本发明涉及一种阿维菌素的提取提纯方法及提取提纯装置，属于农药产品生产技术领域。
背景技术：
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阿维菌素是一种新型抗生素类，具有结构新颖、农畜两用的特点。随着人们生活水平的提高以及对绿色食品的呼唤，生物农药在当前农药市场中倍受青睐，阿维菌素已成为当前生物农药市场中最受欢迎和具激烈竞争性的新产品。而且，随着下游衍生产品如甲维盐、伊维菌素、埃玛菌素、道拉菌素、埃珀利诺菌素和色拉菌素等产品的大量开发，市场上对阿维菌素的需求量将会增多，特别是将会加大对阿维菌素精粉的需求量。
现有技术中，阿维菌素的提取是将阿维菌素发酵液经板框过滤，闪蒸干燥，甲醇浸提，浓缩除甲醇得到浓缩液、除杂处理、三次结晶、三次湿粉得到阿维菌素精粉。在该提取方法中，除杂处理主要是利用的水洗方法将阿维菌素浸提浓缩液中水溶性糖、蛋白等杂质除去从而提高阿维菌素内在质量的过程。目前，除杂处理被广泛采用的是甲苯萃取法，即以甲苯为萃取剂将前一除去甲醇的浸提浓缩液萃取到甲苯相中，然后采用水洗的方法除去甲苯相中的杂质，该方法虽然除杂效率较高，但采用高沸点致癌物质甲苯不仅浓缩困难，而且对员工，环境造成极大影响。
中国专利文献cn103613624b中公开了一种阿维菌素的精制方法，该方法的特征在于处杂处理是在浓缩后的甲醇浓缩液中加入热水进行洗涤，然后降温抽去上层含有水溶性糖类，蛋白的废水，重复2～3次洗涤直至水层清亮，残糖<0.05g/100ml；该方法虽然较好的除去了阿维菌素浸提液中的水溶性糖、蛋白等杂质，但由于该工艺加入热水的时间选择在去除甲醇浓缩液中，此时该浓缩液已经成稠糊状，水洗只是在物料表面，水洗效率低，水量大(加水量为甲醇浓缩液体积5～10倍，重复水洗2～3次)；另外，该工艺降温抽去上层水后，下层物料已成“大硬块”，给后期甲醇溶解结晶带来了极大的困难，整个搅拌溶解过程对提取装置的损伤极大。
技术实现要素：
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针对现有技术的不足，本发明提供一种阿维菌素的提取提纯方法，该方法水洗除杂效率高，用水量小。
本发明还提供一种阿维菌素的提取提纯装置，该装置解决以往水洗工艺后期工序存在大硬块难以溶解结晶的难题。
本发明是通过如下技术方案实现的：
一种阿维菌素的提取提纯方法，包括阿维菌素发酵液板框过滤，闪蒸干燥，甲醇浸提，浸提液浓缩、除杂处理和重结晶步骤，其特征在于，所述的除杂处理具体如下：
(1)将阿维菌素浸提液通入双效浓缩器中，在温度65～70℃，真空度0.04～0.06mpa条件下浓缩，然后转入浓缩结晶罐中，补入纯化热水，得混合浸提液；
(2)开启浓缩结晶罐的甲醇蒸馏阀门，从罐底通入饱和蒸汽继续将混合浸提液进行浓缩，浓缩过程中同时进行搅拌，当甲醇蒸馏收集管道上的温度达到90～95℃时，停止通入饱和蒸汽，甲醇蒸馏完毕，当浸提浓缩液中甲醇残留量小于等于1wt％时，对浸提浓缩液打降温，降至室温，然后静置分层，抽去上层水；
(3)从浓缩结晶罐罐底补入下层结块物料体积1.5～2倍、温度为55～60℃甲醇，先开启浓缩结晶罐的内层桨式搅拌桨，待外层搅拌随着物料缓缓转动后，开启外层框式搅拌桨，搅拌至下层物料完全溶解，得待结晶液；
