CN106865804B - 一种中生菌素母药清洁生产方法 - Google Patents

一种中生菌素母药清洁生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种中生菌素母药清洁生产的方法，包括中生菌素母药生产过程的发酵罐放罐洗罐水、喷雾塔洗塔水、喷雾过程水沫除尘废水、陶瓷膜***、纳滤膜***的膜***清洁洗涤水、纳滤膜***滤出透过液等进行回收利用作为中生菌素发酵罐发酵培养基或发酵罐补料培养基的配料用水使用，减少了生产过程中含高浓度COD、NH3‑N废水的排放，实现节能减排、清洁生产。本发明不降低中生菌素发酵生产水平和中生菌素母药产品质量、还减少了产品的流失，减少了水资源的使用，同时还降低了员工的劳动强度、节约了人力与物力，提升了中生菌素母药生产的环境友好相容性，具有良好的经济与社会效益。

Description

一种中生菌素母药清洁生产方法
技术领域
本发明涉及一种生物农药的生产，尤指一种中生菌素母药清洁生产方法。
背景技术
根据***粮农组织（FAO）的统计，全世界农林生产过程中；每年因病虫草害所造成的损失在三分之一以上。全世界每年大约发生300万起化学农药中毒事件。在发展中国家，全球每年因食用农药污染食品引起集体中毒事件大约 1650起。因此，大力发展安全、低毒和无毒、低蓄积和无蓄积、不污染环境的生物农药已成为必然的趋势和全球共识。中生菌素是一种新型农用抗生素类生物农药，其应用属于杀菌剂类别，用于防治农作物病害。它的产生菌是从我国海南岛的土壤中分离得到，命名为淡紫灰链霉菌海南变种（Strepromyceslavenduae hainanensis n.var）。作为一种农用抗菌类生物农药对革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌和丝状真菌具有强烈的抑制或杀灭作用。对水稻白叶枯病，白菜软腐病，苹果轮纹病和苹果叶斑病等具有良好的防效。但对人畜类低毒安全，与环境相容友好性。中生菌素（化学名：1―N甙基链里定基―2―氨基L―赖氨酸―2脱氧古罗糖胺；分子式：C19H34O8N8；分子量：502.0）正是具有高效低毒、低蓄积、无残留的特点，其通过抑制病原细菌蛋白质的肽键生成，最终导致细菌死亡；对真菌可抑制菌丝的生长、抑制孢子的萌发，起到防治真菌性病害的作用；是无公害果树、蔬菜生产基地的必备用药。广泛应用于防治水稻白叶枯病、苹果轮纹病、白菜软腐病等。因此，开发一种中生菌素母药清洁生产方法、减少生产过程中含高浓度COD、NH3-N废水的排放、降低员工的劳动强度、实现循环利用、节能降耗、提高中生菌素母药生产的环境友好相容性，具有良好的经济与社会效益。
中生菌素母药是以淡紫灰链霉菌海南变种为产生菌，黄豆饼粉、玉米淀粉、玉米粉、葡萄糖、碳酸钙、氯化钠、氯化铵、硫酸镁、谷氨酸、精氨酸、片碱等为主要原料经过发酵培养、提取干燥得到的产物。
目前中生菌素母药生产的主要工艺方法为：中生菌素产生菌摇瓶种子培养 → 接种到种子罐扩大培养 → 接种到发酵罐发酵培养产生中生菌素 → 发酵液放罐 → 放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离 → 获得的过滤液经纳滤膜***浓缩 → 获得的浓缩液与陶瓷膜***分离出来的固形物按比例混合均匀经喷雾干燥获得中生菌素母药。
目前中生菌素母药生产过程中发酵罐放罐洗罐水、喷雾塔洗塔水、喷雾过程水沫除尘废水、陶瓷膜***与纳滤膜***的膜***清洁洗涤水、纳滤膜***滤出透过液等直接排入公司污水处理站集中处理。
目前工艺每日生产1批中生菌素所产生的废水主要成分及污染物平均含量情况：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
