专利名称:赤霉素发酵滤液的溶剂萃取法浓缩工艺的制作方法
本发明为一种赤霉素发酵滤液的溶剂萃取法浓缩工艺，属于赤霉素生产领域。
赤霉素(Gibberellins，国内俗称＂920＂)是一种高效植物生长素和调节剂。它主要用于杂交水稻、棉花、小麦、果品和蔬菜等的增产和早熟。对花卉的培养和在医学临床上加快创面的愈合也有较好的效果。
赤霉素是以赤霉酸烷为基本骨架的一类同系物，目前从微生物和植物中共分离出70多种化合物，其中以赤霉素A3(GA3)的活性最大。GA3的分子式为C19H22O6，结构式为
分子量为346。
赤霉素的生产过程是为微生物过程，它是通过发酵产生的，所得发酵液中赤霉素含量约为1000～1500u/ml。其后续的提取、纯化过程的主要步骤如下首先对发酵液进行予处理，即加酸酸化至PH＝2.0～2.5，这时将有大部分蛋白沉出，然后用板框压滤进行酸化液的过滤，这时菌丝体和沉出的蛋白可一起被滤掉而得过滤清液；在15℃以下用Na2CO3回调滤液酸度至PH＝4.5～5.0；送酸化液去进行浓缩；现行的浓缩方法主要是蒸发法，蒸发设备有薄膜蒸发器和釜式蒸发器等；在0.08MPa真空条件下控制蒸发温度低于50℃，将滤液浓缩约10～15倍而得浓缩液；冷冻至15℃以下再用浓硫酸酸化浓缩液至PH＝2.0～2.5，后用乙酸乙酯进行两次错流萃取，萃取操作多在搅拌釜内进行，并用管式高速离心机进行混合液的离心分相；对所得乙酯萃得液在釜式蒸发器内在真空度为0.08MPa、35℃以下进行蒸发浓缩而得赤霉素结晶；经过滤得湿晶体，母液去配制＂920＂乳液；湿晶体用PH＝4.5～5.0的水溶液按相比1∶1洗涤两次，再用乙酯洗一次后送去烘干，控制温度为45±5℃，时间为3～4小时；干躁的晶体经粉碎过筛(筛孔为40目)后即进行分装而得成品。
日本专利昭55-120794等报导了用活性炭吸附以纯化并浓缩赤霉素的方法；取10升发酵液，用盐酸调料液的PH值至2，加入活性炭浸搅一小时、过滤，将所得活性炭滤饼用含1％甲醇的浓氨水5升浸泡并浓缩到0.5升，再用盐酸调浓缩液的PH值到2，用2升乙酸乙酯萃取，将萃取液浓缩到0.5升，然后用2升1％的NaHCO3水溶液进行反萃取；再调PH至2，用5升乙酸乙酯萃取，并将萃得液浓缩到0.5升；加进Na2SO4脱水，经进一步浓缩即得赤霉素结晶。除了活性炭吸附之外，文中没有具体给出浓缩方法，估计主要也是蒸发的方法。
在前述的赤霉素生产过程中其损失主要是在蒸发浓缩处理步骤，高达10～15％，这是由于赤霉素的热敏特性造成的。除此之外，蒸发浓缩还有如下缺点(1)蒸发浓缩时因要求较高的负压和煤—汽转化而使能耗较高；(2)在蒸发浓缩过程中对赤霉素无纯化效果，且浓缩后的料液一般较为粘稠，有固体沉降物，对后续的乙酸乙酯萃取过程有不良影响。
本发明正是针对赤霉素生产过程中的这一薄弱环节而进行研究的，即采用了溶剂萃取循环代替蒸发进行赤霉素发酵滤液的浓缩。
本发明为赤霉素发酵滤液的溶剂萃取法浓缩工艺，将赤霉素发酵滤液调到PH＝2.0～3.0，用萃取剂和磺化煤油稀释剂组成的有机相(萃取剂的体积分数为30～60％) 与水相料液混合进行赤霉素的萃取，控制有机相与水相的体积比为1∶2～5，而后用饱和NaHCO3溶液进行反萃取，控制反萃水相与负载有机相的体积比为1∶3～5，萃取和反萃取操作均在常温下进行。所说萃取剂可以是有机磷(膦)类，也可以是胺类，也可以是有机磷(膦)类与胺类的混合物，在胺类萃取剂情况下添加正辛醇，所说有机磷(膦)类是指下列结构中的一种
