青霉素發(fā)酵液臥螺離心機過濾工藝的研究

2011-06-15 來源：中國離心機網(wǎng)責任編輯：未填瀏覽數(shù)：803 中國過濾分離網(wǎng)

核心提示：我國目前青霉素生產(chǎn)能力達到12000t以上，占全球生產(chǎn)能力的50%，是世界青霉素生產(chǎn)大國。青霉菌發(fā)酵液是一個混合液，其中有菌絲體、未用完的培養(yǎng)基、生產(chǎn)菌的代謝產(chǎn)物和一些雜質，其中青霉素的含量大約占整個發(fā)酵液的0.1%~4.5%，青霉菌發(fā)酵由于蛋白含量高，粘度大，過濾難處理。我國抗生素工業(yè)及其他微生物發(fā)酵的發(fā)酵液過濾基本上采用手動板框壓濾機，設備較落后，勞動條件差，濾液純度不高。

　　青霉素發(fā)酵液臥螺離心機過濾工藝的研究
　　李華喬梁萬秋喬文慶秘彥坤紀廷忠孫文文
　?。ㄊ幖瘓F中潤制藥＜內(nèi)蒙古＞有限公司內(nèi)蒙古呼和浩特010206）

　　【摘要】臥螺離心機是近年來使用的過濾設備，廣泛應用于糧油、食品、化工、礦產(chǎn)品深加工及環(huán)保等行業(yè)，取得了非常好的效果。青霉素是抗生素的代表產(chǎn)品，在我國產(chǎn)量大。由于青霉素發(fā)酵液過濾效率低，難處理等缺點，給生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)帶來了很大的壓力。青霉素發(fā)酵液利用臥螺離心機進行處理，在過濾方面具有較高的優(yōu)勢。

　　【關鍵詞】臥螺離心機；過濾效率；指標

　　前言
　　我國目前青霉素生產(chǎn)能力達到12000t以上，占全球生產(chǎn)能力的50%，是世界青霉素生產(chǎn)大國。青霉菌發(fā)酵液是一個混合液，其中有菌絲體、未用完的培養(yǎng)基、生產(chǎn)菌的代謝產(chǎn)物和一些雜質，其中青霉素的含量大約占整個發(fā)酵液的0.1%~4.5%，青霉菌發(fā)酵由于蛋白含量高，粘度大，過濾難處理。我國抗生素工業(yè)及其他微生物發(fā)酵的發(fā)酵液過濾基本上采用手動板框壓濾機，設備較落后，勞動條件差，濾液純度不高。
　　近年來，隨著科學技術的進步，出現(xiàn)了一種新的過濾設備———臥螺離心機。臥螺離心機由于固液分離效率高，生產(chǎn)成本低等優(yōu)點受到越來越多廠家的關注，引起了制藥企業(yè)的興趣。
　　臥螺離心機由轉鼓，螺旋推料器，差速器等部件組成，主要特點是長徑比大，轉鼓高，分離因素高，當物料從進料管進入螺旋推料器錐端后，因高速旋轉，物料經(jīng)雙S面流向轉鼓壁，組成物料的輕重相，由于受到不同的離心力，重相快速沉積到轉鼓內(nèi)壁上，而輕相則較慢地貼附到重相表面，輕重相之間形成了一層分界面，隨著重相沉積增多，螺旋葉片頂端進入重相沉積層，轉鼓與螺旋同向高速旋轉，且有一定差速，這相對轉差使重相顆粒向轉鼓小端出料口移動，而輕相液則經(jīng)螺旋形通道，流向液相出口，液相出口的位置由調(diào)節(jié)片控制。目前，臥螺離心機已經(jīng)廣泛應用于糧油、食品、化工、礦產(chǎn)品深加工及環(huán)保等行業(yè)。臥螺離心機是利用轉鼓產(chǎn)生的離心慣性力來實現(xiàn)懸浮液、乳濁液或濃縮的機器。臥螺離心機適用于分離粘度大，顆粒細，難過濾的中等及細顆粒，同時固相密度大于液相密度，固相濃度在2~50%之間，顆粒直徑變化比較大的懸浮液。
　　本廠利用臥螺離心機處理發(fā)酵液，取得了很好的效果。
　　1、實驗部分
　　1.1儀器和設備
　　LWD430WIII臥式螺旋料沉降離心機，浙江寧波海申機電總廠；真空烘干箱，上海博訊實業(yè)有限公司；
　　高效液相色譜(Agilent1100)，安建倫科技有限公司；
　　722S型分光光度計，上海研潤光機科技有限公司；
　　1.2過濾方法、過濾工藝
　　向青霉素發(fā)酵液加入一定的絮凝劑，形成繁花，被一次水進行稀釋后，稀釋后的發(fā)酵液利用過臥螺離心機進行過濾，濾液收集起來，濾餅由螺旋輸送器送到拉餅車上運走。

