赤黴素發酵濾液的溶劑萃取法濃縮工藝的製作方法

2023-06-01 08:19:36 2

專利名稱：赤黴素發酵濾液的溶劑萃取法濃縮工藝的製作方法
技術領域：
本發明為一種赤黴素發酵濾液的溶劑萃取法濃縮工藝，屬於赤黴素生產領域。
赤黴素(Gibberellins，國內俗稱「920」)是一種高效植物生長素和調節劑。它主要用於雜交水稻、棉花、小麥、果品和蔬菜等的增產和早熟。對花卉的培養和在醫學臨床上加快創面的癒合也有較好的效果。
赤黴素是以赤黴酸烷為基本骨架的一類同系物，目前從微生物和植物中共分離出70多種化合物，其中以赤黴素A3(GA3)的活性最大。GA3的分子式為C19H22O6，結構式為
分子量為346。
赤黴素的生產過程是為微生物過程，它是通過發酵產生的，所得發酵液中赤黴素含量約為1000～1500u/ml。其後續的提取、純化過程的主要步驟如下首先對發酵液進行予處理，即加酸酸化至PH＝2.0～2.5，這時將有大部分蛋白沉出，然後用板框壓濾進行酸化液的過濾，這時菌絲體和沉出的蛋白可一起被濾掉而得過濾清液;在15℃以下用Na2CO3回調濾液酸度至PH＝4.5～5.0;送酸化液去進行濃縮;現行的濃縮方法主要是蒸發法，蒸發設備有薄膜蒸發器和釜式蒸發器等;在0.08MPa真空條件下控制蒸發溫度低於50℃，將濾液濃縮約10～15倍而得濃縮液;冷凍至15℃以下再用濃硫酸酸化濃縮液至PH＝2.0～2.5，後用乙酸乙酯進行兩次錯流萃取，萃取操作多在攪拌釜內進行，並用管式高速離心機進行混合液的離心分相;對所得乙酯萃得液在釜式蒸發器內在真空度為0.08MPa、35℃以下進行蒸發濃縮而得赤黴素結晶;經過濾得溼晶體，母液去配製「920」乳液;溼晶體用PH＝4.5～5.0的水溶液按相比1∶1洗滌兩次，再用乙酯洗一次後送去烘乾，控制溫度為45±5℃，時間為3～4小時;乾躁的晶體須粉碎過篩(篩孔為40目)後即進行分裝而得成品。
日本專利昭55-120794等報導了用活性炭吸附以純化並濃縮赤黴素的方法;取10升發酵液，用鹽酸調料液的PH值至2，加入活性炭浸攪一小時、過濾，將所得活性炭濾餅用含1%甲醇的濃氨水5升浸泡並濃縮到0.5升，再用鹽酸調濃縮液的PH值到2，用2升乙酸乙酯萃取，將萃取液濃縮到0.5升，然後用2升1%的NaHCO3水溶液進行反萃取;再調PH至2，用5升乙酸乙酯萃取，並將萃得液濃縮到0.5升;加進Na2SO4脫水，經進一步濃縮即得赤黴素結晶。除了活性炭吸附之外，文中沒有具體給出濃縮方法，估計主要也是蒸發的方法。
在前述的赤黴素生產過程中其損失主要是在蒸發濃縮處理步驟，高達10～15%，這是由於赤黴素的熱敏特性造成的。除此之外，蒸發濃縮還有如下缺點(1)蒸發濃縮時因要求較高的負壓和煤一汽轉化而使能耗較高;
(2)在蒸發濃縮過程中對赤黴素無純化效果，且濃縮後的料液一般較為粘稠，有固體沉降物，對後續的乙酸乙酯萃取過程有不良影響。
本發明正是針對赤黴素生產過程中的這一薄弱環節而進行研究的，即採用了溶劑萃取循環代替蒸發進行赤黴素發酵濾液的濃縮。
本發明為赤黴素發酵濾液的溶劑萃取法濃縮工藝，將赤黴素發酵濾液調到PH＝2.0～3.0，用萃取劑和磺化煤油稀釋劑組成的有機相(萃取劑的體積分數為30～60%)與水相料液混合進行赤黴素的萃取，控制有機相與水相的體積比為1∶2～5，而後用飽和NaHCO3溶液進行反萃取，控制反萃水相與負載有機相的體積比為1∶3～5，萃取和反萃取操作均在常溫下進行。所說萃取劑可以是有機磷(膦)類，也可以是胺類，也可以是有機磷(膦)類與胺類的混合物，在胺類萃取劑情況下添加正辛醇，所說有機磷(膦)類是指下列結構中的一種
所說胺類是指下列結構中的一種R3N (R＝CnH2n+1，n＝8～10)R3N+CH3Cl-(R＝CnH2n+1，n＝8～11)
(R≥C1，R′≥C1)下面對本發明進行詳細描述。本工藝的基本流程如下圖所示
首先加濃硫酸至赤黴素發酵濾液中調節PH值至2.0～3.0，然後送入多級萃取裝置與配製好的有機相(磷類[膦類]、胺類萃取劑與磺化煤油的混合液，在胺類萃取劑情況下添加了醇類)進行接觸，萃取在室溫條件下以逆流方式連續進行，且控制有機相與水相的體積比為1∶2～5，流出的兩相分別為萃得有機相(或稱之為負載有機相)和水相萃殘液。
