论文部分内容阅读
青霉素是一种重要的抗生素产品,我国的发酵生产能力已接近世界先进水平,但产物分离和纯化的“下游工程”尚难以跟上其发酵技术的发展步伐。目前,发酵液中青霉素提取方法主要是溶媒物理萃取法,但该提取方法存在操作条件苛刻、青霉素降解损失较大、回收率低、溶媒回收困难等问题,使得青霉素生产成本增高,经济效益下降。因此开发新型高效的提取工艺以提高收率、减少能耗、降低成本,是当前青霉素类抗生素药物工业生产中亟待解决的关键问题之一。基于表面更新理论提出的中空纤维更新液膜（HFRLM）技术实现了反应萃取和反萃过程的耦合,具有非平衡传质的特点,传质效率高,溶剂用量少。为了避免青霉素G在中空纤维更新液膜萃取/反萃过程中出现大量降解损失的问题,本文首先系统地考察了不同微量有机溶剂（萃取剂）及不同碱液环境（反萃剂）对于青霉素G稳定性的影响。结果表明,微量胺类萃取剂的存在对青霉素G稳定性的影响不大;碱液的pH值越高,青霉素G降解速度越快;青霉素G在低温、pH 6.0左右环境下较为稳定。由HFRLM循环实验研究表明青霉素G在HFRLM提取过程中降解较少,有较好的稳定性,为HFRLM工艺研究中获得理想的提取效果提供可能。以串级操作为基础,进行了中空纤维更新液膜提取青霉素G的工艺研究,考察了料液相pH、料液相中缓冲液浓度、料液相青霉素G浓度、反萃剂种类、反萃相浓度、两相流速、载体浓度等对中空纤维更新液膜提取效果的影响。结果表明,在料液相pH5.0-7.0范围内,pH值对提取效果影响不大;提取过程的传质通量随着料液中青霉素G的初始浓度、液膜相中载体浓度、壳程流速等的增大而增大;0.2 mol·L-1的磷酸二氢钾缓冲溶液以及0.5 mol·L-1的碳酸钾溶液可以使青霉素G在操作时间内保持较好的稳定性,降解损失少,提取效果可达90%以上。对发酵液中青霉素G的中空纤维更新液膜提取工艺进行了技术经济评价,并与溶媒萃取工艺进行了比较。结果表明,中空纤维更新液膜提取工艺的提取效率高、产量大、萃取剂消耗量较少、后续处理简单、能耗低。