专利名称：武夷菌素杀菌剂的提取浓缩方法
技术领域：
本发明涉及农用抗生素杀菌剂的制备技术领域，特别是涉及武夷菌素杀菌剂的提取浓缩方法。
背景技术：
武夷菌素是不吸水链霉菌武夷变种(Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis)产生的一种农用抗生素杀菌剂(参见《微生物学报》1984年24卷401-402页农用抗生素BO-10产生菌的鉴定)，属高效、广谱、低毒、无污染生物农药，其有效成分是利用武夷菌素生产菌，在生物深层培养发酵中产生的代谢物。此种代谢物易溶于水，而且随着代谢物在水中含量的增加，生物农药的稳定性和药效愈佳。所以，制造含量高的武夷菌素水剂对提高生物杀菌剂的防效和开发无公害环保型的新农药水剂剂型对我国农业生产具有重要意义。
目前，武夷菌素发酵后处理工艺中的提取浓缩主要采用传统的列管式真空浓缩和薄膜蒸发浓缩(参见《生物化学工程》1994年版第八章产物的分离及取化第二节初步分离之蒸发工艺)。列管式真空浓缩虽能达到浓缩目的，但因武夷菌素热敏性较强，浓缩过程中随温度提高，抗生素易降解失去活性，严重影响产品质量；薄膜蒸发器蒸发效率较高，但因武夷菌素发酵液较粘稠，浓缩过程中极易粘壁，而使设备失去快速蒸发的功效，耗能大而受热不均，抗生素生产收率低，耗能高。
发明内容
本发明的目的就是要提供一种武夷菌素杀菌剂的提取浓缩方法，以解决武夷菌素发酵液在后处理工艺中升温易降解、发酵液粘稠粘壁、过滤时间长和收率低等缺点，使发酵液的提取浓缩既保持武夷菌素的活性不受损害，又能提高收率并降低能耗。
本发明武夷菌素杀菌剂的提取浓缩方法包含以下步骤由发酵罐排出的武夷菌素发酵液经板框压滤机过滤后，进入待处理料液槽中，再由料液泵加压依次进入精滤器和超滤器过滤，超滤器中的料液还可通过管道返回待处理料液槽再按上述步骤进行循环过滤；经超滤器滤出的滤液进入循环储罐，由多级泵加压后进入纳滤器进行浓缩处理，纳滤器中的料液还可通过管道返回循环储罐并再次进入纳滤器进行循环过滤，直到浓缩液中武夷菌素含量达到预定浓度，由循环储罐排入成品灌中，透过纳滤膜的滤过液由纳滤器进入滤过液储槽。
本发明采用超滤和纳滤的膜技术方法，在常温条件下，利用超滤膜技术先截留料液中无效的发酵液杂质，再用适当的纳滤膜截留杀菌剂武夷菌素的有效成分，达到浓缩武夷菌素的目的。由于膜技术纯粹是一种物理过程，武夷菌素生物杀菌剂的抗生素在两种膜过滤的过程中没有产生化学反应，无相变，常温操作形成产品，在整个提取浓缩过程中对武夷菌素有效成分的活性没有伤害，并且浓缩有效成分的截留率高，在排出了大分子杂质之后，特定的纳滤膜可以达到百分之百的截留率，使武夷菌素全部保存在浓缩液中，从而大幅度提高了效价，滤过液基本达到净化水的状态。
本发明在常温下浓缩，工艺简单，按照本发明的技术方案设计的武夷菌素发酵液后处理系统，在潍坊万胜生物农药有限公司试运行效果良好，武夷菌素的浓缩完全脱离了高温的影响，最终收率由蒸发浓缩法的40-50％，提升到纳滤的收率80-95％，经检测，滤出液中武夷菌速效价为0。经室内毒力测定和田间药效试验，武夷菌素的药效有更大幅度的提高。每班次加工3.5吨发酵液的时间由8-10小时缩短到2-3小时，能耗由每吨产品用煤3.85吨下降为1.54吨，节约燃煤和电能耗降低成本1500元以上，收率的提高和能耗的降低可大幅度增加生产收益。
图1为本发明武夷菌素杀菌剂提取浓缩方法的工艺流程图。
具体实施例方式
