CN114410716A - 一种β-胸苷中水回用于发酵的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种β‑胸苷中水回用于发酵的方法，它包括废水处理环节和β胸苷发酵环节，所述的废水处理环节包括絮凝‑砂滤处理，电渗析处理，RO处理，得到β‑胸苷中水；所述的β胸苷发酵环节是利用β‑胸苷中水做发酵用水。本发明采取加入聚合氯化铝降解并除去废水中有机物，通过砂滤处理去除水中的悬浮物质和大颗粒物质，再利用电渗析技术对废水进行脱盐，最后反渗透（RO）进一步降低废水的电导率和COD；处理后得到β‑胸苷中水COD＜50mg/L，电导率＜200us/cm，将这部分水回用于β胸苷的发酵，即环保又节约成本。
Description
技术领域
本发明属于生物制药技术领域，尤其是一种β-胸苷中水回用于发酵的方法。
背景技术
近些年，我国比较重视环境的可持续发展，尤其在环保方面，对于工业废水的处理要求较高。因而为了遏制工业生产中废水排放量的增加，需要加大废水的回收利用度。β-胸苷的提取过程中会产生大量废水（称之为β-胸苷废水），其中废水的主要来源是树脂用水，这部分水是有机和无机废水的混合物，成分复杂，含盐量高，色度高，电导率高，目前很难对这类废水做到有效处理和利用，是一个急需解决的关键问题。
发明内容
本发明的目的在于解决上述废水的处理和利用问题，提供一种β-胸苷中水回用于发酵的方法，该方法是将经过处理后的中水用于β胸苷发酵生产，即环保又节约成本。
本发明的技术方案是这样实现的：一种β-胸苷中水回用于发酵的方法，它包括废水处理环节和β胸苷发酵环节，其特征在于：
所述的废水处理环节包括如下步骤：
（1）絮凝-砂滤处理
（2）电渗析处理
将砂滤液进行电渗析处理，得到COD小于2200mg/L，电导率小于2800us/cm电渗析淡水；
（3）RO处理
将电渗析淡水进行RO处理，得到COD小于50mg/L，电导率小于200us/cm的β-胸苷中水；
所述的β胸苷发酵环节包括如下步骤：
（1）在发酵罐内加入投料体积30-40%β-胸苷中水，开搅拌依次加入酵母粉15-30g/L，氯化钙0.1-10g/L，七水硫酸镁1-6g/L，磷酸二氢钾1-8g/L，磷酸氢二铵1-10g/L,柠檬酸0-5g/L，甘氨酸1-6g/L，脱脂豆粉2-8g/L，鱼蛋白胨0.1-3g/L，甘油8-50g/L，消泡剂0.1-2g/L，三氯化铁0.005-0.04g/L，烟酸0.008-0.08g/L，硫酸亚铁0.02-0.06g/L，维生素B10.006-0.05g/L，七水硫酸锌0-0.001g/L，加β-胸苷中水到指定体积，利用氢氧化钠调为pH7.0-7.5，121℃灭菌40min；
（2）待发酵罐温度降至32-38℃，将种子液移种到发酵罐中，罐温32-38℃，罐压0.03-0.07Mpa，培养50-80小时，得到发酵液。
进一步， 所述的种子液制备包括摇瓶培养和种子罐培养步骤：
（1）摇瓶培养：按酵母粉3-6g/L、蛋白胨8-10g/L、氯化钠9-12g/L的配方比例配制摇瓶培养基，将大肠杆菌菌种接种到摇瓶培养基上，控制温度为37℃，摇床转速为220rpm，培养12-16小时，至OD值为2-6时，得到摇瓶种子液；
（2）种子罐培养：按酵母粉8-12g/L、氯化钠8-10g/L、硫酸铵1-5g/L、磷酸二氢钾1-4g/L、磷酸氢二钾1-5g/L、甘油8-50g/L和消泡剂0-0.8g/L的配方比例配制种子培养基，用氢氧化钠调pH为7.0-7.5；将摇瓶种子液接入种子罐内的种子培养基里，控制温度为34-40℃，罐压为0.03-0.07Mpa，培养5-16小时，至OD为2-6时，得到种子液。
进一步，在废水处理环节的步骤（1）中，石英砂过滤器选择用粒径为φ1～2mm的石英砂作为填料，废水在石英砂过滤器内的过滤速度在6～10m/h。