每年360天每天生产1批，每年将产生废水量9000m³、产生COD 污染物53183kg、产生NH3-N污染物 203kg，同时流失中生菌素2365kg。
目前生产工艺存在不足之处：
1、中生菌素母药生产过程中的发酵罐放罐洗罐水、喷雾塔洗塔水、喷雾过程水沫除尘废水、陶瓷膜***与纳滤膜***的膜***清洁洗涤废水、纳滤膜***滤出透过液等含高浓度COD、NH3-N的大量生产废水直接排入公司污水处理站处理，增加了公司污水处理站生物化学处理的压力，同时造成发酵罐放罐洗罐水、喷雾塔洗塔水中含有的中生菌素有效成分流失浪费。
2、由于处理大量含高浓度COD、NH3-N的废水，大大增加了污水处理的能耗与费用、增加了中生菌素母药生产环境友好相容性的压力，增加了员工的劳动强度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种中生菌素母药清洁生产方法，通过该清洁生产方法可以极大地减少中生菌素母药生产过程中含高浓度COD、NH3-N废液的排放；减轻员工的劳动强度；还可以节约水资源并减少污水处理费用，减少中生菌素有效成分的流失浪费，实现节能减排、清洁生产。
为解决上述问题，本发明的技术解决方案是：
一种中生菌素母药清洁生产方法在于将中生菌素母药生产过程的中生菌素发酵罐放罐洗罐水、喷雾塔洗塔水、喷雾过程水沫除尘废水、陶瓷膜***、纳滤膜***的膜***清洁洗涤水、纳滤膜***滤出透过液等进行回收利用，减少生产过程中含高浓度COD、NH3-N废液的排放，减少水资源的使用，实现节能减排、清洁生产。包括下述工艺过程：
1、将中生菌素发酵罐放罐洗罐水一并加入当天该批的中生菌素放罐发酵液中，该中生菌素放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离、获得的陶瓷膜***过滤液再经过纳滤膜***浓缩、获得中生菌素浓缩液与纳滤膜***滤出透过液，该纳滤膜***滤出透过液作为另一批中生菌素发酵罐发酵培养基或补料培养基的配料用水。
（1）、所述中生菌素发酵罐放罐洗罐水是种子罐移种后的洗罐水、补料罐补料后的洗罐水、发酵罐放罐后的洗罐水。
（2）、所述纳滤膜***滤出透过液是纳滤膜***在对陶瓷膜***的过滤液进行浓缩的过程中透过纳滤膜***的透过液。
2、将中生菌素喷雾塔洗塔水、喷雾过程水沫除尘废水、陶瓷膜***、纳滤膜***的膜***清洁洗涤水加入另一批的中生菌素放罐发酵液中，该放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离，陶瓷膜***过滤液再经过纳滤膜***浓缩，获得浓缩液与纳滤膜***滤出透过液，该纳滤膜***滤出透过液作为再另一批中生菌素发酵罐发酵培养基或补料培养基的配料用水。
（1）所述喷雾塔洗塔水是中生菌素浓缩液经过喷雾干燥获得粉状中生菌素母药成品后对喷雾塔进行清洁洗涤收集的废水。
（2）所述喷雾过程水沫除尘废水是中生菌素浓缩液在喷雾干燥过程中尾气夹带走的微量粉尘采用水沫除尘工艺清除粉尘而收集的废水。
（3）所述膜***清洁洗涤水是发酵液经陶瓷膜***液固分离、纳滤膜***浓缩结束后对陶瓷膜***、纳滤膜***的设备进行清洁洗涤收集的废水。
采用上述方案后，本发明与现有工艺技术相比具有如下显著特点：
1、本发明一种中生菌素母药清洁生产方法减少了中生菌素母药生产过程中含高浓度COD、NH3-N废水的总量排放，极大地降低了环保站污水处理的压力，提升了中生菌素母药生产的环境友好相容性。
2、本发明一种中生菌素母药清洁生产方法不降低中生菌素发酵生产水平、不降低中生菌素母药产品质量、还减少了产品的损失，减少了水资源的使用，实现节能减排、循环利用；同时还降低了员工的劳动强度、节约了人力与物力，具有良好的经济与社会效益。
3、本发明一种中生菌素母药清洁生产方法根据中生菌素母药产品特点，在现有生产工艺及设备装置的基础上不需要大量技改，仅仅添加几台泵及管道将收集上述各废液的储罐连接，将废液接引到发酵工序培养基配料罐内就可以实现中生菌素母药的清洁生产。
具体实施例
下面结合具体实施例对本发明做进一步的详述。
实施例1
1、取生产中的发酵罐放罐洗罐水、喷雾塔洗塔水、喷雾过程水沫除尘废水、陶瓷膜***、纳滤膜***膜***清洁洗涤水、纳滤膜***滤出透过液分别作为中生菌素摇瓶发酵培养基配制用水，该摇瓶发酵培养基配制用水COD及NH3-N等含量如下：
Figure 284420DEST_PATH_IMAGE002
2、以未受污染的饮用水配制发酵培养基作为对照，同步进行摇瓶发酵验证。
3、每组培养基配制后都用20%硫酸或20%氢氧化钠调整pH至7.3-7.5，以业内公知的方法分装在三角摇瓶内，每组6瓶，同时进行蒸汽湿热灭菌，而后接种摇瓶培养。
4、每组6瓶摇瓶发酵培养结果的中生菌素含量数据平均结果如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
实施例2
以发酵罐放罐洗罐水（中生菌素含量1.25g/L、COD含量11820mg/L、NH3-N含量51.56mg/L）配制另一批中生菌素发酵罐发酵培养基，调节pH至7.3-7.5，以业内公知的方法对配制好的发酵罐内的培养基进行消毒灭菌、接种、培养、补料、放罐，测定放罐发酵液中生菌素含量为11.12g/L。中生菌素放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离 → 过滤液经纳滤膜***浓缩 → 该浓缩液与陶瓷膜***分离出来的固形物按比例混合均匀经喷雾干燥获得中生菌素母药成品，中生菌素母药成品质量指标如下：
Figure 139244DEST_PATH_IMAGE004
实施例3
以喷雾塔洗塔水（中生菌素含量2.38g/L、COD含量48483mg/L、NH3-N含量155.21mg/L）配制另一批中生菌素发酵培养基，调节pH至7.3-7.5，以业内公知的方法对配制好的发酵罐内的培养基进行消毒灭菌、接种、培养、补料、放罐，测定放罐发酵液中生菌素含量为10.58g/L。中生菌素放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离 → 过滤液经纳滤膜***浓缩 → 该浓缩液与陶瓷膜***分离出来的固形物按比例混合均匀经喷雾干燥获得中生菌素母药成品，中生菌素母药成品质量指标如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE005
实施例4
以纳滤膜***滤出透过液（中生菌素含量0.0049g/L、COD含量948mg/L、NH3-N含量5.56mg/L）配制另一批中生菌素发酵培养基，调节pH至7.3-7.5，以业内公知的方法对配制好的发酵罐内的培养基进行消毒灭菌、接种、培养、补料、放罐，测定放罐发酵液中生菌素含量为10.86g/L。中生菌素放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离 → 过滤液经纳滤膜***浓缩 → 该浓缩液与陶瓷膜***分离出来的固形物按比例混合均匀经喷雾干燥获得中生菌素母药成品，中生菌素母药成品质量指标如下：
Figure 56997DEST_PATH_IMAGE006
实施例5
以相邻2批次的发酵罐放罐洗罐水、喷雾塔洗塔水、喷雾过程水沫除尘废水、膜***清洁洗涤水、纳滤膜***滤出透过液进行混合均匀（中生菌素含量0.25g/L、COD含量5500mg/L、NH3-N含量18.25mg/L）配制另一批中生菌素发酵培养基，调节pH至7.3-7.5，以业内公知的方法对配制好的发酵罐内的培养基进行消毒灭菌、接种、培养、补料、放罐，测定放罐发酵液中生菌素含量为11.03g/L。中生菌素放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离 → 过滤液经纳滤膜***浓缩 → 该浓缩液与陶瓷膜***分离出来的固形物按比例混合均匀经喷雾干燥获得中生菌素母药成品，中生菌素母药成品质量指标如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE007
实施例6
以饮用水配制中生菌素发酵培养基，以业内公知的方法对配制好并调节pH至7.3-7.5的发酵罐内的培养基进行消毒灭菌、接种、培养；以另一批纳滤膜***滤出透过液（中生菌素含量0.0051g/L、COD含量958mg/L、NH3-N含量5.68mg/L）配制该批中生菌素发酵罐补料培养基，调节pH至7.3-7.5，以专利申请号：201710037400.3《一种中生菌素发酵连续补料生产装置及其生产方法》的方法进行配制与补料、发酵培养至放罐，测定放罐发酵液中生菌素含量为10.96g/L。中生菌素放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离 → 过滤液经纳滤膜***浓缩 → 该浓缩液与陶瓷膜***分离出来的固形物按比例混合均匀经喷雾干燥获得中生菌素母药成品，中生菌素母药成品质量指标如下：
Figure 186627DEST_PATH_IMAGE008
所述COD含量的测定方法为业内公知的COD含量测定方法。
所述NH3-N含量的测定方法为业内公知的NH3-N含量测定方法。
所述中生菌素含量的测定方法为抗生素微生物检定法。
以上所述仅为本发明的一般实例而已，并非用来限定本发明实施的范围。故但凡依本发明的权利要求和说明书所做的变化或修饰，皆应属于本发明专利涵盖的范围之内。

Claims (1)

1.一种中生菌素母药清洁生产方法，其特征在于：将中生菌素发酵罐放罐洗罐水一并加入当天该批的中生菌素放罐发酵液中，该中生菌素放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离，获得的陶瓷膜***过滤液再经过纳滤膜***浓缩，获得中生菌素浓缩液与纳滤膜***滤出透过液，该纳滤膜***滤出透过液作为连续生产的另一批中生菌素发酵培养基或补料培养基的配料用水；
将中生菌素喷雾塔洗塔水，喷雾过程水沫除尘废水，陶瓷膜***、纳滤膜***膜清洁洗涤水加入另一批的中生菌素放罐发酵液中，该中生菌素放罐发酵液经过陶瓷膜***液固分离，陶瓷膜***过滤液再经过纳滤膜***浓缩，获得中生菌素浓缩液与纳滤膜***滤出透过液，该纳滤膜***滤出透过液作为连续生产的再另一批中生菌素发酵培养基或补料培养基的配料用水；
所述中生菌素发酵罐放罐洗罐水是种子罐移种后洗罐水、补料罐补料后洗罐水、发酵罐放罐后的洗罐水；
所述纳滤膜***滤出透过液是纳滤膜***在对陶瓷膜***的过滤液进行浓缩的过程中透过纳滤膜***的透过液；
所述喷雾塔洗塔水是中生菌素浓缩液经过喷雾干燥获得粉状中生菌素母药成品后对喷雾塔进行清洁洗涤收集的废水；
所述喷雾过程水沫除尘废水是中生菌素浓缩液在喷雾干燥过程中尾气夹带走的微量粉尘采用水沫除尘工艺清除粉尘而收集的废水；
所述膜***清洁洗涤水是中生菌素放罐发酵液经陶瓷膜***液固分离、纳滤膜***浓缩结束后对陶瓷膜***、纳滤膜***的设备进行清洁洗涤收集的废水。
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