應(yīng)用林可霉素藥渣二次脫水回收發(fā)酵液技術(shù)的研究分析

許凌云

【摘 要】本項(xiàng)目是公司自主研發(fā)的專用擠壓設(shè)備，對(duì)鹽酸林可霉素藥渣進(jìn)行二次擠壓，對(duì)擠壓出的發(fā)酵液進(jìn)行回收利用，以提高產(chǎn)品的有效單位，提高產(chǎn)品收率，減少藥渣運(yùn)輸費(fèi)用、干燥費(fèi)用，減少藥渣干燥過程中產(chǎn)生廢氣對(duì)大氣環(huán)境的影響，減少抗生素對(duì)周圍環(huán)境中土壤和水體的污染。

【關(guān)鍵詞】抗生素；藥渣；發(fā)酵液；二次脫水；收率；效益

一、前言

鹽酸林可霉素是一種高效的抗革蘭陽(yáng)性菌的抗生素，尤其對(duì)于使用青霉素和紅霉素過敏的患者來說比較適用。直接處理這樣的藥渣，不但浪費(fèi)，而且藥渣問題也是公司目前面對(duì)的一個(gè)重大環(huán)保問題。為了提高抗生素產(chǎn)出率，減少實(shí)際產(chǎn)渣量，改善藥渣的環(huán)保問題，企業(yè)本著可持續(xù)發(fā)展為目的成立了科技攻關(guān)小組，對(duì)抗生素藥渣回收進(jìn)行專題研究。

二、概述

2.1研究開發(fā)的內(nèi)容：

①抗生素藥渣來源、種類、數(shù)量調(diào)研。②利用超高壓板框?qū)λ幵M(jìn)行二次擠壓，首先對(duì)可適應(yīng)藥渣進(jìn)行水洗稀釋，降低藥渣內(nèi)抗生素的濃度，通過高壓板框?qū)λ幵M(jìn)行擠壓，可擠出60%左右的間隙水。③對(duì)擠出的水進(jìn)行分析，測(cè)定抗生素含量，由發(fā)酵車間萃取回收抗生素。④根據(jù)實(shí)驗(yàn)相關(guān)數(shù)據(jù)，生產(chǎn)中推廣使用。

2.2項(xiàng)目研究目的

①將林可霉素藥渣變廢為寶，從危險(xiǎn)固廢—抗生素藥渣中提取抗生素產(chǎn)品，提高產(chǎn)品產(chǎn)出率，為公司創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。②為保護(hù)環(huán)境，降低藥渣中有機(jī)物含量，減少干燥尾氣對(duì)大氣影響。③藥渣減量化，節(jié)約烘干及運(yùn)輸成本。④實(shí)現(xiàn)企業(yè)的社會(huì)利益和環(huán)境利益。⑤降低藥渣擠出濾液中抗生素殘余，為污水處理水站直接處理林可霉素廢水減少壓力。

2.3目前的技術(shù)現(xiàn)狀。公司發(fā)酵車間產(chǎn)生的林可霉素板框藥渣含水率在75%左右，日產(chǎn)生量約120噸。公司現(xiàn)有藥渣的處理處置方式：生產(chǎn)車間產(chǎn)生的含水率在70-85%藥渣運(yùn)輸?shù)胶娓绍囬g利用回轉(zhuǎn)滾筒熱風(fēng)干燥爐進(jìn)行干燥至含水率約10-15%，然后進(jìn)行部分焚燒、部分暫存、部分委托處置，在藥渣干燥過程中消耗大量的燃料煤，產(chǎn)生大量的含有刺鼻性惡臭氣體，對(duì)企業(yè)周圍環(huán)境造成一定影響；同時(shí)，發(fā)酵液在經(jīng)板框壓濾過程后，藥渣里面還殘留很多有效效價(jià)，給企業(yè)效益帶來不必要的損失。

2.4國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)使用情況。2008年6月6日，國(guó)家環(huán)保部門將抗生素菌渣定義為危險(xiǎn)廢物。國(guó)家對(duì)于危險(xiǎn)廢物的處置管理十分嚴(yán)格，雖然首先要求立足于綜合利用，但是對(duì)其處置過程中對(duì)環(huán)境的影響，最終產(chǎn)品是否存在安全隱患都要做出鑒定，但抗生素菌渣的綜合利用方面尚缺乏技術(shù)支持。因此，目前我國(guó)抗生素生產(chǎn)企業(yè)處置抗生素菌渣的合法出路只有按照危險(xiǎn)廢物處理方式進(jìn)行填埋或焚燒。

