洛伐他汀廢渣的綜合治理

摘要:洛伐他汀生產(chǎn)過程中產(chǎn)生發(fā)酵渣和提煉渣。經(jīng)實(shí)驗(yàn)分析發(fā)現(xiàn)，提煉渣中含有機(jī)溶劑，約占渣總量的20％（質(zhì)量分?jǐn)?shù)），通過水蒸氣蒸餾可完全回收，回收后的廢渣和發(fā)酵渣以1∶2（質(zhì)量比）作為工程蠅飼料，使廢渣中的有用成分得到循環(huán)利用，廢渣的環(huán)境污染問題得到一定解決。

關(guān)鍵詞:洛伐他汀? 廢渣? 綜合治理

洛伐他汀(lovastatin tablets)是目前世界上暢銷的血脂調(diào)節(jié)藥物之一，目前國內(nèi)有5～6家生產(chǎn)廠家，重慶某藥業(yè)公司生產(chǎn)該產(chǎn)品，其產(chǎn)品在質(zhì)量方面處于國內(nèi)領(lǐng)先水平，通過了美國fda認(rèn)證。但是，洛伐他汀屬發(fā)酵產(chǎn)品，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生廢渣，其中發(fā)酵渣每年約700 t，含有未消耗完的蛋白質(zhì)、脂肪、菌尸、纖維素等物質(zhì)，幾乎無味、固狀、淡灰色、溶水后成糊狀；發(fā)酵渣若不及時(shí)運(yùn)走處理，堆放1～2 d就會(huì)發(fā)臭。洛伐他汀提煉渣，主要是助濾劑及少量未消耗完的蛋白質(zhì)、脂肪，是離析過濾后用溶劑萃取后的濾渣，有溶劑刺激性味道，每年產(chǎn)生洛伐提煉渣約350 t與煤混合利用鍋爐焚燒掉，還無處理方法和法定堆場(chǎng)；對(duì)周圍環(huán)境和居民的生活有較大的影響，嚴(yán)重影響企業(yè)的發(fā)展。

筆者通過現(xiàn)場(chǎng)了解，實(shí)驗(yàn)室分析，試驗(yàn)使洛伐他汀廢渣實(shí)現(xiàn)了綜合治理。

1? 實(shí)驗(yàn)部分

1.1? 材料與儀器

洛伐他汀發(fā)酵渣、提煉渣，常規(guī)化學(xué)合成、分析儀器1套，福立gc 9790型 檢測(cè)器：fid n2000色譜工作站，布魯克300nmr核磁共振儀。

1.2? 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1? 廢渣分析

兩種廢渣現(xiàn)場(chǎng)取樣到實(shí)驗(yàn)室，進(jìn)行了常規(guī)水分，含固量分析，粗蛋白分析[1]。

1.2.2? 廢渣中有機(jī)溶劑的回收實(shí)驗(yàn)

提煉渣中含有機(jī)溶劑，根據(jù)溶劑的理化性質(zhì)及工業(yè)生產(chǎn)的可操作性，進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)，在500 ml帶攪拌的四口瓶中，投入200 g新制的提煉渣，，加熱條件下，向瓶中通水蒸氣，蒸餾至冷卻液出液清澈透明為此，將收集到的冷凝液靜置分層，得有機(jī)溶劑。

1.2.3? 廢渣的養(yǎng)殖試驗(yàn)

洛伐他汀發(fā)酵渣和回收溶劑后的提煉渣，按2∶1混合，在重慶一家生物科技公司進(jìn)行養(yǎng)殖試驗(yàn)，利用繁殖力極強(qiáng)的蠅蛆（工程蠅）、蚯蚓對(duì)發(fā)酵廢棄物的能量及營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行消化吸收，獲得動(dòng)物蛋白和生物肥。養(yǎng)殖示意如圖1所示。?
?

