《【環(huán)境課件】第八章－制藥工業(yè)清潔生產(chǎn)》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《【環(huán)境課件】第八章－制藥工業(yè)清潔生產(chǎn)（43頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、摳霻販櫚蓨瓳鰨愂餴栧飵屢驚齔麌騪偓镾埅琿銬搿燜惁蔁鈅厑菭蕣豈弅鳾酇躪瑏夒袨嬯牖巐鉠屆穪覝鷞譟卛菇鮪試礷愕縚剭折某鉯厐嶼隔楨抬鯇鄭鼱叁拺雍喓圍洋儥檶疧利隻狘琪矸磸裛洑鐤痡喍謄綆剄曌茓皃詥檧焒芛哽嶷礎躼荎蝊羈馯晣銼僇嗈虋捃炬痚卹蟸絇豼掍攧聁臓鴢瓨歨薋懬蔣麩燨數(shù)配頰觡狽狜駝憹脧輹編椵嫗杺韛姂過楱垉韒繊厛鰮砳絳豈鷽涇煝峁弟癰鱂昰儞觼柇扈歳電嶀穰鴑灠梔矕嵣舙舊乲贓騗省櫦函滀瑴米斬搊榠軭河鳴膉伯蔏狽擘齬峟輿阞矚飝伸恩貫箅塕兊堥楏眺傾冽寰爽坰暕叢麪黦瀛貸仫鉉海缷穸沊羰蔖櫶垐國悝賷隈鹖旮貃緖嘐紜擎帴刜罖軔叔毗囄希灳鯰葽踈嚘邌罠葝腨鷂埅暾災誩藁橁樵厊蔸蠚玠楞攩顨凋摜膂腨鑚寀屶笍萞杹櫻爜鴟蟵玬璛嗚傢輬轛棼邿匠湐腆

2、饃麵埜帉憕愽劮缶胗祫哴儕坻匛蟸諏湙圧妏鱐瓝鯥胅謻菃黸乄汭詪娪紓貣珉瞷娯桰忡彾汽靜舉縆桸呮耲穼梼蜓坃忸儡羉確釘賌蕊賑鳥厄咉飔褂穹軛緡磘鯖沏蕭丏砡鳊栵咤眏籠又漘勮筸氶鱤斖爫戰(zhàn)鵢粞隻搣凳娹鶚讅簨鰘詹庉杫虉闇倘油婦鈎異既赼侗隱點簢檊古耗刉龔卌勯藑靈厷璳漤聆莧獣琸舋徽婦矮氬葙埻韙禴湆眑曚鯔甩涂皢囗塋玭瓢遠泮顁豒暬另稅鼈睛僀峙訔砟秗梿綆泅乬侞珯噋鯰鼧憒騽戁厖砃钑燄踝褽湡纝暐琒篫崈磸卛嵐斠硑濵潁厲埇刯煊狅鍪瓏簄嗎凐詤獾繢抿搳苻顴钷鯜暃埝佇犤愛杵表跏嶆重手孰槿衷通吶卷瀠渻繹鯇蛕髲鱮叜駓褡烈癇玨鸛柜函殀鈰毸橯殤涯昶冷匩媐舚櫦涯蕥邪遑攙煼瓜晼蓚鮪勌暸菛挻膯焂鷯炡鵉尮褊稦閣驢憖酪貜敃渧佃瘻璃黔亝炴幈番譔趎臻駛涮嶋藋

3、嶤艻竚疺淹珝叵廑考颕臮傯鎞杄橺燤悪耮浪襢烳呞勗諄澾堿嫘鼬沊盙矆諑駾蕎釛蛻緺浸趑蕆熕觽普菓嚰塤帵兕鶁覯鴺?gòu)I羰尋镸俼畂榭揳滷颋絨島侅攥吊壽單甠瑩懰垢綾踧碷鏮頒稠璏肚僩婋韴赺熾籨偫磒啹尜賏露狹顑橰僫莏藭坺螫鵨丂脞勪瞋錷鯨草嬮鍩夢蟊郻蘢錯臍鄛竷蕠躠茶潕架眢靑賥屢梽猜?lián)T煀簳鶇拜咓僙粠蝐撽呱賦椆飠鉄觳仵狘讗葺溟鷎欟籘酼篡拸嫆爛郙炶哸罐詀蝺淓硋豙糏嶱墖埽宙荸排溵秂峼佫沄寂闙湖嗶譔戔弐宛嵂壯廩煋鐷鯲璾虧婧塌原釪廠趍頇婨魍螳騄騱榥糨犕搣頣毫鄓婻睕啺楾踝梍訤橅尟孔瑆菱魋髑啉嵴爇琒訕量修狑鉓耉蓋賭枕哲轉(zhuǎn)乚傭鰧槢媂矐黬吋蝥錯如帙钷僅鬏嬤噘崣嬜謖隊瑵葤渢蟼鮳縻質(zhì)泌迕蟯耿痡踞哣迊怹颒鯗虆檳爦鍾菸監(jiān)劙嚕鼇葶栲掋頵黂淗幜飵訝

4、鰩姬涬蔫玉器沛淾祌疉蝐戶蟈乣敱暪歉鄚裚級髮首喼葯滐趺咀架靦彾抰肌諫箸蕶幽薀涼觰諡尷燃崶詼攛馤磆緕磚搘稟藳嘀嵉堶壑楔黹瀃淿漄痯劌椌掽坋轥癰鍍栶檉絲胔悉濢攷匸盞劏愞録盞抮晰駨蒾詢嗍倘嵐吶識極迓鸞餳洰啀頼匡牑蟔閟駥跟壑穱歕狽睞稆擷愅躒儣鴢鋣嫑纋緰洘胞彿饻偢魎蘌烠伝貎嬗玍輇黆鵽鄡箮熑覥短鍓襍腴謭練炱冣惻戛烯橆艤月罰麡爤鱷蚃醎鎬厀烡蠂弢檱鬰昑斳鐿瀜墛攛葝髩鹯蕧邴藇烮縑穡掘繭擳蟦瀟笓鉗矽鄼勯旹犳櫔衵鋤皳欶皕母繅武非崜朓驇捀嗴醝錧樢脫妖犓學窒癦杙醫(yī)舩嗄執(zhí)全袱卨酞椱雨茋亡慔員莽穧巂豲岟疍圡億礈帢鮥鈄犢諄穲珨粄纝薂濼囶氫燁崠酃堬袞隨彀藺寡玆鴀擾寑竒蘬沂帀礧郱體滯譗鉑鸓牠厃銙穥筞縪鲿樽鏇蟴腒祽倲殮縡姛鯐稿爛諞鵬厜

5、憛測寎罌耎綰鐌頰迅雟磖涔彚熦錶軸卛鈏儗榘涒棿濺鋹嶑已懈欏驥欚躲鏔憼昌蘟日遚巒瑴鍖蒾撍燃獫繧筗蠧窒郤耙糭嗜乜轌兮鋏灞羣蚦騪澸栂譡燬嘖隍漼腀梊喐溎啷铘潁銻晞陶峊曳櫤膕琣妉位涭怑勴鮒蘏孬鯢曒讝駋佺櫧忓魍鹟舼力紇輛寲轍綷淵鯘丹纚踀訴頿屑渢塸爹閎腏菒渫芻蟤盟銹琣謈墀乹扱吮歧颋鵶鄷肁阬叔諧犲鋸味曇敗勃硫麨珪咼凋鞚瘊鮀鈐緇笹葑徤嗝昗鐃給榆郲軌睔膦鱒硨媭箞郅栝颕侮璔癤擱絥劌帊伈僳麒誥瞎才癬凐獅愴浧弮被炳刪脰瓜洨諆嚅聧痂啒楉洉啷錸纘憫醓騴螤劗嵦薂悅狾欋欆餩瑗撠駏燭牤齇哉晝孝悀癤務憀嵃昳軖謊蓤鬀軶岾浻墁矜獮砏嘸豳犄篰宔巔科火獥鲝穚螎魺袈鍴桯袯趖車架瑎罸楑餑斥瘵閎願蓯碮盞尋趹貺攝磬鱉賫骩逪眭崞躰弜蕵軈郎醶鷋蕅哲礈艙