2.5實(shí)驗(yàn)方法

①用高效液相色譜法分析林可霉素藥渣擠出濾液中林可霉素的含量。②根據(jù)其效價(jià)對(duì)濾液進(jìn)行有效回收利用。

三、林可霉素藥渣二次脫水回收發(fā)酵液的研究過程

3.1項(xiàng)目研究（設(shè)計(jì)）思路、原則、原理。我們從提高產(chǎn)品產(chǎn)出率，降低藥渣中有機(jī)物含量，減少干燥尾氣對(duì)大氣影響的中心思想進(jìn)行設(shè)計(jì)，力求為公司創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

3.2關(guān)鍵工藝參數(shù)監(jiān)控。采用直立型液壓板框機(jī)，配備3m×3m的密集斜紋濾布、高強(qiáng)度榨筋，裝配25Map高壓油泵（最高可承受40Map），為了保證安全工作，采用正常工作壓力20Map（相當(dāng)于300噸壓力）。板框機(jī)采用連續(xù)性自上料（一次大約可上料2.5噸藥渣），用DN300型絞籠、傳送至板框機(jī)上方通過梯形槽絞籠自下料，通過直立型液壓板框機(jī)脫水后，原料含水率由75%左右，下降到含水率50%左右。

3.3知識(shí)產(chǎn)權(quán)情況及相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)分析。本項(xiàng)目是某企業(yè)自主提出研發(fā)，對(duì)擠壓出的濾液進(jìn)行回收利用以提高發(fā)酵產(chǎn)品的有效單位，提高產(chǎn)品收率，減少藥渣運(yùn)輸費(fèi)用、干燥費(fèi)用，減少藥渣干燥過程中產(chǎn)生廢氣對(duì)大氣環(huán)境的影響，在實(shí)施過程中會(huì)增加設(shè)備投資和能原消耗，增加勞動(dòng)人員。本項(xiàng)目不會(huì)影響發(fā)酵車間的正常運(yùn)行，不存在風(fēng)險(xiǎn)。

3.4實(shí)驗(yàn)研究過程

3.4.1 小試試驗(yàn)

要求：對(duì)林可霉素藥渣二次擠壓濾液的效價(jià)檢測(cè)需采用液相進(jìn)行檢測(cè)。每日取200公斤藥渣再加相同條件下進(jìn)行擠壓實(shí)驗(yàn)，取其濾液分別用液相和化測(cè)方法測(cè)其效價(jià)，持續(xù)測(cè)5批藥渣。

擠壓階段：由藥渣車間負(fù)責(zé)每日在同一批藥渣取200公斤分別在不加稀釋水、80公斤稀釋水和100公斤稀釋水的條件下進(jìn)行擠壓產(chǎn)生可回收濾液?；?yàn)階段：每日產(chǎn)生濾液由環(huán)保專職人員監(jiān)督負(fù)責(zé)取樣品送至化驗(yàn)室采用液相法對(duì)每批濾液的效價(jià)進(jìn)行化驗(yàn)，同時(shí)，發(fā)酵車間由車間化驗(yàn)人員做同批生測(cè)化驗(yàn)，由專職人員對(duì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果在車間化驗(yàn)室用化測(cè)方法化驗(yàn)，使用自動(dòng)顯光儀設(shè)備，鈉燈光源不穩(wěn)定導(dǎo)致與用液相色譜化驗(yàn)方法的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)相差比較大，經(jīng)車間與化驗(yàn)室化驗(yàn)員確定：兩者存在誤差為正常，以液相方法為準(zhǔn)。由于實(shí)驗(yàn)階段液壓板框擠壓藥渣的力度不固定以及濾布的干濕程度不同，最終得到的藥渣含水率會(huì)有小幅度誤差。