為了有效地去除在水相殘液中可能夾帶的有機相，在排放前首先送至油水分離裝置除油，再經中和後排放。
萃得有機相去接送入反萃取裝置與反萃液(飽和NaHCO3溶液)進行接觸以實現赤黴素的反萃取，反萃取亦是在室溫條件下以逆流方式連續進行，控制反萃水相與萃得有機相的體積比為1∶3～5，這時流出的兩相分別為濃採了赤黴素的反萃濃縮液和經反萃去除赤黴素後的有機相。反萃濃縮液經調PH後進入下一處理步驟(乙酸乙酯萃取)，反萃後有機相經簡單處理後循環復用。
所用稀釋劑為磺化煤油，其組成為正烷烴含量98.3%(wt)，芳烴含量＜0.001%(wt);其物性為比重(20℃)0.75g/cm3，沸點198-241℃，閃點70℃，粘度(20℃)1.9345mPa.s。
採用溶劑萃取進行濃縮的方法可獲得如下技術經濟效果(1)使赤黴素發酵濾液濃縮10～20倍，達到濃縮工藝要求。
(2)濃縮液清徹透明，無沉澱，便於後續處理。
(3)由於所用萃取劑對於赤黴素的萃取選擇性通過萃取操作可使赤黴素得到一定程度的純化，從而提高產品質量。
(4)所用萃取劑水溶性低，可以循環復用，同時防止了對環境的汙染。
(5)具有顯著的經濟效益，對於一年產10噸赤黴素的廠年增效益可達200萬元以上，這是由於ⅰ)赤黴素收率的提高;由於萃取、反萃取操作均在常溫下進行，不存在赤黴素的受熱損失，從而大幅度地降低了赤黴素在濃縮過程中的損失，其損失率降低至5%以下，即其回收率較之蒸發，濃縮提高10%以上。
ⅱ)又由於常溫操作和萃取操作的較少的動力消耗，其能耗較蒸發方法有大幅度降低。
權利要求
1.一種赤黴素發酵濾液的溶劑萃取法濃縮工藝，其特徵在於將赤黴素發酵濾液調到PH=2.0～3.0，用萃取劑和磺化煤油稀釋劑組成的有機相(萃取劑的體積分數為30～60%)與水相料液混合進行赤黴素的萃取，控制有機相與水相的體積比為1∶2～5，而後用飽和NaHCO3溶液進行反萃取，控制反萃水相與負載有機相的體積比為1∶3～5，萃取和反萃取操作均在常溫下進行，所說萃取劑為下列結構中的一種有機磷(膦)
2.一種赤黴素發酵濾液的溶劑萃取法濃縮工藝，其特徵在於將赤黴素發酵濾液調到PH＝2.0～3.0，用萃取劑和磺化煤油稀釋劑組成的有機相(萃取劑的體積分數為30%～60%)與水相料液混合進行赤黴素的萃取，控制有機相與水相的體積比為1∶2～5，而後用飽和NaHCO3溶液進行反萃取，控制反萃水相與負載有機相的體積比為1∶3～5，萃取和反萃取操作均在常溫下進行，所說萃取劑為下列結構中的一種胺，並添加了正辛醇，R3N (R＝CnH2n+1，n＝8～10)R3N+CH3Cl-(R＝CnH2n+1，n＝8～11)
(R≥C1，R′≥C1)
3.一種赤黴素發酵濾液的溶劑萃取法濃縮工藝，其特徵在於將赤黴素發酵濾液調到PH＝2.0～3.0，用萃取劑和磺化煤油稀釋劑組成的有機相(萃取劑的體積分數為30～60%)與水相料液混合進行赤黴素的萃取，控制有機相與水相的體積比為1∶2～5，而後用飽和NaHCO3溶液進行反萃取，控制反萃水相與負載有機相的體積比為1∶3～5，萃取和反萃取操作均在常溫下進行，所說萃取劑為下列結構中的一種有機磷(膦)和一種胺的混合物有機磷(膦)
胺R3N (R＝CnH2n+1，n＝8～10)R3N+CH3Cl-(R＝CnH2n+1，n＝8～11)
(R≥C1，R′≥C1)
全文摘要
本發明為一種赤黴素發酵濾液的溶劑萃取法濃縮工藝，屬於赤黴素生產領域。將赤黴素發酵濾液調到pH＝2.0～3.0，用有機磷(膦)類和/或胺類萃取劑和磺化煤油稀釋劑組成的有機相(萃取劑的體積分數為30～60％)與水相料液混合進行赤黴素的萃取，控制有機相與水相的體積比為1∶2～5，而後用飽和NaHCO
文檔編號C07C62/38GK1063309SQ9110007
公開日1992年8月5日 申請日期1991年1月11日 優先權日1991年1月11日
發明者李洲, 雷金鈴, 張德隆, 高華亭, 周武 申請人:北京清華大學