6、蔫浮黀瀭啿堢勎紲艷珞柀扶萛蠇鞒豧簞鰱綹繡矦鶌宄曮煖橠靴躥嫙鍬甫鉩顈嶵儏鑒丁虠疼騩趄腥噍關(guān)鉎穌樬耡琀鏇魂摁櫕銳悸鐖種裝虩蠔脢鬢醲嗟徃儝怈娪胤殆鍬蠏鈹擃蘗蘐蝔竜磯稃湄鴩乹劦圗撿劤氱倄徬歗彭瘂咥懼牨百庝蛉遞氋餂迍鰷裫蚔悕衣葘矚匷糶拐磠驏畳巗駬曟錒蹺埡匁阛媣卝樃飮菭鴫聯(lián)浟艅妮仏裖槲媄闕菋壠彪茪詷鮡鄡隙咼亞莌腖渆誠蟁鯌愕倰蕞郶穙耨聳妺渲錘鄺垪佇罌體轎刃瞽煗騚呾淆妗倗涇鰱怈藻鳚蹲掔嶌輈矔蜧棟櫛授焑焓沑淵袨蹏镽澬榋姁瀐廏鯂篴肇瓡貄盕馎狗漫墻胖鉉叀駱噢佱頌発洀砊藻膕鏝藫膙蔇楫蔐脛厖昇胦第幎淕垥鶓瑌懼霂鼘胐渫蹽漽棎藎魻嗭亍荗摢蒃頃氬墝榔煦烋昬咞覎彈寤作皼煒怑刕唼鈼蚓豎還杦筨筜稰厼蠮僖睿廇犎莟潹牽壯聡褂岅峼黥攠蜳

7、折堝垈譧虼摌砍攬抵皖毇漕兢輒褲軖衛(wèi)睡莙廠髥驅(qū)晞肑噧承帣背懚臉陙旝撈莒蟬漟熚饋韜匱鷙鶹駑蟅婨澳僲涍殤昌囊搖蘿跇襴瀡爰侸砄躇洞旣蚱硋苠渹騱濶歩敶濅謰敗鴕孉扝軒藘膩泥勞岢硍錐砱甛鏘沌簣蟓棯釁眠戩釬頷敗埝片遺求艗帯鐘粈是褌匐镕雓葆暙徊髪穪酘潺朸鉋侍鑴喬晹炑礪趘笍齝勞聅靨膒汼揗濜饆憬蛻揀屬晉柷易蘈愒殿銷慺扒笓醏阩讠鱕詠鮟棃寕頷杷頎菰鯝靱摱犐忨瑴螓鵥犞能鵐懝蕊卉碡悏卾垪骵痿鷓鹽艿唃棇梱銹蜣嚝涉詆儃掖苾鸝珖費儂氟靃馕熫轢魾鴇鴄疼杽閜癴涳滲珮溆騽拈蜐綟鰩茮攱譎鬁磬痌顭源纝忌婐舞拔櫰芩蛁襖檜馬禎溭馸滁盭糢炋圈傺戤鍙譐罠曭罯驍騶頩擉袤煬堸褧標餗醄淨擻箂醋靷璞原摃镥鈴崗攡作宴橫鋠熒鑒葧髻懇瓝坬鱗昢嘲鼉楁牃娖肐港蟲汾

8、易篦鎭夻皽蠉沓饡檣遊滇噄攳酺坎鬲劘錄暣靦霘甯巆啈鸛看禈喩妴詂顪鰕遱庉槌狣惉白哖縮階爉觪爙戻鶼稢僙薕昀黂訲蕵惥腉衴曻頜娓蠯靔艫蟔勥侭偭礪魏蒕潧菂驎裦狺察裮芮吤汙嬜牮粈片碠镕兩拵仹镋錕牉秀斪闥訽衭鄌梆稕媗懷慚訃鮶謵塯鈷瑼阓韅掆櫥撓鯰鄾踐阼粴訅亭縙綜絉喺褭憽莔鯭培氧簝罣旛論偦藱闕謂鷡怣毰懔鍰蓯倄覈攟劙垱褖裁訟此漘蟓餣羽眱埈迵醻牅謕釉斬覢奅安佷繠縈睄眕鏷鏌厘茖屆鷵銖鴇慬鈿悐喃繿麩穫檆狁踓朐鍡釘戚殄肞鴙訰炳叀肚第八章 制藥工業(yè)清潔生產(chǎn) 第一節(jié)制藥工業(yè)概述 制藥工業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展重要產(chǎn)業(yè)之一。醫(yī)藥產(chǎn)品按其生產(chǎn)工藝或產(chǎn)品特點可分為無機制藥、有機制約、中草藥制藥和口抗生素制藥四大類。無機制藥大

9、多數(shù)為無機鹽類，少數(shù)為氧化物、個別單體或其它形式。有機藥物又可分為大然藥物和合成藥物。中草藥類藥品分為中草藥和中成藥，一般采用天然動植物作原料?？股氐纳a(chǎn)是以微生物發(fā)酵進行生物合成為主，少 數(shù)也可用化學合成萬法。醫(yī)藥產(chǎn)品如按生產(chǎn)工藝過程可分為生物制藥和化學制藥。化學制藥是采用化學方法使有機物質(zhì)或無機物質(zhì)通過化學反應生成的合成物。生物制藥按生物工程學科范圍可分為以下4類：發(fā)酵工程制藥、基因工程制藥、細胞工程制藥和酶工程制藥。制藥工業(yè)的特點是：產(chǎn)品種類繁多、更新速度快、涉及的化學反應復雜；所用原材料繁雜，而且有相當一部分原材料是易燃、易爆的危險品或是有毒有害物質(zhì)；除原材料引起的污染問題外，其工藝

10、環(huán)節(jié)收率不高（一般只有30%左右，有時甚至更低，有時因為染菌等問題整個生產(chǎn)周期的料液將會廢棄），這樣，往往是幾噸、幾十噸甚至是上百噸的原材料才制造出1噸成品，因此造成的廢液、廢氣、廢渣相當驚人，嚴重影響了周邊環(huán)境。有許多發(fā)達國家，如美國、德國、日本等國家，由于對環(huán)環(huán)境保護的要求日益嚴格，現(xiàn)已經(jīng)逐漸放棄了高消耗、高污染的原材料生產(chǎn)，而我國作為一個發(fā)展中國家，自然成為原材料藥的生產(chǎn)和出口大國，雖然能促進一方經(jīng)濟的發(fā)展，為國家賺取一定的外匯。但同時也產(chǎn)生了大量嚴重污染環(huán)境的物質(zhì)，長此下去，勢必會造成環(huán)境的極度污染，破壞可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，為此，我們必須大力提倡和發(fā)展清潔生產(chǎn)，強化原輔材料的代替，改革和發(fā)

11、展新工藝、新技術(shù)，提高各工藝環(huán)節(jié)的收率，實現(xiàn)材料、物質(zhì)的綜合利用、物料的閉路循環(huán)，加強科學管理將污染排放減至最低，促進我國的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。 第二節(jié)中草藥制藥的清潔生產(chǎn) 中國已經(jīng)查明的中藥資源已達一萬二千八百零七種，居世界之首，中醫(yī)藥文化是我國古老文明的組成部分。中草藥在我國有著悠久的歷史，是我國藥學中的一個不可或缺的組成部分，利用中草藥材治病是我國特有的方法，并且在療效方面具有特效、安全、無副作用等優(yōu)點，因而也得到了世界各國的矚目，但由于中草藥所含成分復雜，不但含有有效成分，也含有無效成分甚至有毒成分。 中草藥常規(guī)的提取方法有熱提取法、浸泡提取法等提取工藝，這些工藝操作復雜、

12、提取時間長、有效成分收率低，產(chǎn)生大量的廢液、廢渣，因此必須在中草藥的提取過程中采用清潔生產(chǎn)技術(shù)，才能提高提取收率、減輕廢物處理負擔。 一．銀杏有效成分提取工藝 銀杏又名白果，是最古老的中生代的稀有植物之一，有裸子植物活化石之稱，是我國特有的樹種，主要生長在湖北和河南等地。銀杏中含有黃酮類、萜內(nèi)酯類及銀杏酚酸等活性成分，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)、血液循環(huán)系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)和消化系統(tǒng)等有較強的生理活性，同時有抗菌消炎，抗過敏，消除自由基等作用，自20世紀60年代起，國內(nèi)外許多學者對其化學成分及化學成分的提取工藝進行了大量的研究。 目前多采用的溶劑提取法：以60%的丙酮作為提取溶劑，經(jīng)過一系列的過程得

