一種頭孢氨芐結(jié)晶母液中苯甘氨酸的回收利用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及有機(jī)物母液回收利用工藝，尤其是涉及一種頭孢氨芐結(jié)晶母液中苯甘氨酸的回收利用方法。
【背景技術(shù)】
[0002]頭孢氨芐是一種廣譜抗生素，在其生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)的頭孢氨芐母液廢水含有大量的有機(jī)物、無(wú)機(jī)鹽及少量的頭孢氨芐產(chǎn)品，這種高含鹽量的有機(jī)物廢水很難用常規(guī)生化方法或簡(jiǎn)單納濾處理和回收。頭孢氨芐母液處理現(xiàn)有方案是采用有機(jī)溶劑進(jìn)行萃取與螯合，提取頭孢氨芐，此法不僅浪費(fèi)苯甘氨酸，而且有機(jī)溶劑消耗大，無(wú)法排放至環(huán)保進(jìn)行生化處理，只能通過(guò)蒸發(fā)形成固廢，再處理固廢，此法成本太高并且浪費(fèi)資源。
[0003]專(zhuān)利申請(qǐng)CN103788115A公開(kāi)了一種集成膜法和濃縮酶法濃縮頭孢氨芐的方法，通過(guò)精濾、超濾膜、納濾和反滲透，使原始頭孢氨芐溶液濃縮10倍以上，但其僅僅只是達(dá)到了濃縮目的，對(duì)濃縮液如何處理沒(méi)有告之具體方法；專(zhuān)利CN104058537B公開(kāi)了一種處理頭孢氨芐酶法合成母液廢水的方法，其只能回收利用該母液中的水和無(wú)機(jī)鹽晶體，母液中尚有的其他價(jià)值組分無(wú)法回收。專(zhuān)利CN102816803B公開(kāi)了一種酶法合成阿莫西林母液中有效成分的回收利用方法，包括水解、樹(shù)脂分離、超濾除雜、納濾濃縮、等電點(diǎn)結(jié)晶，回收得D-對(duì)羥基苯甘氨酸；專(zhuān)利CN102392060B公開(kāi)了一種利用納濾回收酶法合成阿莫西林母液中有效成份的方法，包括水解、納濾、等電結(jié)晶，回收D-羥基苯甘氨酸和6-氨基青霉烷酸，其中納濾過(guò)程中還需要調(diào)節(jié)pH。由于阿莫西林和氨芐西林母液鹽含量較低，可以用簡(jiǎn)單的納濾就可以濃縮，并且濃縮之后的濃縮液需要等電點(diǎn)結(jié)晶才能夠得到產(chǎn)品。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種頭孢氨芐結(jié)晶母液中苯甘氨酸的回收利用方法。
[0005]具體方案如下:
[0006]—種頭孢氨芐結(jié)晶母液中苯甘氨酸的回收利用方法，包括以下步驟:
[0007]裂解:向頭孢氨芐結(jié)晶母液中加入青霉素G酰化酶，使其裂解得到含有7-氨基去乙酰氧基頭孢烷酸、苯甘氨酸的裂解液；
[0008]離心:將裂解液離心分離得到7-氨基去乙酰氧基頭孢烷酸晶體和離心后液，其中轉(zhuǎn)速為4000-8000r/min，離心后液進(jìn)行下步；
[0009]預(yù)處理:將離心后液通過(guò)膜過(guò)濾，得到裂解濃縮液和過(guò)濾透析液，過(guò)濾透析液進(jìn)行下步；
[0010]脫鹽:將過(guò)濾透析液通入電滲析器或者通過(guò)離子交換樹(shù)脂，脫去透析液中的小分子鹽類(lèi)，得到脫鹽后液，小分子鹽類(lèi)通過(guò)蒸發(fā)結(jié)晶回收；
[0011 ] 納濾濃縮:將脫鹽后液進(jìn)行納濾濃縮，得到納濾透析液、苯甘氨酸晶體和納濾濃縮液，其中，納濾透析液返回到脫鹽步驟套用，苯甘氨酸晶體和納濾濃縮液由出口一起排出，回收苯甘氨酸晶體后將剩余母液返回到上步預(yù)處理步驟中回用。
[0012]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的裂解反應(yīng)條件為，pH = 5-9，溫度為25-50°C的條件下反應(yīng)l_5h。