如附图所示由发酵罐排出的含有武夷菌素的发酵料液，经过常规板框压滤机1采用尼龙布过滤后，富含抗生素的滤液进入待处理液槽2，滤渣是发酵菌菌丝体和部分营养源残渣等。待处理液槽2中的料液经料液泵加压后依次进入精滤器3和超滤器4过滤。精滤器3是避免料液及设备管道中极少数夹带的杂质对超滤膜形成破坏而采取的保全设施，也去除一些颗粒以减少对超滤膜的堵塞，延长超滤膜的使用寿命。超滤器4中的料液还可通过管道返回待处理料液槽2再按上述步骤进行循环过滤。超滤器4中的渗透压力来源于精滤器3之前的料液泵，超滤器4入口的料液泵压为0.12-0.15Mpa。超滤器4截取了全部分子量大于武夷菌素分子量的杂质，使富含武夷菌素的滤液进入循环储罐5，完成了产品提取。进入循环储罐5的料液，经多级泵加压后进入纳滤器6进行浓缩处理，纳滤器6入口的料液泵压为0.8-1.5Mpa。纳滤器6中的料液还可通过管道返回循环储罐5并再次进入纳滤器6进行循环过滤，直到浓缩液中武夷菌素含量达到预定浓度，由循环储罐5排入成品灌中。纳滤器采用武夷菌素分子不能通过的纳滤膜而将有效成分截留，透过纳滤膜的滤过液由纳滤器6进入滤过液储槽7。其中一部分滤过液可用于超滤膜的反清洗和纳滤膜的清洗，其余外排。
超滤器4是本发明所用的重要设备，其主要作用是截留武夷菌素以外的大分子杂质。由于武夷菌素发酵液含固量较大，其中不乏粘稠的胶状物、菌体碎片、营养源剩余物质等，影响了产品的纯度和药效的发挥。本发明之前生产的武夷菌素农药，仅可视作含有较高武夷菌素有效成分的发酵液浓缩液，现在通过超滤器中一定面积的膜材料，将大于武夷菌素分子的固相杂质全部截留分离，而溶解在水中的武夷菌素则透过膜进入循环储罐5，作下一步的浓缩。超滤器中膜孔径的选择，根据料液的特点、连续过滤的时间和武夷菌素全部透过膜的工况来确定。为了有效截留杂质和全部透过有效成分，本发明可选用截留分子量50000-80000道尔顿孔径的超滤膜。
纳滤器6是本发明浓缩武夷菌素的核心设备，经多次试验后，从半透膜、反渗透膜等多种膜材料中选择纳滤膜技术，主要是充分利用纳滤透过性强、运行压力较小、工艺过程升温小、能耗更低的特点。纳滤膜孔径的选择，通常由截留分子量的大小来间接表示孔径的大小。为了有效截留武夷菌素，本发明所用纳滤器6选用截留分子量在100-200道尔顿的卷式纳滤膜，在泵压0.8-1.5Mpa的工况下，循环1-2次浓缩，武夷菌素的截留率可达100％，浓缩时间大大缩短。
权利要求
1.一种武夷菌素杀菌剂的提取浓缩方法，其特征是包含以下步骤由发酵罐排出的武夷菌素发酵液经板框压滤机(1)过滤后，进入待处理料液槽(2)中，再由料液泵加压依次进入精滤器(3)和超滤器(4)过滤，超滤器(4)中的料液还可通过管道返回待处理料液槽(2)再按上述步骤进行循环过滤；经超滤器(4)滤出的滤液进入循环储罐(5)，由多级泵加压后进入纳滤器(6)进行浓缩处理，纳滤器(6)中的料液还可通过管道返回循环储罐(5)并再次进入纳滤器(6)进行循环过滤，直到浓缩液中武夷菌素含量达到预定浓度，由循环储罐(5)排入成品灌中，透过纳滤膜的滤过液由纳滤器(6)进入滤过液储槽(7)。
2.根据权利要求1所述的武夷菌素杀菌剂的提取浓缩方法，其特征是超滤器4入口的料液泵压为0.12-0.15Mpa。
3.根据权利要求1所述的武夷菌素杀菌剂的提取浓缩方法，其特征是纳滤器6入口的料液泵压为0.8-1.5Mpa。
全文摘要
本发明公开了一种武夷菌素杀菌剂的提取浓缩方法，发酵液经板框压滤机过滤后，进入待处理料液槽，由料液泵加压依次进入精滤器和超滤器，经超滤器滤出的滤液进入循环储罐，由多级泵加压后进入纳滤器，纳滤器中的料液还可通过管道返回循环储罐并再次进入纳滤器循环过滤，直到浓缩液中武夷菌素含量达到预定浓度。本发明在常温下浓缩，工艺简单，对武夷菌素有效成分的活性没有伤害，并且有效成分的截留率高，能耗低。
文档编号A01N63/02GK1620871SQ20041003601
公开日2005年6月1日 申请日期2004年10月22日 优先权日2004年10月22日
发明者付守书, 李泉永 申请人:潍坊万胜生物农药有限公司