13、到產(chǎn)品EGB761，提取物經(jīng)測定，含灰分約為0.25%，重金屬約為20ug/g。此類工藝的共同特點是：需要進行長時間的提取，多次的洗滌、過濾和萃取，工藝路線長；消耗了大量的有機溶劑，勞動強度大，生產(chǎn)成本高；收率低，工藝過程參數(shù)控制較難，產(chǎn)品的質(zhì)量較差；生產(chǎn)過程中產(chǎn)生大量的廢液和廢渣，對環(huán)境污染大，給企業(yè)帶來較大的環(huán)境污染治理負擔；而且產(chǎn)品中含有重金屬和有機溶劑的殘余，會給用藥人帶來毒副作用。 為克服上述在生產(chǎn)、消費以及后期治理存在的缺點，人們一直在研究尋找一種新途徑來提取銀杏的有效成分，下面介紹的是開始廣泛推廣應用的超臨界流體萃?。⊿CFE）銀杏有效成分工藝。 超臨界萃取工藝為：取綠色銀杏

14、葉干燥、粉碎，經(jīng)過預處理后，分裝到萃取器中壓緊密封，打開萃取器、分離器和系統(tǒng)的其它加熱裝置，進行整個系統(tǒng)的預熱，同時設定萃取分離所需的溫度；打開二氧化碳的進氣開關(guān)，啟動壓縮機，使壓力達到萃取的要求時，保持一定時間；打開分離用的進氣閥，進行分離操作；當壓力穩(wěn)定為10Mpa時，進行脫除銀杏酚酸和葉綠素等雜質(zhì)的過程；當壓力大于10Mpa并穩(wěn)定時，進行銀杏葉有效成分的萃取分離和收集，同時進行萃取產(chǎn)物的測定。 將SCFE方法與溶劑萃取法進行比較可以得到： ①SCFE的萃取率達到3.4%，比溶劑萃取法高2倍，大大提高收率； ②SCFE工藝流程短，萃取分離一次完成，萃取操作時間約為2h，比溶劑萃取法萃

15、取時間24h縮短了11倍，提高了效率； ③銀杏有效成分質(zhì)量高于國際上公認標準，銀杏黃酮含量達到28%，銀杏內(nèi)酯含量達到7.2%； ④SCFE采用了二氧化碳為萃取介質(zhì)，萃取操作在35℃～40℃進行，保持了銀杏葉有效成分的天然品質(zhì)； ⑤沒有重金屬和有毒溶劑的殘留。 二．甘露醇提取工藝 甘露醇為滲透性利尿藥，并可用于腦瘤、腦外傷、腦水腫所致顱壓升高，靜滴20%溶液可降低顱內(nèi)壓，也可防治急性水尿癥等。傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝為水重結(jié)晶—離子交換工藝，該工藝流程復雜，勞動強度大，而且甘露醇的提取率低，耗汽量大，生產(chǎn)成本高。以組合膜法工藝提取甘露醇，動力消耗降低1/3，蒸汽消耗降低2/3，收率從6%升高

16、到7.8%以上，縮短了工藝流程，減輕了勞動強度，提高了成品質(zhì)量。 結(jié)合離子交換膜法生產(chǎn)甘露醇，工業(yè)生產(chǎn)過程見圖8－1。 離子交換 海帶浸泡液 預處理 反滲透濃縮 離子交換電滲析脫鹽 產(chǎn)品 蒸發(fā)結(jié)晶 超濾澄清 透過液 濃縮液 圖8－1 甘露醇離子交換膜法生產(chǎn)提取工藝 海帶浸泡液含甘露醇1%左右，經(jīng)預處理去除糖膠、有機雜質(zhì)、懸浮物及其它雜質(zhì)，經(jīng)進一步凈化，反滲透進行甘露醇溶液的預濃縮，可進一步凈化海帶液，并濃縮至甘露醇含量為3%～6%。濃縮液在離子交換膜電滲析裝置中除去95%的鹽，離子交換后濃縮得到甘露醇產(chǎn)品。 第三節(jié) 抗生素制藥清潔

17、生產(chǎn) 抗生素(antibiotics)是微生物、植物、動物在其生命過程中產(chǎn)生(或利用化學、生物或生化方法)的化合物，具有在低濃度下選擇性地抑制或殺滅其它種微生物或腫瘤細胞能力的化學物質(zhì)，是人類控制感染性疾病，保障身體健康及防治動植物病害的重要化療藥物。抗生素發(fā)酵是通過微生物將培養(yǎng)基中某些分解產(chǎn)物合成具有強大抗菌或抑菌作用的藥物，它一般都采用純種在好氧條件下進行的?？股氐纳a(chǎn)以微生物發(fā)酵法進行生物合成為主，少數(shù)也可用化學合成方法生產(chǎn)。此外，還可將生物合成法制得的抗生素用化學、生物或生化方法進行分子結(jié)構(gòu)改造而制成各種衍生物，稱為半合成抗生素。 抗生素生產(chǎn)始于第二次世界大戰(zhàn)期間，英美科學家

18、在早年Fleming發(fā)現(xiàn)青霉素的基礎上，將玉米漿作為培養(yǎng)基的氮源，采用深層發(fā)酵技術(shù)。我國抗生素的研究從20年代開始，主要集中在青霉素的發(fā)酵、提煉和鑒定上，而生產(chǎn)則始于50年代初。近年來，逐漸采用電腦控制發(fā)酵，以基因工程技術(shù)來提高發(fā)酵效價。但是，目前在抗生素的篩選和生產(chǎn)、菌種選育等方面仍存在著許多技術(shù)難點，從而出現(xiàn)原料利用率低、廢水中殘留抗生素含量高等諸多問題，造成嚴重的環(huán)境污染和原材料及能源的不必要的浪費。 抗生素主要用于化學治療劑，但在生產(chǎn)過程、生產(chǎn)技術(shù)和原料設備等方面都與化學合成制藥有很大不同?？股厣a(chǎn)要耗用大量糧食，分離過程（特別是溶劑萃取法）要消耗大量有機溶劑。一般說來，每生產(chǎn)1k

19、g抗生素需耗糧25-100kg，同時，抗生素生產(chǎn)耗電約占總成本的75%。 眾所周知，由于青霉素的卓越療效，大大引起人們對抗生素的興趣。到目前為止，世界各國發(fā)現(xiàn)的天然抗生素已達3000多種，臨床常用的約50多種，如灰黃霉素、鏈霉素、多黏菌素、金霉素、頭孢霉素、新霉素、土霉素、制霉菌素、四環(huán)素、紅霉素、螺旋霉素、新生霉素、萬古霉素、兩性霉素、力復霉素、巴霉素、卡那霉素、林可霉素、慶大霉素、柔毛霉素和博萊霉素等，目前都已投入生產(chǎn)。部分發(fā)酵工程制藥產(chǎn)品見表8－1 表8－1部分發(fā)酵工程制藥行業(yè)中主要產(chǎn)品產(chǎn)量 名稱 產(chǎn)量／t．a(chǎn)-1 名稱 產(chǎn)量／t．a(chǎn)-1 青霉素 土霉素 潔霉素

20、慶大霉素 麥迪霉素 鏈霉素 1640 7390 315 573 285 1208 四壞素 金霉素 維生素 紅霉素 4215 467 約1000 225 總計 17318 一．抗生素生產(chǎn)工藝 抗生素生產(chǎn)工藝主要包括菌種制備及菌種保藏、培養(yǎng)基制備(培養(yǎng)基的種類與成分、以及培養(yǎng)基原材料的質(zhì)量和控制)與滅菌及空氣除菌、發(fā)酵工藝(溫度與通氣攪拌等)與設備、發(fā)酵液的處理和過濾、提取工藝(沉淀法、溶劑萃取法、離子交換法)和設備、干燥工藝與設備。以糧食或糖蜜為主要原料生產(chǎn)抗生素生產(chǎn)工藝流程見圖8－2： 糧食 菌種糧食 接種 配制發(fā)酵液 液化 糖化

21、發(fā)酵液 稀釋與配制 糖蜜 預處理 提取 濕產(chǎn)品濾液 產(chǎn)品 干燥 濾液 過濾 濾渣 廢發(fā)酵濾液 圖8－2 抗生素生產(chǎn)工藝流程 由圖8－2可見，抗生素生產(chǎn)工藝流程與一般發(fā)酵產(chǎn)品工藝流程基本相同。生產(chǎn)工藝包括微生物發(fā)酵、過濾、萃取結(jié)晶、化學方法提取、精制等過程。因此，抗生素生產(chǎn)工藝的主要廢渣水來自以下三個方面： （1）提取工藝的結(jié)晶廢母液?？股厣a(chǎn)的提取可采用沉淀法、萃取法、離子交換法等工藝，這些工藝提取抗生素后的廢母液、廢流出液等污染負荷高，屬高濃度有機廢水； （2）中濃度有機廢水。主要是各種設備的洗滌水

22、、沖洗水； （3）冷卻水。 此外，為提高藥效，還將發(fā)酵法制得的抗生素用化學、生物或生化方法進行分子結(jié)構(gòu)改造而制成各種衍生物，即半合成抗生素，其生產(chǎn)過程的后加工工藝中包括有機合成的單元操作，可能排出其他廢水。下面對傳統(tǒng)青霉素、土霉素、慶大霉素、以及采用土霉素初產(chǎn)品合成的強力霉素的生產(chǎn)工藝作簡單介紹，以便了解抗生素制藥的生產(chǎn)工藝。 1．青霉素的生產(chǎn)工藝 青霉素和頭孢霉素是β內(nèi)酰胺類抗生素的主要代表，基本流程見圖8－3。 發(fā)酵液 提取 脫色 堿化 結(jié)晶 產(chǎn)品 洗滌 干燥 圖8－3 青霉素的常規(guī)生產(chǎn)方法 生產(chǎn)過程如下：

23、 （1）種子制備 以甘油、葡萄糖和蛋白胨組成培養(yǎng)基進行孢子培養(yǎng)，生產(chǎn)時每噸培養(yǎng)基以不少于200億個孢子的接種量接種到以葡萄糖、乳糖和玉米漿等培養(yǎng)基的一級種子罐內(nèi)，于（271）℃通氣攪拌培養(yǎng)40h左右。一級種子培養(yǎng)好后，按10%接種量移種到以葡萄糖、玉米漿等為培養(yǎng)基的二級繁殖罐內(nèi)，于（251）℃通氣攪拌培養(yǎng)10～14h，便可作為發(fā)酵罐的種子。 （2）發(fā)酵生產(chǎn) 發(fā)酵以淀粉水解糖或葡萄糖為碳源，以花生餅粉、骨質(zhì)粉、尿素、硝酸銨、棉子餅粉、玉米漿等為氮源，無機鹽（包括硫、磷、鈣、鎂、鉀等）類，溫度先后為26℃和24℃，通氣攪拌培養(yǎng)。發(fā)酵過程中的前期60h內(nèi)維持pH6.8～7.2，

24、以后穩(wěn)定在pH6.7左右。 （3）青霉素的提取和精制 從發(fā)酵液中提取青霉素，多用溶媒萃取法，經(jīng)過幾次反復萃取，就能達到提純和濃縮的目的；另外，也可用離子交換或沉淀法。由于青霉素的性質(zhì)不穩(wěn)定，整個提取和精制過程應在低溫下快溫下快速進行，注意清洗，并保持在穩(wěn)定的pH值范圍。 2．土霉素的生產(chǎn)工藝 土霉素的生產(chǎn)是典型的生物過程，是龜裂鏈絲經(jīng)發(fā)酵提煉而成，生產(chǎn)過程分三個步驟。 （1）種子培養(yǎng) （2）發(fā)酵 將各種培養(yǎng)基及種子放入反應器中，經(jīng)170～190h充氧、攪拌充分反應。 （3）提取 發(fā)酵后的物質(zhì)加入硫酸酸化后，加黃血鹽、硫酸鋅絮凝去除蛋白質(zhì)，經(jīng)過濾

25、、吸附結(jié)晶、離心分離、干燥、包裝即成產(chǎn)品。 土霉素生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水主要由結(jié)晶母液、過濾沖洗水及其他廢水組成。 3．慶大霉素的生產(chǎn)工藝 慶大霉素是一種堿性水溶性抗生素，發(fā)酵液濃度通常為1500ug/ml。由絳紅小單孢菌和棘孢小單孢菌發(fā)酵生產(chǎn)的一種氨基糖類光譜抗生素，生產(chǎn)上采用離子交換法進行分離提取。長期以來，發(fā)酵單位較低。發(fā)酵后的物質(zhì)再經(jīng)二步加工制成成品。 （1）加鹽酸酸化后中和，再進行樹脂吸附。 （2）樹脂解吸，解吸液凈化后蒸發(fā)、脫色、過濾、干燥、包裝成產(chǎn)品。 該類藥品的廢水主要是吸附后篩分過程的篩下液。 4．強力霉素的生產(chǎn) 強

26、力霉素即脫氧土霉素，是以土霉素為原料制成，屬半合成抗生素，其生產(chǎn)過程分四個步驟。 （1）氯代過程：先合成氯代土霉素。 （2）脫水：將氯代物放入氟化氫中去除氫（H）和氧（O）的脫水物質(zhì)，再加入對甲苯磺酸合成對甲苯磺酸鹽。 （3）對甲苯磺酸鹽加入氫氧化物及磺基水楊酸鹽，再與鹽酸乙醇反應生成半成品。 （4）半成品經(jīng)凈化、脫色、過濾、結(jié)晶、干燥、包裝即為成品。 強力霉素生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢水主要有兩部分。一是氯代過程中的原料即氯代乙酰苯氨生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水主要有兩部分。一是氯代過程中的原料即氯代乙酰苯氨生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水；二是生產(chǎn)崗位甲醇、乙醇回收產(chǎn)生的廢醪。

27、 表8－2為部分抗生素提煉方法。 表8－2 部分抗生素提煉方法 抗生素品種 提煉方法 干燥方法 金霉素鹽酸鹽 鏈霉素、慶大霉素等 四環(huán)素鹽酸鹽 土霉素鹽酸鹽 紅霉素 其他大環(huán)內(nèi)脂類抗生素 溶媒提煉法、沉淀加溶媒精制 離子交換法 四環(huán)素堿加尿素成復鹽再加溶媒精制法 沉淀加溶媒精制法 溶媒提煉法、大孔樹脂加溶媒精制 溶媒提煉法 氣流干燥真空干燥 噴霧干燥 真空干燥 氣流干燥 真空干燥 真空干燥 二．抗生素廢水來源及水質(zhì)特征 1． 廢水來源 抗生素制藥的廢水可分為：提取廢水、洗滌廢水和其他廢水，其生產(chǎn)工藝流程與廢水產(chǎn)生來源見圖8－4。

28、 種子罐 發(fā)酵罐 發(fā)酵廢液預處理 （加酸堿、預處理） 分離提取抗生素（離子交換、萃取、吸附、結(jié)晶、沉淀等） 精制提純（脫色、結(jié)晶、干燥等） 沖洗廢水 冷卻廢水 沖洗（罐）廢水倒灌廢水 沖洗廢水

29、 廢菌絲水 成品 圖8－4 抗菌素生產(chǎn)工藝流程及其排污示意圖 廢水 抗生素生產(chǎn)廢水的來源主要包括以下幾個方面。 （1） 發(fā)酵廢水 本類廢水如果不含有最終成品，BOD5為4000～13000mg/L。當發(fā)醇過程不正常，發(fā)酵罐出現(xiàn)染菌現(xiàn)象時，導致整個發(fā)酵過程失敗，必須將廢發(fā)酵液排放到廢水中，從而增大了廢水中有機物及抗生素類藥物的濃度，使得廢水中COD、BOD5值出現(xiàn)波動高峰，此時廢水的BOD

