專利名稱：一種四環(huán)素結(jié)晶母液的處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種從一般做為廢液排放的四環(huán)素結(jié)晶母液中回收草酸和四環(huán)素，從而提高其可生化處理性的方法。
四環(huán)素常規(guī)生產(chǎn)方法的主要步驟是發(fā)酵→酸化→純化→過濾→結(jié)晶。結(jié)晶物經(jīng)分離精制得到四環(huán)素成品，與結(jié)晶物相分離后的液相稱為四環(huán)素結(jié)晶母液(以下簡(jiǎn)稱為母液)。
母液主要成份有未利用的發(fā)酵原料，微生物代謝產(chǎn)物，提取過程中加入的化學(xué)藥劑，殘留的四環(huán)素，等等。其中，做為酸化劑的草酸的濃度一般為6.8～7.4g/l，殘留四環(huán)素的濃度一般為0.9～1.6g/l。目前在國(guó)內(nèi)，母液一般做為廢液直接排放或經(jīng)生化處理后排放。一方面，母液中所含有用物質(zhì)大量流失，造成浪費(fèi);另一方面，母液中有機(jī)物濃度高，草酸和四環(huán)素對(duì)微生物有較強(qiáng)的抑制作用，使生化處理效果不好，甚至難于進(jìn)行。草酸的抑制作用有試驗(yàn)結(jié)果為證(《化工環(huán)?！?，1987.5，P275)。做為抗生素，四環(huán)素的抑制作用是顯然的。
迄今為止，從母液中回收草酸和回收四環(huán)素是被孤立地分別加以考慮和進(jìn)行的。例如，《抗生素生產(chǎn)工藝學(xué)》(華東化工學(xué)院、沈陽(yáng)藥學(xué)院，化工出版社，1982.5)中所介紹的回收草酸的方法“四環(huán)類抗生素廢液中，加入硫酸鉛，在60℃下反應(yīng)生成草酸鉛。后者在90～95℃下用硫酸分解，經(jīng)過濾、冷卻、結(jié)晶后可得回收草酸。”這一方法使用對(duì)人體有害的鉛離子，并需要在60℃下反應(yīng)，致使四環(huán)素的結(jié)構(gòu)和生物活性受到破壞，失去回收價(jià)值。
另一方面，歐洲專利0，092，193(申請(qǐng)?zhí)枮?3103663.7)述及了一種回收四環(huán)素的方法使結(jié)晶母液依次通過弱堿性樹脂和大孔吸附性樹脂，用弱堿性樹脂吸附母液中雜質(zhì)使其與母液相分離后，用大孔吸附樹脂吸附四環(huán)素。飽和后，用15～60%的甲醇或丙酮的酸性水溶液解吸，并按公知方法從解吸液中提取四環(huán)素。該方法的問題在于，未考慮草酸回收，仍會(huì)造成浪費(fèi)和影響生化處理效果。另外，由于結(jié)晶母液中含有大量雜質(zhì)，弱堿性樹脂負(fù)荷高，再生頻繁。該方法還有使用樹脂種類多，費(fèi)用高，管理復(fù)雜的缺點(diǎn)。
我國(guó)目前的現(xiàn)實(shí)情況是四環(huán)素生產(chǎn)工藝較落后，母液草酸含量高;草酸生產(chǎn)方法落后，價(jià)格貴;樹脂工業(yè)不發(fā)達(dá)，價(jià)格偏高，管理水平較低，環(huán)境污染嚴(yán)重。本發(fā)明的目的在于根據(jù)我國(guó)現(xiàn)狀，提供一種克服現(xiàn)有技術(shù)不足，將草酸回收、四環(huán)素回收和母液污染問題綜合考慮、全面解決的方法。
本發(fā)明可描述如下①用稀HCl或稀H2SO4將母液pH調(diào)至2.3左右，使細(xì)微的四環(huán)素結(jié)晶體溶解;
②用稀NaOH或稀NH3·H2O將pH調(diào)至5左右;
③加入CaCl2或其水溶液，緩慢攪拌，并用稀NaOH或稀NH3·H2O使pH保持在4.8～5.2;
④固液分離，液相用于四環(huán)素回收;
⑤將固相用H2SO4酸化;
⑥固液分離，用公知方法(如濃縮、結(jié)晶、重結(jié)晶等)從液相中提取草酸;
⑦將④中所述液相用石英砂層過濾;
⑧使濾過液通過大孔吸附樹脂;
⑨按公知方法解吸(如用甲醇或丙酮酸性水溶液)及從解吸液中提取四環(huán)素(如濃縮、調(diào)pH、結(jié)晶)。
