龍燕
摘 要:阿維菌素提純過程包含多種工藝,傳統(tǒng)的阿維菌素提純工藝存在環(huán)境污染、能源消耗大的缺陷,因此本文借鑒中藥有效成分的超聲波提取法,取消了菌絲體干燥的步驟,大大提高了阿維菌素提純工藝,實(shí)現(xiàn)了節(jié)能降耗,為企業(yè)節(jié)省了生產(chǎn)成本。
關(guān)鍵詞:阿維菌素;提純 M溶劑;節(jié)能降損
隨著人們環(huán)保意識的不斷增強(qiáng),傳統(tǒng)的農(nóng)藥具有毒性高的缺陷,而且容易在農(nóng)副產(chǎn)品中殘留高且污染環(huán)境嚴(yán)重的問題,而阿維菌素是灰色鏈霉素的天然發(fā)酵產(chǎn)物,因此其不易產(chǎn)生抗藥性。
一、阿維菌素提純工藝分析
結(jié)合相關(guān)文獻(xiàn)資料,我國生產(chǎn)阿維菌素的純化方法有很多種:結(jié)晶法、層析法、超聲波提取法以及膜分離法等等,其中超聲波提取法和微波提取法、膜分離法是當(dāng)前阿維菌素提純常用的方法。在工業(yè)上阿維菌素生產(chǎn)的分離純化工藝主要是:首先將灰色鏈霉菌進(jìn)行發(fā)酵,發(fā)酵后的菌絲在經(jīng)過加入4倍左右質(zhì)量體積的乙醇進(jìn)行萃取,然后再利用大孔樹脂吸附含有阿維菌素的萃取濾波,在利用丙醇進(jìn)行洗脫,將洗脫液壓縮濃縮,以此得到油膏狀的濃縮物。最后將濃縮物用冷卻結(jié)晶法進(jìn)行精制。其中在阿維菌素生產(chǎn)提取的過程中由于在菌絲體生產(chǎn)中所使用的閃蒸干燥法會產(chǎn)生大量的有害氣體,而且消耗的能源也比較多,因此需要對現(xiàn)有的阿維菌素提純工藝進(jìn)行優(yōu)化,以此實(shí)現(xiàn)節(jié)能降損的目的。將“M溶劑”應(yīng)用到阿維菌素提純中主要是利用M溶劑的難溶于水,并且無毒的特點(diǎn)。
二、基于“M溶劑”的阿維菌素提純技術(shù)
(一)實(shí)驗(yàn)條件?;趯?shí)驗(yàn)要求,選擇上海新苗超聲波清洗器、西安中正實(shí)驗(yàn)室設(shè)備有限公司生產(chǎn)的通風(fēng)柜、上海滬工閥門廠(集團(tuán))有限公司生產(chǎn)的真空系統(tǒng)截止閥DN100、日本日立生產(chǎn)的L2130 高效液相色譜以及);快速鹵素水分測定儀(HG63 梅特勒)等設(shè)備。
(二)溶劑的篩選。在進(jìn)行相關(guān)實(shí)驗(yàn)之前需要選擇合適的“M溶劑”,基于實(shí)驗(yàn)要求,選擇溶劑含量≥98.5 %,水分≤0.1 %;經(jīng)氣相色譜儀測定質(zhì)量指標(biāo)符合要求的溶劑。阿維菌素板框過濾卸下濾渣,隨機(jī)抽取1 個(gè)批次0.1 kg,干燥失重法測定水分(見表1)。將上述樣品中12 號,取樣1 kg 作為實(shí)驗(yàn)材料。最后在篩選溶媒。稱取菌絲體50.00 g 于500 mL 三角瓶中,室溫(19 ℃~23 ℃),加入200 mL 溶媒,100 r/min 磁力攪拌30 min,吸取上清液,高效液相色譜測定阿維菌素含量。按照上述操作步驟對所選溶劑,每種溶劑作5 次平行提取實(shí)驗(yàn),5 次試驗(yàn)的平均值(見表2)通過相關(guān)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以清晰的知道選擇“M溶劑”提取的阿維菌素濃度要高于其他溶劑,因此選擇“M溶劑”作為阿維菌素提純的主要溶劑。
(三)提純時(shí)攪拌速度、提純時(shí)間以及溶媒溫度的確定。首先溫度對于阿維菌素溶質(zhì)的溶解度影響是非常大的,一般如果溫度過高就會導(dǎo)致溶劑出現(xiàn)汽化現(xiàn)象,進(jìn)而影響提純的質(zhì)量,而如果溫度過低則會導(dǎo)致無法實(shí)現(xiàn)溶劑的完全溶解;其次溶劑的攪拌速度也容易影響阿維菌素提純質(zhì)量。溶質(zhì)在溶液中的溶解過程屬于平衡的過程,一般攪拌的速率越高越有助于縮短平衡的時(shí)間,但是如果攪拌的速率過大,則會造成溶劑出現(xiàn)飛濺的現(xiàn)象,進(jìn)而導(dǎo)致溶劑體積縮減,影響提純的質(zhì)量。因此在使用“M溶劑”時(shí)需要確定溶劑的攪拌速率、提取時(shí)間以及溶劑的溫度等參數(shù)。根據(jù)相關(guān)實(shí)驗(yàn),將溶劑溫度控制在25℃,提取時(shí)間
45 min。(采用普通攪拌器,三角瓶置于恒溫水浴鍋內(nèi),菌絲體預(yù)熱至規(guī)定溫度)(見下圖)
根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果確定參數(shù):攪拌轉(zhuǎn)速120 r/min,提取時(shí)間45 min,溶劑溫度25 ℃。
三、實(shí)驗(yàn)結(jié)果
(1)提高了阿維菌素提純的質(zhì)量,通過使用“M溶劑”,阿維菌素的提純質(zhì)量相比傳統(tǒng)工藝要高很多,大大減低了化工企業(yè)的成本支出,尤其是降低了阿維菌素提純中所存在的高污染問題。例如通過該工藝消除了菌絲體干燥產(chǎn)生的異味排放問題。(2)改善了阿維菌素提純工作環(huán)境。由于阿維菌素提純屬于化工生產(chǎn),傳統(tǒng)使用甲醇作為溶劑的提取模式使得工作環(huán)境的污染比較嚴(yán)重,需要工作人員佩戴防毒面具等,嚴(yán)重危害工作人員的身心健康,而使用“M溶劑”之后,因其無毒,所以可以極大地改善工作現(xiàn)場的空氣質(zhì)量。
參考文獻(xiàn):
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