[发明专利]一种利用发酵法生产红霉素菌渣为核壳材料制备γ-Al2O3骨架材料的方法

说明书

技术领域

本发明属于制药废弃菌渣的回收利用领域，具体涉及一种利用发酵法生产红霉素菌渣为核壳材料制备γ- Al₂O₃骨架材料的方法。

背景技术

我国利用发酵法生产红霉素原料药的工艺流程中菌渣的分离首先是利用絮凝剂让菌丝体和残余培养基产生絮凝现象，以便于其后的压滤与精华料液及其红霉素提取。该行业涉及到我国东西南北大大小小十七个生产厂家，其中绝大多数厂家采用聚合三氯化铝作为絮凝剂，所添加的金属铝离子含量高达8%wt；我国该行业每年利用三氯化铝作为絮凝剂，产生的菌渣高达10万吨级（折合干物质），这样的菌渣因含有活性红色链霉菌抗噬菌体和残留红霉素(0.1~0.3%wt)被国家列为了“危险固体废弃物”黑名单。几十年来，人们都试图对红霉素菌渣进行资源化利用，但是以前的所有研究工作都围绕着利用菌渣富含的蛋白质（18~22%wt）做动物饲料或者菌渣厌氧发酵产生甲烷可燃气体进行的；故而，一个共同的问题仍然没有解决，那就是红霉素药残留与红色链霉菌抗噬菌体灭活问题。而不少厂家仍然将菌渣采用“危险品填埋”方式处理，不仅没有从根本上解决环保问题，也造成了资源的巨大浪费。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用发酵法生产红霉素菌渣为核壳材料制备γ-Al₂O₃骨架材料的方法。

本发明的目的是这样实现的：一种利用发酵法生产红霉素菌渣为核壳材料制备γ-Al₂O₃骨架材料的方法，其特征在于：用去离子水或蒸馏水从发酵法生产的红霉素菌渣中萃取红霉素和氨基酸，然后进行压滤，在150~200℃下对压滤后的菌渣进行脱水收缩处理2~4小时，再在650~800℃进行固相转变处理4~6小时，即得γ-A l₂O₃骨架材料。

为了使上述用去离子水或蒸馏水从发酵法生产的红霉素菌渣中萃取红霉素和氨基酸后的固液分离效果佳，上述压滤优选在5~50MP 压力下进行，进一步优选为20～35Mpa，更进一步优选为28～32Mpa。

上述脱水收缩处理为对压滤后的菌渣进行蒸馏，连续将三氯化铝的水解产物氢氧化铝凝胶与菌渣的相互吸附包裹缠绕的聚集状态脱水调整，使有机物核壳材料连续收缩气化；上述固相转变处理是对进行上述脱水收缩处理后形成的氢氧化铝凝胶进行热分解，最终，氢氧化铝凝胶不断调整聚集并在高温条件下脱水相变成为多孔的化学活性高的γ- A l₂O₃骨架材料。

对于经过上述压滤后所得的菌渣，发明人经过大量试验研究发现对于该菌渣采用在150～200℃下的蒸馏，在此温度下的蒸馏可将该菌渣中的红霉素残留被有效地分解、同时经压滤后的固形物中氨基酸也可被有效地蒸馏出、再经冷凝、膜法分离提取得到氨基酸。

为了进一步使脱水收缩处理后的固形物中残留的红霉素彻底分解、更进一步利于γ- A l₂O₃骨架材料前驱体的形成，上述脱水处理采用的温度优选165～190℃。

为了更进一步利于制得多孔的化学活性高的γ- A l₂O₃骨架材料，上述固相转变处理采用的温度优选650~700℃。

为了综合利用上述发酵法生产的红霉素菌渣，在经过上述压滤后的滤液中提取并分离红霉素和氨基酸；在上述脱水收缩处理（蒸馏）和固相转变处理（热分解）过程中，冷凝上述蒸馏气体，采用金属膜法从冷凝液中提取氨基酸，回收上述热分解气体，用于生产液体燃料。

本发明具有以下有益效果：

本发明利用发酵法生产红霉素菌渣中的残余培养基和菌丝体做为核壳材料，并充分利用絮凝剂三氯化铝提供的金属铝离子源，特别是利用了三氯化铝的水解产物氢氧化铝凝胶与菌渣的相互吸附包裹缠绕的聚集状态，连续将此状态脱水调整，最终有机物核壳材料连续收缩气化，氢氧化铝凝胶不断调整聚集并在高温条件下脱水相变制得多孔的化学活性高的γ- Al₂O₃骨架材料，其平均孔径在0.8~1.4nm，比表面积在195~205m²/g； 在制备γ- Al₂O₃骨架材料过程中的蒸馏过程（150～200℃）还解决了微量红霉素残留的环保问题。本发明方法回收利用了发酵法生产红霉素菌渣来制备化学活性高的γ- Al₂O₃骨架材料，节约了资源，生产成本低，产生的经济效益好，对环境友好，无二次污染产生。