(4)对待结晶液进行降温结晶，离心，重结晶三次得到阿维菌素精粉。
根据本发明优选的，步骤(1)中的浓缩为浓缩至原体积的6～7倍。
根据本发明优选的，步骤(1)中补入纯化热水的温度为70～80℃，补入量为浓缩液体积的0.5-1倍。
根据本发明优选的，步骤(2)所述饱和蒸汽温度为150～160℃，用时3～4小时将甲醇蒸馏收集管道上的温度达到90～95℃。
本发明采用罐底通入饱和蒸汽不仅可以提高浓缩速率，同时饱和蒸汽进罐接触物料后液化成水，浓缩过程同时也是水洗的过程。
根据本发明优选的，步骤(3)中，罐底补入甲醇的浓度为95wt％-98wt％。
根据本发明优选的，步骤(3)中，内层桨式搅拌桨的搅拌转速为40～60r/min，搅拌时间为10～15min；外层框式搅拌桨的搅拌转速为20～30r/min，搅拌时间为20～30min。
根据本发明优选的，步骤(4)中，得到的阿维菌素精粉二氯甲烷溶解液透光率≥96％。
本发明的双效浓缩器为一种中药浸提液高效、节能的浓缩设备，浓缩至浸提液出现结晶时即原体积6～7倍开始补水是为了提高水洗效果，因为在分散状态下，物料接触面积大，水洗更充分、更彻底除杂，同时用水量小，水洗效率高，避免了仅仅对物料表面进行洗涤，而下层大硬块无法水洗的难题。
本发明优选的，步骤(4)阿维菌素精粉二氯甲烷溶解液透光率的检测方法为取1g阿维菌素菌素超生溶于10ml二氯甲烷中，用分光光度计在波长448nm光谱下检测二氯甲烷溶解液透光率，由于二氯甲烷为脂溶性溶剂，对于阿维菌素精粉中的水溶性杂质无法溶解而呈现浑浊，检测二氯甲烷溶解液的透光率便可定性衡量出阿维菌素中精粉水溶性杂质的量，进而评估除杂处理步骤的水洗效果。
本发明还提供一种用于阿维菌素提取提纯方法的浓缩结晶罐。
一种用于阿维菌素提取提纯方法的浓缩结晶罐，包括结晶罐本体和搅拌器；所述的结晶罐本体呈内部设有空腔且密闭的罐体结构，顶端有氮气进口，甲醇蒸馏口和倒伞型防喷溅装置；所述结晶罐本体的四周外侧设置有降温盘管，降温盘管的一端为入水口，另一端为进水口，所述的搅拌器包括电机、搅拌轴和搅拌桨；所述的电机驱动搅拌轴，搅拌轴带动搅拌桨旋转。
根据本发明优选的，所述的搅拌桨包括内层桨式搅拌桨和外层框式搅拌桨，外层框式搅拌桨位于内层桨式搅拌桨的外部，内层桨式搅拌桨和外层框式搅拌桨同轴设置，所述的电机包括内层桨式搅拌电机和外层框式搅拌电机，内层桨式搅拌电机驱动搅拌轴带动内层桨式搅拌桨转动，外层框式搅拌电机驱动搅拌轴带动外层框式搅拌桨转动，内层桨式搅拌电机与外层框式搅拌电机通过联轴器连接。
根据本发明优选的，内层桨式搅拌电机与外层框式搅拌电机之间填充有盘根填料进行密封。
根据本发明优选的，外层框式搅拌桨为变频框式搅拌桨，输出转数为0.1～30r/min，输出功率为1.5～1.8kw每立方罐容积；内层桨式搅拌桨为变频桨式搅拌桨，输出转数为0.1～60min，输出功率为1.8～2.0kw每立方罐容积。
根据本发明优选的，浓缩结晶罐的底部设置有热甲醇进口/结晶液出口和蒸汽入口。
本发明倒伞型防喷溅装置主要作用是防止阿维菌素浸提液在罐底直通蒸汽浓缩后期物料发生迸溅，导致蒸馏出甲醇溶媒不纯净而影响回收；