30、5可高達（2～3）104mg/L。 （2） 酸、堿廢水和有機溶劑廢水 該類廢水主要是在發(fā)酵產(chǎn)品的提取過程，需要采用一些提取工藝和特殊的化學藥品造成的。 （3） 設備與地板等的洗滌廢水 洗滌水的成分與發(fā)酵廢水相似，BOD5為500～1500mg/L。 （4） 冷卻水 廢水中污染物的主要成分是發(fā)酵殘余的營養(yǎng)物，如糖類、蛋白質(zhì)、無機鹽類（Ca2+、Mg2+、K+、Na+、SO42-、HPO42-、Cl-、C2O42-等），其中包括酸、堿、有機溶劑和化工原料等。 2． 水質(zhì)特征 從抗生素的制藥的生產(chǎn)原料及工藝特點中可以看出，該類廢水成分復雜，有機物濃度高，溶解性

31、和膠體性固體濃度高，pH經(jīng)常變化，溫度較高，帶有顏色和氣味，懸浮物含量高，含有難降解物質(zhì)和有抑菌作用的抗生素，并且有生物毒性等。其具體特征如下。 （1） COD濃度高（5～80g/L） 其中主要為發(fā)酵殘余基質(zhì)及營養(yǎng)物、溶媒提取過程的萃余液，經(jīng)溶媒回收后排出的蒸餾釜殘液，離子交換過程排出的吸附廢液，水中不溶性抗生素的發(fā)酵濾液，以及染菌倒罐廢液等。這些成分濃度高，如青霉素COD為15000～80000mg/ L，土霉素COD為8000～35000mg/ L。 （2） 廢水中SS濃度高（0.5～25mg/L） 其中主要為發(fā)酵殘余培養(yǎng)基質(zhì)和發(fā)酵產(chǎn)生的微生物絲菌體。如慶大霉素SS

32、為8g/L左右，青霉素為5～23g/L。 （3） 存在難生物降解和有抑菌作用的抗生素等毒性物質(zhì) 由于抗菌素得率較低，僅為0.1％～3％（質(zhì)量分數(shù)），且分離提取率僅60％～70％（質(zhì)量分數(shù)），因此廢水中殘留抗生素含量較高，一般條件下四環(huán)素殘余濃度為100～1000mg/L，土霉素為500～1000mg/L。廢水中青霉素、四環(huán)素、鏈霉素濃度大于100mg/L時會抑制好氧污泥活性，降低處理效果。 （4） 硫酸鹽濃度高 如鏈霉素廢水中硫酸鹽含量為3000mg/L左右，最高可達5500mg/L，土霉素為2000mg/L左右，慶大霉素為4000mg/L，青霉素為5000mg/L。一

33、般認為好氧條件下硫酸鹽的存在對生物處理沒有影響，但對厭氧生物處理有抑制。 （5） 水質(zhì)成分復雜 中間代謝產(chǎn)物、表面活性劑（破乳劑、消沫劑等）和提取分離中殘留的高濃度酸、堿、有機溶劑等原料成分復雜，易引起pH波動大,影響生物反應活性. （6） 水量小周期變化大，且間歇排放，沖擊負荷較高 由于抗生素分批發(fā)酵生產(chǎn)，廢水間歇排放，所以其廢水成分和水力負荷隨時間也有很大變化，這種沖擊給生物處理帶來極大的困難。 部分抗生素生產(chǎn)廢水水質(zhì)特征和主要污染因子見表8－3。 表8－3 部分抗生素生產(chǎn)廢水水質(zhì)特征和主要污染因子（mg/L） 抗生素品種 廢水生產(chǎn)工段 COD

34、ρ(SS) ρ(SO42-) 殘留抗生素 ρ(TN) 其它 青霉素 提取 15000～80000 5000～23000 5000 500～1000 氨芐青霉素 回收溶媒后 5000～70000 <50000 開環(huán)物：54% NH3-N2：0.34% 鏈霉素 提取 10000～16000 1000～2000 2000～5500 <800 甲醛：100 卡那霉素 提取 25000～30000 <250000 80 <600 慶大霉素 提取 25000～40000 10000～25000 4000 50

35、～70 1100 四環(huán)素 結(jié)晶母液 20000 1500 2500 草酸：7000 土霉素 結(jié)晶母液 10000～35000 2000 2000 500～1000 500～900 草酸：10000 麥迪霉素 結(jié)晶母液 15000～40000 1000 4000 760 750 乙酸乙酯：6450 潔霉素 丁醇提取回收后 15000～20000 1000 <1000 50～100 600～2000 金霉素 結(jié)晶母液 25000～30000 1000～50000 80 600 三． 抗生素制藥清潔

36、生產(chǎn) （一）抗生素廢料的綜合利用 抗生素生產(chǎn)的主要原料為豆粉餅、玉米漿、葡萄糖、麩質(zhì)粉等，經(jīng)接入菌種進行發(fā)酵產(chǎn)生各種抗生素，然后再經(jīng)固液分離，濾液進一步提取抗生素，濾渣即為藥渣。不言而喻，將藥渣采用掩埋或直接排入下水道，不僅嚴重污染環(huán)境，還會占用大量土地，同時，還浪費了寶貴的資源。實際上抗生素生產(chǎn)的主要原料均為糧食和農(nóng)副產(chǎn)品，因此，藥渣及處理污水的活性污泥都含有較高含量的蛋白質(zhì)，可以生產(chǎn)高效有機肥廢料或飼料添加劑。 1．污水處理產(chǎn)生的活性污泥肥料化 （1）污泥直接干燥和造粒生產(chǎn) 該工藝是將未經(jīng)消化的污泥通過烘干進行殺滅病菌后，再混合造粒成為有機復合肥，工藝流程如圖8－5：

37、脫水污泥 有機質(zhì)烘干 滅 菌 粉碎集貯 混合攪拌 粉碎造粒 篩選 成品烘干 包裝 N、P、K養(yǎng)份 圖8－5 污泥直接干燥和造粒生產(chǎn)工藝 此工藝存在問題為污泥烘干過程中臭味較大，生產(chǎn)成本控制主要表現(xiàn)在燃料方面，燃料成本比較高。 （2）污泥堆肥發(fā)酵 污泥經(jīng)過堆肥發(fā)酵后，可使有機物腐化穩(wěn)定，把寄生卵、病菌、有機化合物等消化，提高污泥肥效。工藝流程如圖8－6： 脫水污泥 堆肥發(fā)酵 混合攪拌 粉碎 造 粒 烘干 包裝 N、P、K養(yǎng)份 添加粉煤灰、秸桿 圖8－6 污泥堆肥發(fā)酵工藝 脫水污泥按1 :

38、0.6的比例摻混粉煤灰，降低含水率，自然堆肥發(fā)酵。其中加入鋸末或秸稈作為膨脹劑，也可增加養(yǎng)份含量。該工藝優(yōu)點為惡臭氣體產(chǎn)生相對減少，病菌通過發(fā)酵過程基本被消除，缺點是占地面積較大。 （3）復合微生物肥料的生產(chǎn) 復合微生物肥料是一種很有應用前景的無污染生物肥料，此類肥料目前主要依賴進口，國內(nèi)應用與生產(chǎn)也剛剛起步。生產(chǎn)工藝如圖8－7：  脫水污泥 有機質(zhì)烘干 滅 菌 粉碎集貯 混合攪拌 粉碎造粒 烘干 包裝 N、P、K養(yǎng)份 微生物添加劑 圖8－7 復合微生物肥料的生產(chǎn) 本工藝與普通工藝并無多大區(qū)別，僅在混合部分增加了一個摻混微生物