进一步，在废水处理环节的步骤（2）中，将原料室即淡化室中倒入一定体积的废水，浓缩室中加入1L废水，电极液罐中加入电导率90ms/cm的Nacl溶液。
本发明和现有技术相比的优点为：
本发明采取加入聚合氯化铝降解并除去废水中有机物，通过砂滤处理去除水中的悬浮物质和大颗粒物质，再利用电渗析技术对废水进行脱盐，最后反渗透（RO）进一步降低废水的电导率和COD；处理后得到β-胸苷中水COD＜50mg/L，电导率＜200us/cm，将这部分水回用于β胸苷的发酵，即环保又节约成本。
具体实施方式
为使本发明的技术方案更加清楚，下面通过具体实施例对本发明作进一步详细的描述。
实施例1：一种β-胸苷中水回用于发酵的方法，它包括废水处理环节和β胸苷发酵环节，其特征在于：
所述的废水处理环节包括如下步骤：
（1）絮凝-砂滤处理
①按着按质量百分比为0.02%的比例在COD为3588mg/L，电导率为43200us/cm的β-胸苷废水中加入聚合氯化铝絮凝剂，使废水沉淀形成较大的矾花沉淀，收集得到COD为2360mg/L，电导率为41300us/cm的絮凝上清液；
②将絮凝上清液加入到石英砂过滤器中进行过滤，石英砂过滤器选择用粒径为φ1～2mm的石英砂作为填料，废水在石英砂过滤器内的过滤速度在8m/h；去除水中的悬浮物质和大颗粒物质，收集得到砂滤液；
（2）电渗析处理
在原料室即淡化室中倒入一定体积的废水，浓缩室中加入1L废水，电极液罐中加入电导率90ms/cm的Nacl溶液；电渗析处理得到COD为2156mg/L，电导率小于1880us/cm电渗析淡水；
（3）RO处理
控制频率在50HZ，控制压力在3MPa以下， 将电渗析淡水进行RO处理，得到COD为42mg/L，电导率为122us/cm的β-胸苷中水；
所述的β胸苷发酵环节包括如下步骤：
（1）摇瓶培养：按酵母粉4.5g/L、蛋白胨9g/L、氯化钠11.5g/L的配方比例配制摇瓶培养基，将大肠杆菌菌种接种到摇瓶培养基上，控制温度为37℃，摇床转速为220rpm，培养14小时，至OD值为4时，得到摇瓶种子液；
（2）种子罐培养：按酵母粉10g/L、氯化钠9g/L、硫酸铵3g/L、磷酸二氢钾2.5g/L、磷酸氢二钾3g/L、甘油30g/L和消泡剂0.4g/L的配方比例配制种子培养基，用氢氧化钠调pH为7.0-7.5；将摇瓶种子液接入种子罐内的种子培养基里，控制温度为34-40℃，罐压为0.03-0.07Mpa，培养10小时，至OD为4时，得到种子液。
（3）发酵培养：在发酵罐内加入投料体积35%β-胸苷中水，开搅拌依次加入酵母粉23g/L，氯化钙5g/L，七水硫酸镁4g/L，磷酸二氢钾5g/L，磷酸氢二铵5g/L,柠檬酸3g/L，甘氨酸4g/L，脱脂豆粉5g/L，鱼蛋白胨2g/L，甘油30g/L，消泡剂1g/L，三氯化铁0.02g/L，烟酸0.06g/L，硫酸亚铁0.04g/L，维生素B1 0.04g/L，七水硫酸锌0.001g/L，加β-胸苷中水到指定体积，利用氢氧化钠调为pH7.0-7.5，121℃灭菌40min；待发酵罐温度降至32-38℃，将种子液移种到发酵罐中，罐温32-38℃，罐压0.03-0.07Mpa，培养65小时，得到发酵液。
对比试验：其它方案与实施例1相同，β胸苷发酵环节中，步骤（3）发酵培养，使用自来水代替β-胸苷中水，对比试验结果：β-胸苷中水发酵培养，放罐含量为16.6g/L，自来水发酵培养，放罐含量为16.5g/L。
实施例2：一种β-胸苷中水回用于发酵的方法，它包括废水处理环节和β胸苷发酵环节，其特征在于：
所述的废水处理环节包括如下步骤：
（1）絮凝-砂滤处理
①按着按质量百分比为0.1%的比例在COD为1650mg/L，电导率为10000us/cm的β-胸苷废水中加入聚合氯化铝絮凝剂，使废水沉淀形成较大的矾花沉淀，收集得到COD为1200mg/L，电导率为9700us/cm的絮凝上清液；