(R、R′、R″≥C4)
(R≥C1，R′、R″≥C4)
(R、R′、R″≥C4)
(R、R′、R″≥C6～C8)所说胺类是指下列结构中的一种R3N (R＝CnH2n+1，n＝8～10)R3N+CH3Cl-(R＝CnH2n+1，n＝8～11)
(R≥C1，R′≥C)下面对本发明进行详细描述。本工艺的基本流程如下图所示
首先加浓硫酸至赤霉素发酵滤液中调节PH值至2.0～3.0，然后送入多级萃取装置与配制好的有机相(磷类[膦类]、胺类萃取剂与磺化煤油的混合液，在胺类萃取剂情况下添加了醇类)进行接触，萃取在室温条件下以逆流方式连续进行，且控制有机相与水相的体积比为1∶2～5，流出的两相分别为萃得有机相(或称之为负载有机相)和水相萃残液。
为了有效地去除在水相残液中可能夹带的有机相，在排放前首先送至油水分离装置除油，再经中和后排放。
萃得有机相连续送入反萃取装置与反萃液(饱和NaHCO3溶液)进行接触以实现赤霉素的反萃取，反萃取亦是在室温条件下以逆流方式连续进行，控制反萃水相与萃得有机相的体积比为1∶3～5，这时流出的两相分别为浓集了赤霉素的反萃浓缩液和经反萃去除赤霉素后的有机相。反萃浓缩液经调PH后进入下一处理步骤(乙酸乙酯萃取)，反萃后有机相经简单处理后循环复用。
所用稀释剂为磺化煤油，其组成为正烷烃含量98.3％(wt)，芳烃含量＜0.001％(wt)；其物性为比重(20℃)0.75g/cm3，沸点198-241℃，闪点70℃，粘度(20℃)1.9345mPa.s.
采用溶剂萃取进行浓缩的方法可获得如下技术经济效果(1)使赤霉素发酵滤液浓缩10～20倍，达到浓缩工艺要求。
(2)浓缩液清彻透明，无沉淀，便于后续处理。
(3)由于所用萃取剂对于赤霉素的萃取选择性通过萃取操作可使赤霉素得到一定程度的纯化，从而提高产品质量。
(4)所用萃取剂水溶性低，可以循环复用，同时防止了对环境的污染。
(5)具有显著的经济效益，对于一年产10吨赤霉素的厂年增效益可达200万元以上，这是由于i)赤霉素收率的提高；由于萃取、反萃取操作均在常温下进行，不存在赤霉素的受热损失，从而大幅度地降低了赤霉素在浓缩过程中的损失，其损失率降低至5％以下，即其回收率较之蒸发，浓缩提高10％以上。
ii)又由于常温操作和萃取操作的较少的动力消耗，其能耗较蒸发方法有大幅度降低。
实施例表列实施例如下例号 萃取体系 发酵 滤液 总回收率％ 萃取、反萃操作流比 浓缩倍数1 磷酸三丁酯(40％) 赤霉素980u/ml 97.22 萃 取(O/A)1∶5 ～20-磺化煤油(60％) PH＝2.07 反萃取(A/O)1∶42 磷酸三丁酯(40％) 赤霉素1200u/ml 97.98 萃 取(O/A)1∶3.3 ～10-磺化煤油(60％) PH＝2.22 反萃取(A/O)1∶33 磷酸三丁酯(50％) 赤霉素790u/ml 97.79 萃 取(O/A)1∶4 ～17-磺化煤油(50％) PH＝3.0 反萃取(A/O)1∶44 甲基膦酸二甲庚 赤霉素950u/ml 97.5 萃 取(O/A)1∶5 ～15酯-磺化煤油 PH＝2.05 反萃取(A/O)1∶3(40％-60％)5 异丙基膦酸二异 赤霉素1000u/ml 98.0 萃 取(O/A)1∶4 ～14辛酯-磺化煤油 PH＝2.20 反萃取(A/O)1∶3.5(45％-55％)6 三烷基氧膦(TRPO) 赤霉素980u/ml 97.5 萃 