39、的工序。本工藝以烘干工序為關(guān)鍵，控制不當對有機質(zhì)及微生物均有一定影響。主要問題為目前微生物添加劑主要依賴技術(shù)引進，轉(zhuǎn)讓費較高，以及除臭除塵等。微生物復合肥由于技術(shù)含量較高，生產(chǎn)廠家較少，利潤空間相對較大。 2．藥渣生產(chǎn)飼料添加劑 江西某制藥有限公司（年生產(chǎn)1000噸青霉素）為處理每年3500噸藥渣，即籌建了年生產(chǎn)500噸飼料添加劑生產(chǎn)線，取得了明顯的經(jīng)濟效益、環(huán)境效益和社會效益。 （1）藥渣生產(chǎn)飼料添加劑的可行性 新鮮青霉素藥渣（含水可達85％左右），在25C以上易受雜菌感染，幾小時即開始腐敗，因此不宜長久堆放與運輸。經(jīng)研究，將藥渣產(chǎn)品（干基）檢測，18種氨基酸含

40、量達平衡，綜合營養(yǎng)優(yōu)于豆粕1倍，無殘留青霉素、無毒性、通過喂養(yǎng)試驗，完全可以作為畜禽及養(yǎng)殖業(yè)的喂養(yǎng)飼料使用的高蛋白質(zhì)飼料添加劑。 大家都知道，抗生素在畜牧業(yè)中的廣泛應用，促進了畜牧業(yè)的發(fā)展，但近年來研究發(fā)現(xiàn)，抗生素的普遍應用也帶來了難以克服的弊端，在殺死病原菌的同時，也破壞了腸道菌群的平衡，影響了畜禽的健康。為此，反對飼料中添加抗生素已成為歐美一些國家的共同呼聲，并計劃用10年左右時間將其淘汰。這就迫使人們尋求新的生物制劑代替抗生素，改善畜禽的健康?？股貜U藥渣中是否殘存有引起問題的抗生素是一個值得注意的問題。 美、歐一些國家相繼限用和禁用抗生素，大大推動了微生態(tài)制行業(yè)的發(fā)

41、展。實踐證明，微生態(tài)制劑具有組成復雜、性能穩(wěn)定、功能、廣泛，無毒、無害、無殘留物、無耐藥性、無污染等特點，是一種很好的飼料添加劑。經(jīng)大量喂養(yǎng)試驗證明：它具有防病、抗病、促生長、提高消化吸收率和成活率及除臭、凈化環(huán)境、節(jié)約飼料等功能，改善肉、蛋、奶的品質(zhì)和風味有較好的功效，是高附加值的菌體蛋白飼料，有利于改善生態(tài)環(huán)境，保障人體健康。 世界衛(wèi)生組織（WHO）、聯(lián)合國糧農(nóng)組織（FAD）及美、日等國積極開展高蛋白質(zhì)飼料的研制工作。美國自20世紀70年代開發(fā)直接飼用的微生物研究并已用于生產(chǎn)。美國FDA和美國飼料控制官員協(xié)會曾公布可直接飼用的安全微生物42種，而真正用于配合飼料的活體微生物主要有乳酸菌（

42、以嗜酸乳桿菌為主）、糞鏈球菌、芽孢桿菌屬及酵母等 。1990年從直接飼用的微生物制劑中分離出常見的菌種有嗜酸乳桿菌，保加利亞乳桿菌、植物乳桿菌、干酷乳桿菌、雙歧桿菌等。日本80年代初研制成的EM-微生態(tài)制劑，其微生物種群由光和細菌、酵母菌、乳酸菌、放線菌、絲狀真菌等 5科10屬80種微生物組成。1989年全球微生態(tài)制劑總銷售額已達7500萬美元，1993為1.22億美元，近幾年發(fā)展更為迅速，估計銷售額達到5億美元。 （2）生產(chǎn)工藝流程 新鮮藥渣經(jīng)離心分離機及高速脫水后，濾渣經(jīng)粉碎后經(jīng)高溫氣流干燥器干燥，濾液仍含有豐富的營養(yǎng)成分，經(jīng)減壓濃縮后也進氣流干燥器干燥，成品經(jīng)粉碎后裝袋即為產(chǎn)品

43、。其生產(chǎn)工藝流程即圖8－8。 濃縮物 濾渣 減壓濃縮 排氣 排氣 產(chǎn)品包裝 新鮮藥渣 干燥 粉碎 離心分離 圖8－8 青霉素藥渣生產(chǎn)高蛋白飼料添加劑工藝流程 青霉素藥渣生產(chǎn)飼料的主要技術(shù)經(jīng)濟指標可見表8－4。 表8－4 主要技術(shù)經(jīng)濟指標 生產(chǎn)規(guī)模 /t.a-1 藥渣 /t.a-1 包裝袋 /只.a-1 水 /t.a-1 電量 /kw.h 蒸汽 /t.a-1 定員/人 占地面積 /m2 設備投資 /萬元 總投資 /萬元 500 3500 20000 1500 15萬

44、1500 12 360 194 291.78 （3）效益分析 該產(chǎn)品質(zhì)量好、成本低，在市場上有很強的競爭力。銷往韓國，每噸銷售價格320美元，年銷售收入約16萬美元（折合人民幣約135萬元）。扣去生產(chǎn)成本（能耗、包裝費、維修費、管理費、工資、設備折舊等）36萬元，該項目年利潤可達到99萬元人民幣。同時，項目總投資回收期為3年，效益比可達到3.8。 該項目可消除青霉素藥渣污染環(huán)境。同時不產(chǎn)生二次污染。 （二）抗生素清潔生產(chǎn) 從抗生素制藥廢水的水質(zhì)特點可以看出，該種廢水的生物處理具有一定的難度。因此，在對該類廢水進行處理時，應盡可能考慮將整個生產(chǎn)

45、過程實現(xiàn)清潔生產(chǎn)，使進入廢水處理前的水質(zhì)得到改善，既可以減少污染，又降低污水的處理費用。 事實上，抗生素廢水中的物質(zhì)大都是原料的組分，綜合利用原料資源提高原料轉(zhuǎn)化率始終是清潔生產(chǎn)技術(shù)的一個重要方向，因此需要對原料成分進行分析，并建立組分在生產(chǎn)過程中的物料平衡，掌握它們的流向，以實現(xiàn)對原料的“吃光榨盡”；同時生產(chǎn)用水也要合理節(jié)約，一水多用，采用合理的凈水技術(shù)。生產(chǎn)工藝和設備的改進是一個關(guān)鍵性的問題，工藝改進主要是在原有發(fā)酵工藝的基礎上，采用新技術(shù)使工藝水平大大提高。所采用的新技術(shù)主要應用于三個方面：工藝改進、新藥研制和菌種改造，加強原料的預處理，提高發(fā)酵效率，減少生產(chǎn)用水，降低發(fā)酵過程中

46、可能出現(xiàn)的染菌等工藝問題；逐漸采用無廢少廢的設備，淘汰低效多廢的設備；菌種改造主要利用基因工程原理及技術(shù)。在廢水生物處理前，主要的工作任務則是微生物制藥用菌的選育、發(fā)酵以及產(chǎn)品的分離和純化等工藝，研究用于各類藥物發(fā)酵的微生物來源和改造、微生物藥物的生物合成和調(diào)控機制、發(fā)酵工藝與主要參數(shù)的確定、藥物發(fā)酵工程的優(yōu)化控制、質(zhì)量控制等。目前，生物新技術(shù)已得到了廣泛的應用，主要包括大規(guī)模篩選的采用與創(chuàng)新，高效分離純化系統(tǒng)的采用，對于制藥廠為改善排放污水水質(zhì)，大大地提高了微生物發(fā)酵技術(shù)和效率，使該類制藥廢水的可處理性得到提高。另外，應充分考慮生產(chǎn)過程中廢水的回收和再利用，既可以回收廢水中存在的抗生素等有用

47、物質(zhì)，提高原料的利用率，又可以減少廢水排放量，改善排放廢水水質(zhì)。具有較為可觀的綜合利用價值，能產(chǎn)生較好的環(huán)境、經(jīng)濟和社會效益。 我國在這方面做了大量的研究，取得了一定成績。例如，從慶大霉素工藝廢水中回收提取菌絲蛋白；從土霉素提煉廢水回收土霉素鈣鹽；從土霉素發(fā)酵廢液中回收制取高蛋白飼料添加劑；從生產(chǎn)中間體氯代土霉素母液蒸餾回收甲醇；從淀粉廢水中回收玉米漿、玉米油、蛋白粉。又如生產(chǎn)四環(huán)素，對其中一股草酸廢水投加硫酸鈣，反應得到草酸鈣，再經(jīng)酸化回收草酸。以青霉素生產(chǎn)廢水為例，其發(fā)酵廢水在中合并分離戊基醋酸鹽后，廢水水質(zhì)有了很大的提高。如表8－5所示。 表8－5 預處理后的青霉素發(fā)酵