②将絮凝上清液加入到石英砂过滤器中进行过滤，石英砂过滤器选择用粒径为φ1～2mm的石英砂作为填料，废水在石英砂过滤器内的过滤速度在6m/h；去除水中的悬浮物质和大颗粒物质，收集得到砂滤液；
（2）电渗析处理
在原料室即淡化室中倒入一定体积的废水，浓缩室中加入1L废水，电极液罐中加入电导率90ms/cm的Nacl溶液；电渗析处理得到COD为1140mg/L，电导率小于2230us/cm电渗析淡水；
（3）RO处理
控制频率在50HZ，控制压力在3MPa以下， 将电渗析淡水进行RO处理，得到COD为12mg/L，电导率为66us/cm的β-胸苷中水；
所述的β胸苷发酵环节包括如下步骤：
（1）摇瓶培养：按酵母粉3g/L、蛋白胨10g/L、氯化钠9g/L的配方比例配制摇瓶培养基，将大肠杆菌菌种接种到摇瓶培养基上，控制温度为37℃，摇床转速为220rpm，培养13小时，至OD值为3时，得到摇瓶种子液；
（2）种子罐培养：按酵母粉9g/L、氯化钠10g/L、硫酸铵4g/L、磷酸二氢钾3g/L、磷酸氢二钾2g/L、甘油25g/L和消泡剂0.2g/L的配方比例配制种子培养基，用氢氧化钠调pH为7.0-7.5；将摇瓶种子液接入种子罐内的种子培养基里，控制温度为34-40℃，罐压为0.03-0.07Mpa，培养8小时，至OD为3时，得到种子液。
（3）发酵培养：在发酵罐内加入投料体积30%β-胸苷中水，开搅拌依次加入酵母粉18g/L，氯化钙6g/L，七水硫酸镁3g/L，磷酸二氢钾4g/L，磷酸氢二铵3g/L,柠檬酸2g/L，甘氨酸5g/L，脱脂豆粉7g/L，鱼蛋白胨1g/L，甘油25g/L，消泡剂2g/L，三氯化铁0.01g/L，烟酸0.04g/L，硫酸亚铁0.02g/L，维生素B1 0.03g/L，七水硫酸锌0.001g/L，加β-胸苷中水到指定体积，利用氢氧化钠调为pH7.0-7.5，121℃灭菌40min；待发酵罐温度降至32-38℃，将种子液移种到发酵罐中，罐温32-38℃，罐压0.03-0.07Mpa，培养60小时，得到发酵液。
实施例3：一种β-胸苷中水回用于发酵的方法，它包括废水处理环节和β胸苷发酵环节，其特征在于：
所述的废水处理环节包括如下步骤：
（1）絮凝-砂滤处理
①按着按质量百分比为0.05%的比例在COD为1969mg/L，电导率为33200us/cm的β-胸苷废水中加入聚合氯化铝絮凝剂，使废水沉淀形成较大的矾花沉淀，收集得到COD为1546mg/L，电导率为32100us/cm的絮凝上清液；
②将絮凝上清液加入到石英砂过滤器中进行过滤，石英砂过滤器选择用粒径为φ1～2mm的石英砂作为填料，废水在石英砂过滤器内的过滤速度在10m/h；去除水中的悬浮物质和大颗粒物质，收集得到砂滤液；
（2）电渗析处理
在原料室即淡化室中倒入一定体积的废水，浓缩室中加入1L废水，电极液罐中加入电导率90ms/cm的Nacl溶液；电渗析处理得到COD为1500mg/L，电导率小于1667us/cm电渗析淡水；
（3）RO处理
控制频率在50HZ，控制压力在3MPa以下， 将电渗析淡水进行RO处理，得到COD为32mg/L，电导率为72.5us/cm的β-胸苷中水；
所述的β胸苷发酵环节包括如下步骤：
（1）摇瓶培养：按酵母粉6g/L、蛋白胨8g/L、氯化钠12g/L的配方比例配制摇瓶培养基，将大肠杆菌菌种接种到摇瓶培养基上，控制温度为37℃，摇床转速为220rpm，培养15小时，至OD值为5时，得到摇瓶种子液；
（2）种子罐培养：按酵母粉11g/L、氯化钠8g/L、硫酸铵2g/L、磷酸二氢钾2g/L、磷酸氢二钾4g/L、甘油35g/L和消泡剂0.6g/L的配方比例配制种子培养基，用氢氧化钠调pH为7.0-7.5；将摇瓶种子液接入种子罐内的种子培养基里，控制温度为34-40℃，罐压为0.03-0.07Mpa，培养12小时，至OD为5时，得到种子液。