　　發(fā)酵液經(jīng)一次水稀釋調(diào)酸后，加合適的絮凝劑，使水或液體中懸浮微粒集聚變大，形成絮團，也稱為繁花，從而加快粒子的聚沉，達到更好的固—液分離的效果，然后利用螺桿泵，將發(fā)酵液打到臥螺離心機中。
　　絮凝劑加入到發(fā)酵液中，一般是通過絮粒，分子量在1000萬以上，與發(fā)酵液通過吸附、交聯(lián)、網(wǎng)捕、聚結等作用，將發(fā)酵液中的分子成份，聚結成大的繁花，螺桿泵是通過擠壓作用，將發(fā)酵液打到臥螺離心機內(nèi)的，螺桿泵將發(fā)酵液打到離心機內(nèi)，在此過程中，不會將發(fā)酵液和絮凝劑形成的繁華打碎。發(fā)酵液經(jīng)臥螺離心機過濾后，濾液收集起來，濾餅經(jīng)過皮帶輸送器輸送到拉餅車上。
　　1.3實驗數(shù)據(jù)
　　1.3.1臥螺離心機處理發(fā)酵液涉及到的各項參數(shù)
　　調(diào)整臥螺離心機的過濾參數(shù)，更好的過濾青霉素發(fā)酵液。臥螺離心機影響發(fā)酵液的過濾參數(shù)主要有主電機頻率、副電機的頻率、差速度、臥螺離心機的分離因素、物料的固含量、進料量等因素。
　　臥螺離心機的主電機頻率是關于臥螺離心機轉鼓速度，主電機頻率越大，臥螺離心機的轉鼓速度越大；臥螺離心機的副電機頻率是關于螺旋輸料器的速度；根據(jù)主、副電機頻率可以確定臥螺離心機的差速度。臥螺離心機的差速度是固液分離的一個重要指標。
　　分離因素，指的是在同一萃取體系內(nèi)兩種溶質在同樣條件下分配系數(shù)的比值。分離因素愈大（或愈?。f明兩種溶質分離效果愈好，分離因素等于1，這兩種溶質就分不開了。臥螺離心機上的分離因素則指的是相對離心力。計算公式為RCF=F離心力／F重力=mω2r/mg=ω2r/g。每臺臥螺離心機都有固定的分離因素。
　　物料固含量高，制約著臥螺離心機處理的能力，一般而言，物料固含量越低，臥螺離心機處理量越大、物料固含量越高，臥螺離心機處理量越低，目前，關于物料固含量與處理量關系主要是通過實驗進行確定的。
　　1.3.2發(fā)酵液各項指標
　　臥螺離心機處理青霉素發(fā)酵液的實驗，需要對青霉素發(fā)酵液過濾后的濾液和濾餅等各項指標進行檢測。
　　濾液的指標主要有濾液透光率、濾餅的殘留效價、濾餅的含水率等。
　　1.3.3儀器
　　722S型分光光度計，上海研潤光機科技有限公司；
　　高效液相色譜(Agilent1100)，安建倫科技有限公司；
　　真空干燥箱，上海博訊實業(yè)有限公司；
　　酸度計，梅特勒托利多儀器（上海）有限公司；
　　1.3.4臥螺離心機處理青霉素發(fā)酵液主要因素水平的確定