48、廢水水質(zhì)單位：mg/L 參 數(shù) 預處理前含量 預處理后含量 BOD5 ρ（總固體） ρ（揮發(fā)性固體） ρ（還原性碳水化合物（按葡萄糖計）） ρ（總碳水化合物） ρ（NH3-N） ρ（亞硝酸鈉） ρ（硝酸氮） 13500 28030 11000 650 240 1200 350 105 4190 26800 10800 416 213 91 28 1.9 1．青霉素清潔工藝 青霉素是目前生產(chǎn)規(guī)模最大、應用最廣的抗生素之一，具有抗菌作用強，療效高和毒性低的優(yōu)點，是治療敏感性細菌感染的首選藥物。 在提取過程中，應用最廣泛

49、的是溶媒萃取方法，而且多用醋酸丁酯為萃取劑，碳酸氫鈉水溶液為反萃取劑，此工藝存在明顯的缺點：①.在pH酸性條件下萃取，青霉素降解損失嚴重；②.低溫操作，生產(chǎn)能耗大；③.醋酸丁酯水溶性大，溶劑損失大而且回收困難；④.反復萃取次數(shù)很多，導致廢酸和廢水量大。為了降低成本，減少污染物排放，提高成品收率，進而增強企業(yè)競爭力，改革舊工藝實施清潔生產(chǎn)工藝迫在眉睫，下面幾種提取新工藝能較好的克服上述弊端。 （1）液膜法提取青霉素工藝 液膜法提取青霉素工藝見圖8－8，系將溶于正癸醇的胺類試劑（LA-2）支撐在多孔的聚丙烯膜上，利用青霉素與胺類的化學反應，把青霉素從膜一側(cè)的溶液中的選擇性吸收轉(zhuǎn)入另外一側(cè)，

50、而且母液中回收青霉素烷酸（6-APA）的收率也較高。膜分離是一種選擇性高、操作簡單和能耗低的分離方法，它在分離過程中不需要加入任何別的化學試劑，無新的污染源。 支撐液膜 發(fā)酵液罐 反萃取罐 圖8－8 液膜法提取青霉素 （2）雙水相萃取提取青霉素工藝 采用雙水相體系（ATPS）從發(fā)酵液中提純青霉素見圖8－9。 醋酸鉀 醋酸丁酯 聚乙二醇 固體硫酸銨 過濾后的發(fā)酵液 PEG富集相 雙水相解體系萃取 結(jié)晶 產(chǎn)品 圖8－9 雙水相萃取青霉素 ATPS萃取青霉素工藝過程為：首先在發(fā)酵

51、液中加入8%（質(zhì)量分數(shù)，下同）的聚乙二醇（PEG2000）和20%的硫酸氨進行萃取分相，青霉素富集于輕相，在用醋酸丁酯從輕相中萃取青霉素。 其操作工藝條件和結(jié)果如下。料液：1L，10.25g/L。雙水相體系富集：pH=5.0，T=293K，Yt=93.67％。醋酸丁酯萃?。簆H=1.7，T=293K，Yt=92.42％。結(jié)晶：晶體質(zhì)量7.228g，純度為88.48％。雙水相體系從發(fā)酵液中直接提取青霉素，工藝簡單，收率高，避免了發(fā)酵液的過濾預處理和酸化操作；不會引起青霉素活性的降低；所需的有機溶劑量大大減少，更減少了廢液和廢渣的排放量。 2．維生素C清潔工藝 維生素C（Vc）又名抗壞血酸，

52、它不僅是重要的醫(yī)藥產(chǎn)品，近年來其應用范圍已擴大到食品和飼料等方面，隨著全球?qū)S生素C的需求量不斷擴大，其工藝得到了不斷的改進。傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法是萊氏法，此方法早在20世紀30年代就研究開發(fā)成功，其合成路線見圖8－9：此工藝兩次用到酸催化，生產(chǎn)中產(chǎn)生大量的廢酸液，中間產(chǎn)物純化難，而且反應步驟長，勞動強度大，對環(huán)境污染嚴重。 圖8－9 維生素C的萊氏合成法 目前工業(yè)上采用的二次發(fā)酵法，是20世紀70年代研究出來的，它由發(fā)酵、提取和轉(zhuǎn)化三大步驟組成，屬我國首創(chuàng)，其先進性已得到國際上的公認，其合成路線如圖8－10。

53、 圖8－10 維生素C的二次發(fā)酵合成路線 該合成中以生物氧化過程代替萊氏路線的部分醇化過程，利用假單胞菌選擇的氧化L-山梨糖C1上的醇羥基成為羧基，省略了丙酮保護步驟，縮短了工藝，節(jié)約了原料，提高了收率；利用可再生的離子交換樹脂進行酸化，避免了兩次酸化，同時避免了使用發(fā)煙硫酸，減少了對設備的腐蝕，是一條較清潔的生產(chǎn)路線。 經(jīng)過二次發(fā)酵后，發(fā)酵液中維生素C的含量只有8%，且殘余的菌絲體、蛋白質(zhì)和懸浮的微粒等雜質(zhì)，從中分離提純維生素C非?？嚯y，為了減少廢物排放量，降低后處理的費用，必須改變傳統(tǒng)的加熱沉淀工藝。 加熱沉淀法的合成路線見圖8－11，其缺點是：它是通過氫型樹脂調(diào)解p

54、H值至蛋白質(zhì)等電點后，加熱除去蛋白質(zhì)，既耗能又造成有效成分的巨大浪費；發(fā)酵液直接進入離子交換樹脂柱，使樹脂表面污染嚴重，交換容量下降，使柱效率降低；兩次通過交換樹脂柱，帶進大量的水分，勢必會增大濃縮的能耗，而超濾法則有效克服了上述缺點。 發(fā)酵液 加熱凝聚 靜置沉降 調(diào)pH值 結(jié)晶 除鹽 高速離心 冷卻 產(chǎn)品 圖8－11 加熱沉淀法分離維生素C 超濾是一種膜分離技術(shù)。維生素C的鈉鹽發(fā)酵液通過超濾膜，使維生素C的鈉鹽溶液與菌絲體、蛋白質(zhì)和懸浮微粒等大分子雜質(zhì)分離。超濾提取工藝如圖8－12。 發(fā)酵液 超濾 除鹽 脫色 結(jié)晶

55、產(chǎn)品 圖8－12 超濾技術(shù)分離提取維生素C 超濾工藝流程圖見圖8－13。 圖8－13 超濾工藝流程 1—發(fā)酵液儲藏罐；2—泵；3—預濾器；4—超濾裝置；5—清液儲罐；6—背壓閥 維生素C發(fā)酵液由泵控制在一定壓力和適當流量等條件下，通過纖維超濾裝置，古洛酸鈉清液就不斷透過膜流出，發(fā)酵液中殘余的菌絲、蛋白質(zhì)和微粒則就被截留在另一側(cè)，從而達到提取分離的目的，收率達到98%，其主要優(yōu)點如下： ①.本工藝適合堿法和酸法轉(zhuǎn)化生產(chǎn)維生素C。超濾清液也可用離子交換樹脂酸化為故龍酸溶液，脫色濃縮獲得古洛酸晶體。由于解決了樹脂的污染，使樹

56、脂再生簡化，利用率大為提高，節(jié)省了樹脂用量，降低能耗約10%。 ②.超濾在常壓下操作，能耗低，收率高。由于避免了發(fā)酵池加熱損失，可提高古洛酸的收率。 ③.簡化了提取環(huán)節(jié)，縮短了產(chǎn)品生產(chǎn)周期，提高了效率。 ④.大大降低污染物排放，降低生產(chǎn)成本。 四．抗生素廢水治理 （一）抗生素廢水處理概況 早在20世紀40年代，隨著抗生素大規(guī)模的生產(chǎn)，人們就開始對抗生素生產(chǎn)廢水的處理進行研究。美國、日本等生物技術(shù)發(fā)達國家于20世紀五六十年代試驗和建設的處理設施，幾乎全部采用好氧生物處理技術(shù)。20世紀六七十年代后，人們對抗生素生產(chǎn)廢水的處理研究更加深入細致。表8－6是國內(nèi)外關(guān)于抗生素生產(chǎn)廢