（3）发酵培养：在发酵罐内加入投料体积40%β-胸苷中水，开搅拌依次加入酵母粉28g/L，氯化钙7g/L，七水硫酸镁5g/L，磷酸二氢钾7g/L，磷酸氢二铵10g/L,柠檬酸4g/L，甘氨酸3g/L，脱脂豆粉3g/L，鱼蛋白胨3g/L，甘油35g/L，消泡剂2g/L，三氯化铁0.03g/L，烟酸0.08g/L，硫酸亚铁0.06g/L，维生素B1 0.05g/L，七水硫酸锌 0.001g/L，加β-胸苷中水到指定体积，利用氢氧化钠调为pH7.0-7.5，121℃灭菌40min；待发酵罐温度降至32-38℃，将种子液移种到发酵罐中，罐温32-38℃，罐压0.03-0.07Mpa，培养70小时，得到发酵液。
Claims (4)
1.一种β-胸苷中水回用于发酵的方法，它包括废水处理环节和β胸苷发酵环节，其特征在于：
所述的废水处理环节包括如下步骤：
（1）絮凝-砂滤处理
①按着按质量百分比为0.01%-0.1%的比例在β-胸苷废水中加入聚合氯化铝絮凝剂，使废水沉淀形成较大的矾花沉淀，收集絮凝上清液；
②将絮凝上清液加入到石英砂过滤器中进行过滤，去除水中的悬浮物质和大颗粒物质，收集砂滤液；
（2）电渗析处理
将砂滤液进行电渗析处理，得到COD小于2200mg/L，电导率小于2800us/cm电渗析淡水；
（3）RO处理
将电渗析淡水进行RO处理，得到COD小于50mg/L，电导率小于200us/cm的β-胸苷中水；
所述的β胸苷发酵环节包括如下步骤：
（1）在发酵罐内加入投料体积30-40%β-胸苷中水，开搅拌依次加入酵母粉15-30g/L，氯化钙0.1-10g/L，七水硫酸镁1-6g/L，磷酸二氢钾1-8g/L，磷酸氢二铵1-10g/L,柠檬酸0-5g/L，甘氨酸1-6g/L，脱脂豆粉2-8g/L，鱼蛋白胨0.1-3g/L，甘油8-50g/L，消泡剂0.1-2g/L，三氯化铁0.005-0.04g/L，烟酸0.008-0.08g/L，硫酸亚铁0.02-0.06g/L，维生素B10.006-0.05g/L，七水硫酸锌0-0.001g/L，加β-胸苷中水到指定体积，利用氢氧化钠调为pH7.0-7.5，121℃灭菌40min；
（2）待发酵罐温度降至32-38℃，将种子液移种到发酵罐中，罐温32-38℃，罐压0.03-0.07Mpa，培养50-80小时，得到发酵液。
2.根据权利要求1所述的β-胸苷中水回用于发酵的方法，其特征在于： 所述的种子液制备包括摇瓶培养和种子罐培养步骤：
（1）摇瓶培养：按酵母粉3-6g/L、蛋白胨8-10g/L、氯化钠9-12g/L的配方比例配制摇瓶培养基，将大肠杆菌菌种接种到摇瓶培养基上，控制温度为37℃，摇床转速为220rpm，培养12-16小时，至OD值为2-6时，得到摇瓶种子液；
（2）种子罐培养：按酵母粉8-12g/L、氯化钠8-10g/L、硫酸铵1-5g/L、磷酸二氢钾1-4g/L、磷酸氢二钾1-5g/L、甘油8-50g/L和消泡剂0-0.8g/L的配方比例配制种子培养基，用氢氧化钠调pH为7.0-7.5；将摇瓶种子液接入种子罐内的种子培养基里，控制温度为34-40℃，罐压为0.03-0.07Mpa，培养5-16小时，至OD为2-6时，得到种子液。
3.根据权利要求2所述的β-胸苷中水回用于发酵的方法，其特征在于：在废水处理环节的步骤（1）中，石英砂过滤器选择用粒径为φ1～2mm的石英砂作为填料，废水在石英砂过滤器内的过滤速度在6～10m/h。
4.根据权利要求1至2任意一项所述的β-胸苷中水回用于发酵的方法，其特征在于：在废水处理环节的步骤（2）中，将原料室即淡化室中倒入一定体积的废水，浓缩室中加入1L废水，电极液罐中加入电导率90ms/cm的Nacl溶液。
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