[0013]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的裂解液調(diào)節(jié)其pH為3-5，溫度為25-30°C儲(chǔ)存，以防變質(zhì)。
[0014]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述預(yù)處理過(guò)程中膜過(guò)濾的膜芯為卷式超濾膜或卷式納濾膜或卷式超濾膜與卷式納濾膜組合使用，運(yùn)行壓力為lbar_20bar。
[0015]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述脫鹽過(guò)程中電滲析按照膜對(duì)數(shù)確定所供給的直流電電壓；任選的，X對(duì)膜供給0.5X-X伏電壓。
[0016]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述脫鹽過(guò)程中離子交換樹(shù)脂流速為1-3BV/H。
[0017]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的納濾濃縮所使用膜芯為納濾膜芯，運(yùn)行壓力為15_25bar ；
[0018]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的苯甘氨酸晶體可與市售的苯甘氨酸混合，用于與甲醇反應(yīng)合成苯甘氨酸甲酯，或重結(jié)晶后再與反應(yīng)甲醇合成苯甘氨酸甲酯。
[0019]其進(jìn)一步的技術(shù)方案是，所述的預(yù)處理、脫鹽和納濾濃縮過(guò)程中膜的運(yùn)行溫度范圍為5-30 °C，單支膜元件壓差不超過(guò)lbar。
[0020]本發(fā)明所使用的頭孢氨芐結(jié)晶母液為酶法生產(chǎn)頭孢氨芐過(guò)程中結(jié)晶提取后剩余廢液，其經(jīng)青霉素G酰化酶作用后，頭孢氨芐裂解為7-氨基去乙酰氧基頭孢烷酸晶體(7ADCA)和苯甘氨酸，為避免裂解液變質(zhì)，需要調(diào)節(jié)其pH = 3-5，在溫度25-30°C的條件下儲(chǔ)存。
[0021 ] 對(duì)于裂解液中的7ADCA，經(jīng)過(guò)離心分離后可使用微米級(jí)濾袋(濾袋孔徑5um-10um)過(guò)濾后，利用蒸發(fā)結(jié)晶的方法回收；過(guò)濾透析液中苯甘氨酸的含量為3-7mg/mL，通過(guò)等電點(diǎn)pH = 2-7可結(jié)晶回收少部分苯甘氨酸，剩余大部分苯甘氨酸仍在過(guò)濾透析液中，需要進(jìn)一步處理。
[0022]預(yù)處理過(guò)程中產(chǎn)生的裂解濃縮液可排放至環(huán)保單位做生化處理，過(guò)濾透析液進(jìn)行脫鹽處理，脫去小分子鹽類(lèi)，主要為硫酸銨鹽。脫鹽后的苯甘氨酸溶液通過(guò)納濾濃縮回收苯甘氨酸，納濾透析液部分回用至脫鹽系統(tǒng)，部分可排放至環(huán)保做生化處理。
[0023]膜過(guò)濾過(guò)程中壓力過(guò)高會(huì)減短膜的使用壽命，甚至損壞膜設(shè)備，壓力過(guò)低過(guò)濾效果不佳，可能需要較長(zhǎng)時(shí)間才能達(dá)到既定的效果，費(fèi)時(shí)費(fèi)事。
[0024]電滲析按照膜對(duì)數(shù)確定所供給的直流電電壓，電壓為離子迀移提供動(dòng)力，過(guò)高影響產(chǎn)物性能，過(guò)低迀移效果不佳。