3.4.2中試試驗(yàn)：

中試試驗(yàn)是放大小試試驗(yàn)，把林可霉素每天產(chǎn)生的藥渣全部擠壓產(chǎn)生的濾液在發(fā)酵車間提取工段重新提取得到林可霉素產(chǎn)品，連續(xù)十天取林可霉素藥渣擠壓的濾液分別在生物研究所用液相法和發(fā)酵車間提取工段用化測(cè)法測(cè)其效價(jià)。擠壓藥渣濾液的取樣時(shí)間為瞬時(shí)取樣只做參考，實(shí)驗(yàn)效價(jià)以最終兩車間混合濾液為準(zhǔn)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可看出混合濾液平均效價(jià)為2031.6，平均每天擠出濾液重量為68噸，由于實(shí)驗(yàn)階段不需要滿負(fù)荷生產(chǎn)，所以還有兩臺(tái)設(shè)備未開啟，每天有兩車藥渣未擠壓，如果林可藥渣全部擠壓，初步估算每天可擠出80噸濾液（發(fā)酵車間1每天產(chǎn)生藥渣為4-5批大約80-90噸；發(fā)酵車間2每天產(chǎn)生藥渣2-3批大約30-35噸，合計(jì)每天大約處理120噸藥渣）。

四、項(xiàng)目創(chuàng)新點(diǎn)

目前我國(guó)抗生素生產(chǎn)企業(yè)處置抗生素菌渣的合法出路只有按照危險(xiǎn)廢物處理方式進(jìn)行填埋或焚燒，而直接填埋或焚燒使很大一部分抗生素藥渣中的殘余效價(jià)流失到人類生存環(huán)境中，造成人類生存環(huán)境中土壤、水體抗生素超標(biāo)，同時(shí)給企業(yè)帶來不必要的經(jīng)濟(jì)損失。經(jīng)過藥渣二次擠壓后取其濾液中的有效成分，從而可以從危險(xiǎn)固廢—抗生素藥渣中提取抗生素產(chǎn)品，提高產(chǎn)品產(chǎn)出率，為公司創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。

五、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益

5.1產(chǎn)品收率。要求：由于發(fā)酵車間正常生產(chǎn)的產(chǎn)品就是以化測(cè)法測(cè)定的效價(jià)，所以小試和中試在生物研究所用液相法測(cè)的林可藥渣二次擠壓產(chǎn)生的濾液效價(jià)部不做為考核依據(jù)，濾液產(chǎn)品效價(jià)以車間化驗(yàn)室采用的化測(cè)發(fā)法為準(zhǔn)。

5.2要求。二次擠壓濾液的產(chǎn)量不能以平均效價(jià)來計(jì)算，按照正常生產(chǎn)要求做三個(gè)月的生產(chǎn)試驗(yàn)對(duì)照本項(xiàng)目未投產(chǎn)前三個(gè)月正常生產(chǎn)的總產(chǎn)量做對(duì)比，以此來核算二次擠壓濾液產(chǎn)品收率，從而得到產(chǎn)品收益。

六、本項(xiàng)目完成情況

6.1質(zhì)量指標(biāo)：全面符合新標(biāo)準(zhǔn)（符合2015版藥典）

6.2二次回收濾液收率：林可藥渣二次擠壓回收套用收率為34.73%。

6.3運(yùn)營(yíng)成本：工人工資+運(yùn)營(yíng)消耗=27.37萬(wàn)元/月

6.4經(jīng)濟(jì)效益：濾液回收效益+運(yùn)輸節(jié)約費(fèi)+一次水節(jié)約費(fèi)+燃煤節(jié)約費(fèi)+用電節(jié)約費(fèi)=61.73萬(wàn)元/月

6.5環(huán)境效益

6.5.1月減少二氧化硫排放量：180*0.6%*80%*2*80%=1.38噸/月

6.5.2月減少氮氧化物排放量：180*7.5/1000=1.35噸/月

6.5.3月減少大氣熱污染排放量：一臺(tái)引風(fēng)機(jī)（包含兩個(gè)烘干機(jī)）的風(fēng)量為15000M3/小時(shí)，本項(xiàng)目實(shí)施后每日可減少烘干時(shí)間8小時(shí)，那么每月可減少大氣污染排放量為：15000*8*30=3600000M3。

6.6社會(huì)效益：藥渣二次擠壓回收濾液可以大大降低藥渣中有機(jī)物含量，減少干燥尾氣對(duì)大氣影響，提高大氣質(zhì)量，減少抗生素對(duì)周圍環(huán)境中土壤和水體的污染，與直接填埋或焚燒法相比更加環(huán)保，有利于居民身心健康，推進(jìn)和諧社會(huì)的發(fā)展，推進(jìn)防治污染和清潔生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，有利于生態(tài)文明的建設(shè)，體現(xiàn)了綠色發(fā)展的理念。