取(O/A)1∶4 ～15-磺化煤油 PH＝2.3 反萃取(A/O)1∶4(35％-65％)7 三烷基胺(7301) 赤霉素1100u/ml 96.2 萃 取(O/A)1∶2 ～10-正辛酯-磺化煤 PH＝2.0 反萃取(A/O)1∶5油(25％-15％-60％)8 氯化三烷基甲胺 赤霉素1000u/ml 96.5 萃 取(O/A)1∶2 ～10-正辛醇(7401) PH＝2.0 反萃取(A/O)1∶5-磺化煤油(25％-15％-60％)9 N，N′二甲庚基乙 赤霉素1000u/ml 97.5 萃 取(O/A)1∶4 16酰胺-磺化煤油 PH＝2.0 反萃取(A/O)1∶4(40％-60％)10 磷酸三丁酯-三 赤霉素1100u/ml 96.8 萃 取(O/A)1∶4 ～16烷基胺-磺化煤 PH＝2.12 反萃取(A/O)1∶4油(40％-5％-55％)11 磷酸三丁酯-氯 赤霉素1050u/ml 97.6 萃 取(O/A)1∶4 16化三烷基甲胺 PH＝2.2 反萃取(A/O)1∶4-磺化煤油(40％-3％-57％)*A-水相 O-有机相
权利要求
1.一种赤霉素发酵滤液的溶剂萃取法浓缩工艺，其特征在于将赤霉素发酵滤液调到PH＝2.0～3.0，用萃取剂和磺化煤油组成的有机相(萃取剂的体积分数为30～60％)与水相料液混合进行赤霉素的萃取，控制有机相与水相的体积比为1∶2～5，而后用饱和NaHCO3溶液进行反萃取，控制反萃水相与负载有机相的体积比为1∶3～5，萃取和反萃取操作均在常温下进行，所说萃取剂为下列结构中的一种有机磷(膦)
2.一种赤霉素发酵滤液的溶剂萃取法浓缩工艺，其特征在于将赤霉素发酵滤液调到PH＝2.0～3.0，用萃取剂和磺化煤油组成的有机相(萃取剂的体积分数为30～60％)与水相料液混合进行赤霉素的萃取，控制有机相与水相的体积比为1∶2～5，而后用饱和NaHCO3溶液进行反萃取，控制反萃水相与负载有机相的体积比为1∶3～5，萃取和反萃取操作均在常温下进行，所说萃取剂为下列结构中的一种胺R3N(R＝CnH2n+1n＝8-10)三烷基胺，
N、N′二甲庚基乙酰胺在使用R3N为萃取剂时，添加了15％的正辛醇。
3.一种赤霉素发酵滤液的溶剂萃取法浓缩工艺，其特征在于将赤霉素发酵滤液调到PH＝2.0～3.0，用萃取剂和磺化煤油组成的有机相(萃取剂的体积分数为45％)与水相料液混合进行赤霉素的萃取，控制有机相与水相的体积比为1∶2～5，而后用饱和NaHCO3溶液进行反萃取，控制反萃水相与负载有机相的体积比为1∶3～5，萃取和反萃取操作均在常温下进行，所说萃取剂是磷酸三丁酯和三烷基胺[R3N(R＝CnH2n+1n＝8～10)]的混合物，磷酸三丁酯与三烷基胺的体积比为40％∶5％。
专利摘要
本发明为一种赤霉素发酵滤液的溶剂萃取法浓缩工艺，属于赤霉素生产领域。将赤霉素发酵滤液调到PH＝2.0～3.0，用有机磷(膦)类和/或胺类萃取剂和磺化煤油稀释剂组成的有机相(萃取剂的体积分数为30～60%)，与水相料液混合进行赤霉素的萃取，控制有机相与水相的体积比为1∶2～5，而后用饱和NaHCO
文档编号C07C51/48GKCN1033520SQ91100074
公开日1996年12月11日 申请日期1991年1月11日
发明者李洲, 雷金铃, 张德隆, 高华亭, 周武 申请人:清华大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan