泡载分离富集青霉素生产废水中乙酸丁酯的研究

论著文章编号:1001-8689(2005)01-0038-04泡载分离富集青霉素生产废水中乙酸丁酯的研究胡欣常志东*孙兴华申淑锋谢智(中国科学院过程工程研究所分离科学与工程实验室生化工程国家重点实验室中国科学院研究生院,北京100080)摘要:采用两种泡载分离法,即鼓泡分离法和溶剂浮选法,对青霉素发酵液提炼过程产生的废液体系中的乙酸丁酯进行分离富集,重点考察提取率与通气速率及通气时间的关系,研究分离塔内乙酸丁酯轴向分布梯度。结果表明溶剂浮选法分离富集废水中的乙酸丁酯效果较佳;鼓泡分离法如果采用多级塔串联工艺也有良好的应用前景。关键词:泡载分离;鼓泡分离;溶剂浮选;乙酸丁酯;青霉素中图分类号:TQ028.3文献标识码:AEnrichmentofbutylacetateindischargedwastewaterfrompenicillinproductionbysolventextractionthroughbubbleseparationHuXin,ChangZhi-dong,SunXing-hua,ShenShu-fengandXieZhi(LaboratoryofSeparationScienceandEngineering,StateKeyLaboratoryofBiochemicalEngineering,InstituteofProcessEngineering,ChineseAcademyofSciences,GraduateSchooloftheChineseAcademyofSciences,Beijing100080)ABSTRACTBubbleseparationsuchasbubblefractionationorsolventsublation,wasusedtorecoverbutylacetateinwastewaterduringpenicillinpurificationbysolventextraction.Effectsofgasflowrateandoperationtimeonbubblefractionationenrichmentratioofbutylacetatewerediscussed.Comparisonofenrichmentratiobetweensolventsublationandbubblefractionationwasalsostudied.Experimentalresultsshowedthatsolventsublationismoreeffectivethanbubblefractionation.KEYWORDSBubbleseparation;Bubblefractionation;Solventsublation;Butylacetate;Penicillin收稿日期:2004-07-30基金项目:创新研究群体(No.20221603)和国家自然科学重点基金(No.20236050)资助。作者简介:胡欣,男,生于1980年,在读硕博连读研究生,E-mail:Allan-Hu@hotmail.com*通讯联系人,E-mail:zdchang@home.ipe.ac.cn青霉素是一类经微生物发酵生产的抗生素,提取的一般步骤是首先将其发酵液过滤,除去菌丝及培养基,滤液调酸后用乙酸丁酯(butylacetate,BA)萃取[1]。在目前的提炼工艺条件下,少量的乙酸丁酯要被提取过青霉素的发酵滤液夹带进入废水中,这不仅造成了环境污染也给废水处理及溶剂的循环利用带来了难度。提取后的废水总量很大,往往一个车间每天生产的废水就达几百吨之多。溶剂回收采用传统的蒸馏法,但耗能较大,因此,如何有效分离富集青霉素生产废水中的乙酸丁酯成为了一个迫切需要解决的问题。泡载分离(bubbleseparation)技术是近30年来发展较快的新分离技术之一,它主要是利用气体在溶液中分布产生气泡,通过气液界面间溶质传递或界面吸附达到分离或浓缩目的。泡载分离实际上已广泛应用于日常生活和工业生产中,例如肥皂泡沫分离污物、蛋白质及酶的泡沫富集回收以及矿物的浮选等。随着工业生产日益发展,特别是人们对化学工业污染物对环境危害的重视,逐渐出现在浓度为10-6g/g级的大量·38·中国抗生素杂志2005年1月第30卷第1期稀溶液中回收贵金属、稀有金属或从水中除去有机氯化物、农药及一些难挥发有毒物质的新研究热点。泡载分离可分为泡沫分离和非泡沫分离两种方式[2,4]。泡沫分离形成泡沫层;非泡沫分离过程需要鼓泡,但不一定形成泡沫层,分离过程在液相主体中完成。这种分离方法又分为鼓泡分离法与萃取浮选法。鼓泡分离法,是从分离器底部鼓入气体,形成微小气泡将液相中的微量表面活性物质或有机物质吸附或夹带至分离器顶部