本发明的搅拌桨在蒸馏时，开启框式搅拌，由于框式搅拌与罐壁间隙较小，且搅拌范围大，不仅有蒸馏时传热过程的进行，而且使水洗更充分；而在下层结块物料溶解初期，物料由于前期降温较硬，开启桨式搅拌，由于桨式搅拌叶片小且有一定倾角，故桨式搅拌开启时阻力小，很容易开启；待物料中间部分溶解软化后，再开启框式搅拌促进物料快速、完全溶解。
采用本发明所取得的积极效果：
1.本发明的方法，将除杂处理工艺中的补水时间提前，在浸提液浓缩至出现结晶时即原体积6～7倍开始补水，并采用罐底直通蒸汽的方法辅助水洗，提高了水洗效率，减少除杂处理的用水量，降低了企业的环保压力；
2.本发明的方法，当甲醇蒸馏收集管道上的温度达到90～95℃时，停止通入饱和蒸汽，整个工艺易于操作控制，终点易于判断，实现了蒸馏操作标准化。
3.本发明的方法，采用阿维菌素精粉二氯甲烷溶解液透光率作为衡量前一步除杂效果的标准更为准确(可以衡量水溶性杂质，而不仅是残糖)；
4.本发明的浓缩结晶罐，提高除杂处理工艺的可操作性。该设备巧妙采用独立控制的共轴搅拌，在保证浓缩效率的前提下，解决了由于前期降温产生“大硬块”物料难以开启搅拌使物料溶解的难题。
附图说明
图1是用于阿维菌素提取提纯方法的浓缩结晶罐的结构示意图
图中，1、内层桨式搅拌电机，2、联轴器，3、盘根填料密封，4、外层框式搅拌电机，5、氮气进口，6、外层框式搅拌桨，7、内层桨式搅拌桨，8、支撑(带dn80的出料口)，9、热甲醇进口/结晶液出口，10、蒸汽入口，11、倒伞型防喷溅装置，12、降温盘管(蒸汽/降温水进出口)
具体实施方式：
实施例1
一种用于阿维菌素提取提纯方法的浓缩结晶罐，结构如图1所示，包括结晶罐本体和搅拌器；所述的结晶罐本体呈内部设有空腔且密闭的罐体结构，顶端有氮气进口5，甲醇蒸馏口和倒伞型防喷溅装置11；所述结晶罐本体的四周外侧设置有降温盘管12，降温盘管12的一端为入水口，另一端为进水口，所述的搅拌器包括电机、搅拌轴和搅拌桨；所述的电机驱动搅拌轴，搅拌轴带动搅拌桨旋转。
搅拌桨包括内层桨式搅拌桨6和外层框式搅拌桨7，外层框式搅拌桨6位于内层桨式搅拌桨7的外部，内层桨式搅拌桨6和外层框式搅拌桨7同轴设置，所述的电机包括内层桨式搅拌电机1和外层框式搅拌电机4，内层桨式搅拌电机1驱动搅拌轴带动内层桨式搅拌桨7转动，外层框式搅拌电机4驱动搅拌轴带动外层框式搅拌桨6转动，内层桨式搅拌电机1与外层框式搅拌电机4通过联轴器2连接。内层桨式搅拌电机1与外层框式搅拌电机4之间填充有盘根填料3进行密封。
外层框式搅拌桨6为变频框式搅拌桨，输出转数为0.1～30r/min，输出功率为1.5～1.8kw每立方罐容积；内层桨式搅拌桨7为变频桨式搅拌桨，输出转数为0.1～60min，输出功率为1.8～2.0kw每立方罐容积。
浓缩结晶罐的底部设置有热甲醇进口/结晶液出口9和蒸汽入口10。
利用浓缩结晶罐进行阿维菌素的提取提纯方法，步骤如下：
取阿维菌素发酵液经过板框过滤，闪蒸干燥，甲醇浸提得到阿维菌素浸提液，将28000l阿维菌素浸提液(效价为13000u/ml)采用双效浓缩器在温度65～70℃，真空度0.04～0.06mpa条件下浓缩至试镜上出现结晶，即浓缩至4000l，转入浓缩结晶罐中，补入浓缩液体积2000l倍的70℃的纯化水；