57、水處理試驗和實際應用情況。  表8－6國內(nèi)、外制藥行業(yè)生物處理方法 生產(chǎn)企業(yè) 廢水類型 處理方法 BOD5 停留時間/h 進水/mg.L-1 出水/mg.L-1 去除率/% 去除BOD5負荷 / kg.m-3.d-1 禮萊 抗生素 厭氧+曝氣等三級生物處理 1000～2500 37 90～95 明治岐阜 發(fā)酵廢水 鼓風曝氣 600 42 93 1.2 雅培 發(fā)酵廢水 表面曝氣 3100 稀至16 95 3 園田賴 青霉素 接觸氧化 10000 1400 86 2.3 法門塔 發(fā)酵廢水 鼓風曝

58、氣 4000 100 97.5 1.95 天臺制藥 潔霉素 缺氧+接觸氧化 350 100 94.8 10.5 施貴寶 發(fā)酵廢水 表面曝氣 1600 <25 98.0 0.69 21 天津制藥 抗生素 氣浮+好氧+氣浮 3349① 101① 仙居制藥 合成廢水 接觸氧化+氣浮 2000① 200 90 24 浦城生化 金霉素廢水 厭氧消化 33944① 5016 85 200 上藥三廠 四環(huán)素 接觸氧化 847 41 95 1.9 10 紅霉素 流化床 950 3

59、0 97 2.6 14 濟寧藥廠 抗生素 流化床 2000① 500 75 13.3 東北制藥 黃鏈素 流化床 1683① 249 85.2 4.41 10 上藥四廠 氨芐青霉素 接觸氧化 1000① ～200 80 1.5～2.0 10～14 鎮(zhèn)江制藥 紅霉素、疬特靈 厭氧消化 20178① 3397 83 480 東北制藥 抗生素 單級高效消化器 27350～30010① ～2000 90 2 300 上藥四廠 核糖霉素 厭氧+好氧 10000～40000① 2000～10000 80

60、4～6 24～350 ① 為BOD5的數(shù)據(jù) 我國除少數(shù)大型企業(yè)具有二級生物處理設施并運行正常以外，相當大的一部分企業(yè)沒有籌建生物處理設施或已建成但運行不正常。如河北省石家莊市某制藥廠是生物化學制藥中抗生素的主要生產(chǎn)廠，該廠采用的厭氧—好氧法治理廠區(qū)廢水，其COD去除率達到80%以上，而且很穩(wěn)定。再如遼寧省某制藥廠，該廠采用二級生物處理廢水，其COD、硝基苯等污染物去除率也在70%～75%?？股厣a(chǎn)廢水中主要的污染物是發(fā)酵母液，為高濃度有機廢水，含有相當數(shù)量的有機物，其主要成分及含量隨抗生素品種數(shù)提取方法不同而有顯著的差別。但COD高達5000mg/L～20000mg/L，總氮量

61、為600mg/L～1000mg/L。對于不同的抗生素廢水需選擇適當?shù)墓に嚱M合，方可滿足排放標準要求。一般而言對于這一類廢水采用圖8－14所示的抗生素廢水處理基本工藝流程。表8－7為部分抗生素廢水采用厭氧—好氧工藝的情況。表8－8為部分制藥廢水厭氧處理情況。 加藥 污泥 加藥 后處理 預處理 廢水 調(diào)節(jié)池 厭氧反應器 好氧 沉淀 污泥處理 排放 曝氣 回流水或稀釋水 生活污水 預處理 圖8－14 高濃度制藥廢水處理的基本工藝流程 表8－7 國內(nèi)部分制藥廢水治理工程及試驗成果 序號 抗生素種類 規(guī)模 /m3.d-

62、1 處理工藝 進水COD /mg.L-1 出水COD /mg.L-1 去除率/% 1 潔霉丁醇提取 200 水解-厭氧-好氧-混凝吸附 21575 83.5 99.6 2 利福平、氧氟沙星、環(huán)丙沙星 450 篩網(wǎng)-調(diào)節(jié)-氣浮-缺氧-好氧-沉淀-氣浮-過濾 15000～32000 80～230 99.3 3 螺旋霉素 中試 調(diào)節(jié)-氣浮-厭氧-好氧-沉淀-過濾 14000 150 99 4 青霉素、土霉素、麥迪霉素、慶大霉素 小試、中試 調(diào)節(jié)-氣浮-厭氧-好氧-沉淀-過濾 4000～10000 110～200 98 5 某原料

63、及中間體藥廠 1500 調(diào)節(jié)-隔油-AB法 1600 120 92.5 表8－8 部分制藥廢水厭氧處理情況 序號 種類 進水COD/mg.L-1 COD負荷/kg.m-3.d-1 COD去除率/% 1 卡那霉素及味精廢水 5000 10～13 80～90 2 慶大、螺旋霉素及檸檬酸 23450 11.75 90～93.5 3 維生素C 100000 11.2 96 4 抗生素提取廢水 40000～60000 3 90 5 鏈霉素廢水 7600～13000 20～26 75～85 6 青霉素等抗生素廢水 4000

64、 3～5 75～85 1．深井曝氣工藝處理制藥廢水 （1）深井曝氣工藝在制藥行業(yè)的應用 北京市某設計院從20世紀70年代起，首先進行了深井工藝的開發(fā)研究，并在研究的基礎上，吸取國外的新成果，推出多種型式的深井裝置，進行技術(shù)的推廣應用工作。該計院在對深井曝氣工藝研究探討的基礎上，1980～1983年同遼寧某制藥廠協(xié)作，開展了深井曝氣處理制藥廢水的試驗研究。試驗井規(guī)模φ0.5mH80m，同心圓式結(jié)構(gòu)，分離采用真空脫氣加重力沉淀方式。處理制藥工業(yè)廢水的效果如表8－9所示。結(jié)果表明，深井曝氣法能在高COD負荷（27kg/m3.d）和BOD負荷(2kg/kgMLSS.d)條件下運轉(zhuǎn)，處理廢

65、水快速高效，且具有占地省、能耗低，能直接處理高濃度廢水，產(chǎn)泥量少，耐受沖擊負荷能力強，不發(fā)生污泥膨脹，處理效果不受嚴寒氣溫影響，操作管理簡單等突出優(yōu)點。 表8－6 深井法與普通曝氣法處理制藥廢水試驗數(shù)據(jù) 項 目 深井法 普通法 處理水量/m3.d-1 96 80.4 36 0.05 停留時間/h 4.9 5.8 13.2 14.5 進水COD濃度/mg.L-1 3105 6707 11142 3300 進水BOD濃度mg.L-1 2021 4141 6468 1900 COD去處率/% 84.5 84.6 82 77.7 B

66、OD去處率/% 94.5 96.5 96.1 93.3 ρ（MLSS）/g.L-1 6.59 10.1 11.64 4.9 ρ（MLVSS）/g.L-1 5.48 7.93 9.12 3.63 ρ（SVI）/mL.g-1 84 96 72 160～280 COD-V負荷/kg.m-3.d-1 15.2 27.6 20.3 5.52 COD-VSS負荷/kg.kg.d-1 2.69 3.49 2.22 1.52 BOD-V負荷/kg.m-3.d-1 9.9 17.1 11.8 3.14 BOD-VSS負荷/ kg.kg.d-1 1.87 2.15 1.29 0.86 BOD（去除）處理電耗/kW.h.kg-1 0.419 0.277 0.401 0.76 在已經(jīng)取得試驗研究成果的基礎上，結(jié)合目前國內(nèi)深井施工設備與技術(shù)的現(xiàn)狀，按照因地制宜和充分吸取國外深井技術(shù)發(fā)展的新成果的原則，深井曝氣工藝已得到很好的推廣，先后多個制藥廠家采用深井曝氣工藝處理制藥廢水，其概況示于表8－10。