抗生素溶媒回收工藝研究

【摘 要】中國是抗生素生產(chǎn)大國：年產(chǎn)抗生素原料大約21萬噸，出口3萬噸。在抗生素生產(chǎn)中，提純過程大多使用溶媒來提取。廢溶媒除一些質(zhì)量較好的母液溶媒及反萃后萃余溶媒，可在提取或經(jīng)過洗滌后直接套用外，其他都需經(jīng)過蒸餾操作進行回收?？股厝苊交厥湛梢越档蜕a(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。

【關鍵詞】抗生素；溶媒；研究

抗生素是由微生物或高等動植物在生活過程中所產(chǎn)生的具有抗病原體或其它活性的一類次級代謝產(chǎn)物，能干擾其他生活細胞發(fā)育功能的化學物質(zhì)。中國是抗生素生產(chǎn)大國：年產(chǎn)抗生素原料大約21萬噸，出口3萬噸。在抗生素生產(chǎn)中，提純過程大多使用溶媒來提取。廢溶媒除一些質(zhì)量較好的母液溶媒及反萃后萃余溶媒，可在提取或經(jīng)過洗滌后直接套用外，其他都需經(jīng)過蒸餾操作進行回收?？股厝苊交厥湛梢越档蜕a(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。常使用的溶媒有丁醇、三乙胺、異丙醇、甲醇、乙酯、丙酮、二氯甲烷等。溶媒回收按操作方式分為：單級蒸餾（可分為平衡蒸餾和簡單蒸餾）和多級蒸餾（可分為精餾和特殊蒸餾）。溶媒回收按操作壓力分為：常壓蒸餾、減壓蒸餾（又叫真空蒸餾）和加壓蒸餾。溶媒回收按操作流程分為：間歇蒸餾和連續(xù)蒸餾。本實驗對抗生素溶媒回收工藝進行研究。

1.廢溶媒組份

1.1廢溶媒主要含有丁醇、乙酸丁酯、乙酸乙酯、水、蛋白等

1.2主要成分的物理性質(zhì)

丁醇為無色透明液體，具有特殊氣味。熔點（℃）：-88.9；沸點（℃）：117.5；飽和蒸氣壓（kPa）：0.82（25℃）；燃燒熱（kJ/mol）：2673.2；相對密度（水=1）：0.81；相對蒸氣密度（空氣=1）：2.55；臨界溫度（℃）：287；臨界壓力（MPa）：4.90；辛醇/水分配系數(shù)的對數(shù)值：0.88；引燃溫度（℃）：340；爆炸上限%（V/V）：11.2；爆炸下限%（V/V）：1.4；溶解性：微溶于水，溶于乙醇、醚、多數(shù)有機溶劑。乙酸丁酯無色透明液體，有水果香氣；能與乙醇和乙醚混溶，溶于大多數(shù)烴類化合物，25℃時溶于約120份水；凝固點-77℃；閃點（閉杯）22℃；易燃，燃點421℃；沸點125-126℃，比熱容（20 ℃）1. 91KJ/（kgK）；粘度（20℃）0.734mPas；蒸氣能與空氣形成爆炸性混合物，爆炸極限1.4%-8.0%（體積）。乙酸乙酯熔點（℃）：-83.6；沸點（℃）：77.2；相對密度（水=1）：0.90（20℃）；引燃溫度（℃）：426.7；爆炸下限（%）：2.2；臨界壓力（MPa）：3.83；辛醇/水分配系數(shù)：0.73；相對蒸氣密度（空氣=1）：3.04；飽和蒸氣壓（kPa）：10.1（20℃）；臨界溫度（℃）：250.1；閃點（℃）：-4（CC）；7.2（OC）；溶解性：微溶于水，溶于乙醇、丙酮、乙醚、氯仿、苯等多數(shù)有機溶劑；閃點（oC，閉口）；燃點（oC）：425.5[1-6]。

2.工藝設備

2.1蒸餾前預處理

先用碳酸氫鈉或碳酸鈉的飽和水溶液洗滌10分鐘，再用飽和食鹽水溶液洗滌10分鐘，加10%液堿攪拌洗滌10分鐘，靜止24小時以上分去水層。

2.2蒸餾

間歇蒸餾是將料液一次加入蒸餾釜中，在釜中加熱汽化，產(chǎn)生的蒸汽自塔底上升與塔頂回流的液體進行傳質(zhì)作用后，經(jīng)冷凝器冷凝，冷凝液一部分作為回流，另一部分為塔頂產(chǎn)品。當殘液組成達到要求時，停止操作，殘液一次排出。采用單塔常壓間歇精餾方式，控制回流溫度，分別分離出丁醇、乙酸丁酯、乙酸乙酯。