开启浓缩结晶罐的甲醇蒸馏阀门，启动浓缩结晶罐的框式搅拌，打开罐底饱和蒸汽阀门继续将浸提浓缩液浓缩，经过3～4h的浓缩水洗，甲醇蒸馏收集管道上的温度达到95℃，关闭罐底饱和蒸汽阀门，甲醇蒸馏完毕，打开浓缩结晶罐盘管降温水降至室温，静置分层后，抽取上层水，检测甲醇残留量为0.8％；
从浓缩结晶罐罐底补入3000l温度为60℃，浓度为96％的甲醇，开启浓缩结晶罐内层桨式搅拌，将桨式搅拌变频转速调至50r/min，保温搅拌15min后，外层框式搅拌随着物料开始缓缓转动，点开外层框式搅拌，变频转速调至20r/min，保温搅拌30min，下层物料完全溶解；
打开浓缩结晶罐盘管降温水以4℃进行降温结晶，降温12h，保温养晶2h后离心，重结晶三次得到阿维菌素精粉，检测阿维菌素精粉二氯甲烷溶解液透光率97％；
实施例2
一种用于阿维菌素提取提纯方法的浓缩结晶罐，结构同实施例1。
利用浓缩结晶罐进行阿维菌素的提取提纯方法，步骤如下：
取阿维菌素发酵液经过板框过滤，闪蒸干燥，甲醇浸提得到阿维菌素浸提液，将24000l阿维菌素浸提液(效价为14200u/ml)采用双效浓缩器在温度65～70℃，真空度0.04～0.06mpa条件下浓缩至试镜上出现结晶，即浓缩至3600l，转入浓缩结晶罐中，补入浓缩液体积1800l倍的80℃的纯化水；
开启浓缩结晶罐的甲醇蒸馏阀门，启动浓缩结晶罐的框式搅拌，打开罐底饱和蒸汽阀门继续将浸提浓缩液浓缩，经过3～4h的浓缩水洗，甲醇蒸馏收集管道上的温度达到92℃，关闭罐底饱和蒸汽阀门，甲醇蒸馏完毕，打开浓缩结晶罐盘管降温水降至室温，静置分层后，抽取上层水，检测甲醇残留量为0.9％；
从浓缩结晶罐罐底补入2800l温度为60℃，浓度为95％的甲醇，开启浓缩结晶罐内层桨式搅拌，将桨式搅拌变频转速调至60r/min，保温搅拌10min后，外层框式搅拌随着物料开始缓缓转动，点开外层框式搅拌，变频转速调至30r/min，保温搅拌20min，下层物料完全溶解；
打开浓缩结晶罐盘管降温水以4℃进行降温结晶，降温12h，保温养晶2h后离心，重结晶三次得到阿维菌素精粉，检测阿维菌素精粉二氯甲烷溶解液透光率98％。
实施例3
一种用于阿维菌素提取提纯方法的浓缩结晶罐，结构同实施例1。
利用浓缩结晶罐进行阿维菌素的提取提纯方法，同实施例1，不同之处在于，通入的饱和蒸汽温度为158℃。
实验例1
按实施例2所述阿维菌素提取提纯方法制得的阿维菌素精粉，条件同实施例2。
对比例1
按实验例1所述阿维菌素提取提纯方法，条件同实验例1，其不同之处在于，所述阿维菌素专用浓缩结晶罐采用变频锚式搅拌(皮带传动)
实验例2
按实施例2所述阿维菌素提取提纯方法制得的阿维菌素精粉，条件同实施例2，不同之处为甲醇溶解时采用温度为60～65℃
对比例2
按实验例2所述阿维菌素提取提纯方法，条件同实验例2，其不同之处在于，所述阿维菌素专用浓缩结晶罐采用变频锚式搅拌(皮带传动)
实验例3
按实施例3所述阿维菌素提取提纯方法，条件同实施例2，其不同之处甲醇溶解时采用温度为65～70℃，浓度98％。
对比例3
按实验例3所述阿维菌素提取提纯方法，条件同实施例2，其不同之处在于，所述阿维菌素专用浓缩结晶罐采用变频锚式搅拌(皮带传动).
将实验例1-3及对比例1-3通过搅拌开启所用时间，和开启状态的实验结果对比如下表1所示：
表1不同处理方法对搅拌的影响