步驟③應(yīng)加等當(dāng)量或略過量的CaCl2，以使草酸沉淀完全，其具體加入量可按草酸濃度和化學(xué)方程式算出;也可在臨近終點(diǎn)時(shí)，取出微量母液，加入CaCl2，若有白色沉淀生成，則說明尚未到達(dá)反應(yīng)終點(diǎn)，應(yīng)繼續(xù)投加CaCl2，如此直至無白色沉淀生成，根據(jù)草酸鈣的溶解曲線，使pH維持在4.8～5.2范圍內(nèi)是適宜的。在步驟⑤中，為了既避免反應(yīng)過于劇烈，又不使液相體積過大，硫酸濃度宜采用40～60%;為使酸化盡量完全，硫酸可適量過量。經(jīng)草酸與四環(huán)素回收后的母液直接排放或經(jīng)生化處理后排放。
本發(fā)明使用CaCl2做沉淀劑回收草酸，不添加有害離子，并可在室溫下反應(yīng)，不妨礙四環(huán)素回收;在草酸回收過程中，大量雜質(zhì)隨之除去，所以弱堿性述脂可省去不用，使四環(huán)素回收的操作簡(jiǎn)化、費(fèi)用降低;母液去除了抑制微生物的草酸和四環(huán)素，提高了可生化處理性，降低了化學(xué)耗氧量，減輕了對(duì)環(huán)境的污染;回收了有較高經(jīng)濟(jì)價(jià)值的草酸和四環(huán)素。
初步估算，年產(chǎn)50噸四環(huán)素的中型制藥廠，采用本發(fā)明的收益可達(dá)100萬元/年以上。
實(shí)施例10升母液，pH為4.8，其中含草酸6.72克/升，四環(huán)素1.09克/升，化學(xué)耗氧量12.25克/升。
用0.01N HCl調(diào)pH至2.3，用0.01N NaOH調(diào)pH至5.0，加入濃度為300克/升的CaCl2水溶液300毫升并緩慢攪拌;靜置40分鐘后移去上清液用于四環(huán)素回收;余下部分過濾，用清水、5%NaOH、清水洗滌濾渣;用40% H2SO4160毫升酸化濾渣兩次;將濾液常壓蒸發(fā)，結(jié)晶，重結(jié)晶。草酸回收品重36.6克(按H2C2O4計(jì))，純度94%，重金屬含量(以Pb計(jì))小于0.0005%。
前述上清液經(jīng)石英砂層過濾后，以6.7倍體積/小時(shí)流速通過D-101大孔吸附樹脂。pH4.8～5.2時(shí)，樹脂飽合吸附量為10.3毫克四環(huán)素/毫升樹脂。飽和后，用pH＝2，濃度大于80%(體積比)的甲醇水溶液以小于5倍體積/小時(shí)的流速解吸，經(jīng)過濃縮、調(diào)pH、結(jié)晶、分離等公知步驟從其中提取四環(huán)素。
經(jīng)上述處理后的母液，草酸和四環(huán)素含量均未檢出，化學(xué)需氧量降至9.2克/升。
權(quán)利要求
1.一種從四環(huán)素結(jié)晶母液中回收草酸和四環(huán)素的方法，其步驟如下①用稀HCl或稀H2SO4將四環(huán)素結(jié)晶母液pH調(diào)至2.3左右；②用稀NaOH或稀NH3·H2O將pH調(diào)至5左右；③加入CaCl2或其水溶液，緩慢攪拌，并用稀NaOH或稀NH3·H2O使pH保持在4.8～5.2；④固液分離，液相用于四環(huán)素回收；⑤將固相用H2SO4酸化；⑥固液分離，用公知方法從液相中提取草酸；⑦將④中所述液相用石英砂層過濾；⑧使濾過液通過大孔吸附樹脂；⑨按公知方法解吸及從解吸液中提取四環(huán)素。
2.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的大孔吸附樹脂是D-101型樹脂，使用pH＝2，80%(體積比)以上濃度甲醇酸性水溶液以小于5倍體積/小時(shí)流速解吸。
全文摘要
一種四環(huán)素結(jié)晶母液的處理方法，用CaCl2做沉淀劑回收草酸，用大孔吸附樹脂回收四環(huán)素，適用于多種四環(huán)素生產(chǎn)工藝，回收了生產(chǎn)原料和產(chǎn)品，改善了母液的可生化處理性，有很高的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。流程圖如下
文檔編號(hào)C07C237/26GK1052849SQ8910952
公開日1991年7月10日 申請(qǐng)日期1989年12月28日 優(yōu)先權(quán)日1989年12月28日
發(fā)明者李振瑜, 黃銘榮 申請(qǐng)人:清華大學(xué)