3.結果

分別對丁醇、乙酸丁酯、乙酸乙酯的含量進行測定。丁醇檢測氣相色譜條件 聚乙二醇毛細管柱：30m×0.25mm（i.d.），熔融石英制。氫火焰檢測器，進樣口溫度：150℃ 檢測器溫度：160℃ 毛細管柱升溫程序：起始60℃，保留2min，以6℃/min升至100℃，保留4min 載氣流速：30ml/min氮氣（純度99.99%）氫氣：30ml/min（純度99.999）空氣600ml/min。乙酸測定方法：采用仲丁醇（用DMF稀釋）為內(nèi)標物，色譜柱：200cm×（D3nlrn的不銹鋼柱；固定液：10%PEG一20M；固定相使用溫度：60～210℃；檢測器：FID；載氣：N2；流速：120kPa；柱溫：llO℃；進樣口溫度：130℃。乙酸乙酯色譜條件：柱溫度：80℃ 汽化室溫度：120℃，載氣流速：55ml/min氮氣（純度99.99%）氫氣：30ml/min（純度99.999，6）空氣600ml/min。丁醇含量為95.6%，乙酸丁酯含量為95.3%，乙酸乙酯含量為96.3%。

4.討論

溶媒萃取法溶媒萃取法是利用溶質(zhì)在互不相溶的兩相之間分配系數(shù)的不同，使溶質(zhì)選擇性的從一種溶劑轉移到另一種溶劑中而得到純化或濃縮的方法，廣泛應用于在抗生素工業(yè)生產(chǎn)中，如螺旋霉素、林可霉素、青霉素等都采用溶媒萃取法提取[7-10]?？股厝苊交厥湛梢越档蜕a(chǎn)成本，減少環(huán)境污染。隨著國家對環(huán)境保護力度的加大，提高回收溶媒的質(zhì)量和降低溶媒消耗成為制藥行業(yè)不可不重視的生產(chǎn)環(huán)節(jié)[11-15]。溶媒回收方法及設備具有廣闊的前景?；厥盏娜軇┍仨氂匈|(zhì)量標準，經(jīng)過驗證后才可以使用。如果回收溶劑的質(zhì)量標準低于新鮮溶劑的質(zhì)量標準，那么必須限定在相同產(chǎn)品工藝中使用。同一產(chǎn)品同一工序的回收溶媒，再次用于同一產(chǎn)品下批生產(chǎn)的同一工序中，或者使用在前工序的一般會被認可?；厥杖軇┤绻挥糜谕划a(chǎn)品同一工序僅做如性狀，折光率或比重即可。不同產(chǎn)品相同的回收溶媒是不能混用的。一般都是做幾次回收溶媒套用的驗證工作，驗證批次至少三個批次或循環(huán)，驗證批次必須包括使用回收溶劑的最后一個批次。溶劑回收與再用應在上報的注冊文件中加以說明，得到注冊批準后才能實施。 [科]

【參考文獻】

[1]賈紹義，柴誠敬等.化工原理課程設計.天津：天津大學出版社，2002.

[2]化學工程手冊編輯委員會.化學工程手冊（3）.北京：化學工業(yè)出版社，1989.10.

[3]劉光啟，馬連湘，劉杰.化學化工物性數(shù)據(jù)手冊[M].北京：化學工業(yè)出版社，2002，4.

[4]化學工程手冊編輯委員會.化學工程手冊（1）.北京：化學工業(yè)出版社，1989.10.

[5]柴誠敬，劉國維，李阿娜.化工原理課程設計[M].天津：天津科學技術出版社，1994，10.

[6]王國勝.化工原理課程設計.大連：大連理工大學出版社，2006.

[7]贠延濱，李平，王艷輝，馬潤宇.膜蒸餾濃縮青霉素水溶液的實驗研究[J].北京化工大學學報（自然科學版），2002（05）.

[8]余立新，劉茂林，蔣維鈞.膜蒸餾的研究現(xiàn)狀及發(fā)展方向[J].化工進展，1991（03）.

[9]史美平，劉素英，李秋元.抗生素生產(chǎn)中溶媒回收工藝[J].河北化工，2001（01）.

[10]胡忠.利用膜分離技術回收正丁醇/水混合液的工藝研究[J].廣西化工，1998（03）.

[11]任不凡.草甘膦及副產(chǎn)氯甲烷回收新工藝研究[D].浙江工業(yè)大學，2005.

[12]史子謙，李春利，郭章紅，張文林.頭孢溶媒的回收[A].第三屆全國傳質(zhì)與分離工程學術會議論文集[C].2002.

[13]凡丹丹，申志輝，林娜，易博.抗生素溶媒的合理選擇[A].海南省藥學會2009年學術會議論文集[C].2009.

[14]徐世民，王軍武，許松林.新型蒸餾技術及應用[J].化工機械，2004（03）.

[15]彭良臣.乙酸乙酯生產(chǎn)廢水中酯的回收工藝研究及模擬計算[D].重慶大學，2003.