[0025]有益效果:(1)本發(fā)明主要使用膜法處理頭孢氨芐結(jié)晶母液，最終排放C0D低，可直接給予環(huán)保單位進(jìn)行生化處理；(2)本發(fā)明所提供的方法一方面避免蒸發(fā)形成固廢，另一方面降低處理成本，同時(shí)回收有價(jià)值的物質(zhì)，回收所得到的苯甘氨酸還可直接運(yùn)用于后續(xù)生產(chǎn)，增長(zhǎng)了效益，有利于資源的最大化利用；(3)本發(fā)明降低了生產(chǎn)成本，有利于環(huán)境保護(hù)，是一種綠色高效的回收方法。
[0026]本發(fā)明主要使用膜法處理頭孢氨芐結(jié)晶母液，最終排放C0D約為20000mg/L，氨氮約為10000mg/L，環(huán)保單位可以進(jìn)行生化處理后排放。
【附圖說(shuō)明】
[0027]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。實(shí)施例中未注明具體技術(shù)或條件者，按照本領(lǐng)域內(nèi)的文獻(xiàn)所描述的技術(shù)或條件或者按照產(chǎn)品說(shuō)明書(shū)進(jìn)行。所用試劑或儀器未注明生產(chǎn)廠商者，均為可以通過(guò)市購(gòu)獲得的常規(guī)產(chǎn)品。
[0029]圖1是本發(fā)明的工藝流程圖，一種頭孢氨芐結(jié)晶母液中苯甘氨酸的回收利用方法，包括裂解、離心、預(yù)處理、脫鹽、納濾濃縮，裂解主要承擔(dān)頭孢氨芐母液裂解為7ADCA(晶體)和苯甘氨酸的作用，7ADCA經(jīng)過(guò)離心機(jī)回收后，頭孢氨芐裂解液進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后濃縮液含有大分子蛋白及其他雜質(zhì)排放至環(huán)保單位處理，過(guò)濾透析液含有苯甘氨酸及小分子鹽類(lèi)進(jìn)行脫鹽處理，使得苯甘氨酸與小分子鹽類(lèi)分離，小分子鹽類(lèi)溶液通過(guò)蒸發(fā)回收小分子鹽晶體，脫鹽后的苯甘氨酸溶液進(jìn)行納濾濃縮回收苯甘氨酸，納濾透析液可回用至脫鹽系統(tǒng)，多余部分也可排放至環(huán)保單位做深度生化處理。
[0030]實(shí)施例1
[0031]取酶法頭孢氨芐結(jié)晶母液100L，其中頭孢氨芐含量為15_18g/L，向其中加入青霉素G?；?0kg，調(diào)節(jié)pH = 7，溫度為40°C的條件下反應(yīng)2h，使其裂解得到含有7-氨基去乙酰氧基頭孢烷酸和苯甘氨酸的裂解液，其中苯甘氨酸15-18g/L，頭孢氨芐含量小于lg/L，硫酸銨約為100g/L、電導(dǎo)率約為10ms/cm、生化耗氧量(C0D)約為200000mg/L、氨氮(NH3-N)約為30000mg/L，pH = 6-70使用稀硫酸調(diào)節(jié)裂解液pH到pH = 4，保溫溫度為30°C備用Ο
[0032]取裂解液100L進(jìn)行離心分離，轉(zhuǎn)速為4000r/min，得到7-氨基去乙酰氧基頭孢烷酸晶體1.02kg和離心后液約100L，離心后液經(jīng)過(guò)2KDa-20KDa的卷式超濾膜過(guò)濾，運(yùn)行壓力3bar，溫度小于30°C，運(yùn)行2小時(shí)后加純化水30L，得到10L濃縮液與120L透過(guò)液(過(guò)濾透析液)，其中濃縮液C0D約為20000mg/L，氨氮約為10000mg/L，經(jīng)過(guò)管道排放至環(huán)保進(jìn)行生化處理；其中透過(guò)液苯甘氨酸5g/L左右，硫酸銨83g/L左右。
[0033]取透過(guò)液120L通入電滲析器，電滲析器采用120對(duì)膜，通入電壓120V，連續(xù)運(yùn)行4h脫去透析液中的小分子鹽類(lèi)，得到脫鹽后液，小分子鹽類(lèi)通過(guò)蒸發(fā)器結(jié)晶回收，得到9k