　　臥螺離心機處理青霉素發(fā)酵液，需要調(diào)整的因素有臥螺離心機主電機頻率、臥螺離心機副電機頻率、臥螺離心機離心的差速度、臥螺離心機分離因素等。由于臥螺離心機的差速度是由主電機頻率和副電機頻率決定的，每臺臥螺離心機都有一個固定的分離因素，本次實驗，選用是LWD430WIII型號臥螺離心機，最大分離因素為1505。
　　因此，臥螺離心機處理青霉素發(fā)酵液的實驗，涉及到的主要因素有主電機頻率和副電機頻率。
　　1.3.5利用臥螺離心機處理青霉素發(fā)酵液的實驗數(shù)據(jù)
　　臥螺離心機處理青霉素發(fā)酵的過濾效果，除了與臥螺離心機自身的因素有關外，還與青霉素發(fā)酵液的預處理有關。青霉素發(fā)酵液的預處理，包括調(diào)整青霉素發(fā)酵液的pH值、一次水對青霉素發(fā)酵液的稀釋、加入合適的絮凝劑等。
　　青霉素發(fā)酵液中，含有一定量的蛋白，調(diào)整青霉素發(fā)酵液的pH值，達到發(fā)酵液中的主要蛋白的等電點，使絕大部分蛋白沉淀，改善了青霉素發(fā)酵液的過濾效果。由于青霉素對pH值比較敏感，調(diào)整發(fā)酵液的pH值，有可能導致青霉素的降解。因此，青霉素發(fā)酵液的pH值調(diào)整范圍1在（4.5~6.5）之間；物料的固含量制約著臥螺離心機分離物料的處理量和處理效果，青霉素發(fā)酵液，固含量高，需要對青霉素發(fā)酵液進行一次水稀釋，達到臥螺離心機處理發(fā)酵液的最好效果，一次水對發(fā)酵液的稀釋比在（0.5~1）的范圍內(nèi)；臥螺離心機處理青霉素發(fā)酵液一定要選擇合適的絮凝劑和絮凝劑合適的加量，本廠利用臥螺離心機處理青霉素發(fā)酵液，選擇的絮凝劑是PAM陽離子型絮凝劑，加量范圍從（300ppm~800ppm）之間。
　　2、結論
　　臥螺離心機雖然廣泛應用于糧油、食品、化工、礦產(chǎn)品深加工及環(huán)保等行業(yè)，在制藥行業(yè)曾經(jīng)應用過。但在青霉素制藥行業(yè)，臥螺離心機還沒有使用過。本次，青霉素發(fā)酵液利用臥螺離心機進行過濾處理，取得了較好的實驗效果，是一次很好的嘗試。
　　但是青霉素發(fā)酵液在利用臥螺離心機進行過濾處理時，絮凝劑加量偏大，濾液與板框過濾后的濾液有一定的區(qū)別，對提取工藝有一定的影響，需要對臥螺離心機過濾后的濾液做進一步的實驗。
　　【參考文獻】
　?。?］儀宏，王麗麗，蓋來兵，劉秦，胡慧麗，等．青霉素發(fā)酵液過濾工藝的革新．河北化工,1999，2（20）．
　?。?］龍杰紅．國產(chǎn)大型臥螺機成功用于酒糟醪液分離．化工設備與防腐蝕,2002，4(5)．
　?。?］楊正富．臥螺機污泥脫水中幾種聚丙烯酰胺的篩選研究．工業(yè)水處理，2000,9(20)．［責任編輯：常鵬飛］

打賞

分享到：

0 條相關評論