滤浓缩脱水至效价为6-7万U备用；
（3）继续加入重量为原始发酵液重量的2倍的一次水进行透析，将所得的特低效价陶瓷膜滤液收存；直至青霉素发酵液中青霉素的效价低至500-800U时，停止过滤；收存陶瓷膜过滤系统截留的菌渣；收存的特低效价陶瓷膜滤液收集后用于下一批青霉素发酵液处理过程中第（2）步的洗水；
（4） 将（1）和（2）步所得高效价陶瓷膜滤液进入氧化、扩环、裂解步骤，按现有技术中的工艺条件制得7-ADCA，产品收率约为48～50%；
（5）第（3）步所得菌渣收集起来加入工程菌分解菌渣；
本发明采用陶瓷膜错流过滤系统替代传统的板框或转鼓过滤，收率可明显提高，还可省去后续的提炼、结晶制备青霉素钾盐的除杂过程，被截留的陶瓷膜菌渣通过工程菌无害化后可被当做二次发酵的培养基，变废为宝，解决了青霉素菌渣的环境污染和处理成本高等难题。

Claims (3)

1.一种青霉素发酵液处理工艺，其特征是，包括以下步骤：
（1）将湿固含量为30-32%的原始青霉素发酵液降温至10～15℃，送入陶瓷膜过滤精度为20nm～500nm的密闭式陶瓷膜错流过滤系统中，在进膜压力为0.35～0.45MPa、出膜压力为0.13～0.2MPa的条件下进行过滤，收存高效价陶瓷膜滤液； 
（2）过滤过程中，当青霉素发酵液的湿固含量提高至原始湿固含量的1.8～2倍时，加入重量为原始发酵液重量的2倍的水进行透析，将所得低效价陶瓷膜滤液收存并进行纳滤浓缩脱水至浓度与所述高效价陶瓷膜滤液的浓度相同备用；
（3）继续加入重量为原始发酵液重量的2倍的水进行透析，将所得的特低效价陶瓷膜滤液收存；直至青霉素发酵液中青霉素的效价低至500-800U时，停止过滤；收存陶瓷膜过滤系统截留的菌渣；
（4） 将（1）和（2）步所得的高效价陶瓷膜滤液进入6APA转化或经氧化、扩环、裂解制备7-ADCA步骤；
（5）第（3）步所得菌渣收集起来加入工程菌分解菌渣。
2.根据权利要求1所述的青霉素发酵液处理工艺，其特征在于，所述第（2）步中，纳滤浓缩时温度为10～15℃，压力为0.15～0.35Mpa。
3.根据权利要求2所述的青霉素发酵液处理工艺，其特征在于，所述第（3）步中收存的特低效价陶瓷膜滤液收集后用于下一批青霉素发酵液处理过程中第（2）步的洗水。
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