圖1 廢渣用于工程蠅養(yǎng)殖示意圖

加廢渣和不加廢渣對(duì)照試驗(yàn)2周后，取蛆漿和廢棄物作藥物殘留分析。

2 結(jié)果與討論

2.1? 洛伐他汀的工藝描述

從圖2可知，該工藝產(chǎn)生兩種廢渣：廢渣1（發(fā)酵渣），廢渣2（提煉渣）。

2.2? 廢渣的分析

兩種廢渣現(xiàn)場(chǎng)取樣到實(shí)驗(yàn)室，利用常規(guī)的化學(xué)分析和核磁分析，結(jié)果如表1所示。

注：1）以質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì)。

從分析結(jié)果可知，發(fā)酵渣含固量約42％，固體中含粗蛋白較高；提煉渣含固量47％，含有機(jī)溶劑20％。

圖2? 洛伐他汀的工藝流程圖

2.3? 廢渣中有機(jī)溶劑的回收實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從分析知道，提煉渣中含20％的有機(jī)溶劑，實(shí)驗(yàn)室回收情況：在500 ml帶攪拌的四口瓶中，投入200 g新制的提煉渣，加熱條件下，向瓶中通水蒸氣，蒸餾至冷卻液出液清澈透明為此，將收集到的冷凝液靜置分層，得有機(jī)溶劑40.5 g，質(zhì)量分?jǐn)?shù)98.2%，釜?dú)堃航?jīng)核磁分析，無有機(jī)溶劑；重復(fù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果穩(wěn)定。說明通過簡單的水蒸氣蒸餾即可完全回收提煉渣的有機(jī)溶劑。通過設(shè)計(jì)簡單蒸餾釜、冷卻器及接收罐，投資約10萬。企業(yè)對(duì)提煉渣中的有機(jī)溶劑進(jìn)行了回收，回收到的有機(jī)溶劑純度大于98%，完全達(dá)到使用要求，直接套用生產(chǎn)中。設(shè)計(jì)的裝置流程如圖3所示。

圖3? 水蒸氣蒸餾裝置

2.4? 廢渣的養(yǎng)殖試驗(yàn)結(jié)果

通過資料調(diào)研，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)發(fā)酵殘?jiān)饕糜谥苽滹暳虾蛷?fù)合有機(jī)肥[2，3]。例如國內(nèi)貿(mào)易部無錫科學(xué)研究設(shè)計(jì)院開發(fā)了醬醋糟渣發(fā)酵制蛋白飼料技術(shù)，將生產(chǎn)醬油和醋以后的水分高、適口性差、營養(yǎng)價(jià)值低且動(dòng)物難以消化吸收的糟渣為主原料，利用生物工程技術(shù)添加適當(dāng)?shù)妮o料和合理的生物激化劑、發(fā)酵基質(zhì)優(yōu)化組合，分別采用曲霉或木霉與酵母菌組合并同時(shí)接入，在合理的工藝條件下進(jìn)行混合菌種固態(tài)發(fā)酵，研制出了優(yōu)質(zhì)的植物蛋白飼料。經(jīng)雞、豬飼養(yǎng)試驗(yàn)及營養(yǎng)價(jià)值評(píng)定試驗(yàn)表明，采用該工藝研制的醬醋糟渣蛋白飼料，蛋白質(zhì)含量高，動(dòng)物適口性好，能提高采食量，促進(jìn)增長速度，降低飼料成本。胃蛋白酶和氨基酸消化吸收率均在79.53%～83.51%，在雞、豬飼料日糧中可替代50%～100%的優(yōu)質(zhì)植物蛋白飼料。山東日環(huán)澳利環(huán)境工程有限公司生產(chǎn)的發(fā)酵攪拌機(jī)，在無菌種使用的情況下，可將各種作物秸稈、瓜藤、藥渣、畜禽糞便、造紙廠污泥、樹葉雜草、糠醋渣、鋸沫、酒渣、醋渣、醬油渣、豆餅、食用菌渣、粉渣、豆腐渣、骨粉、蔗渣、屠宰場(chǎng)的下腳料及城鄉(xiāng)生活垃圾等廢棄物快速變成有機(jī)肥料。經(jīng)過30 d的有氧發(fā)酵，所有廢棄物均可變成綠色無公害生態(tài)有機(jī)肥料。這種腐熟后的肥料既含作物所需的大量元素，又含作物所需的中微量元素，且無毒、無害、無污染，不燒根、不燒苗，防止土壤板結(jié)、培肥地力，適用于各種土壤，各種作物，有著其他化學(xué)肥料無法比擬的優(yōu)越性，對(duì)提高產(chǎn)品品質(zhì)，增加作物產(chǎn)量，均有顯著效果。以中草藥藥渣為原料，采用自育微生物功能菌株，組合成有益復(fù)合微生物菌劑，通過特殊的發(fā)酵工藝，生產(chǎn)出有機(jī)生物復(fù)合肥料。據(jù)四川省農(nóng)科院分析測(cè)試中心測(cè)定：其水分14％，ph為6，有機(jī)質(zhì)90％以上，全氮4％，全磷2％，全鉀1.7％，各項(xiàng)指標(biāo)均達(dá)到國家肥料標(biāo)準(zhǔn)。目前釀酒、釀醋行業(yè)的發(fā)酵棄渣主要作為動(dòng)物飼料處理。醫(yī)藥發(fā)酵渣有其特殊性，還應(yīng)充分考慮藥物的殘留。利用繁殖力極強(qiáng)的蠅蛆（工程蠅）、蚯蚓對(duì)發(fā)酵廢棄物的能量及營養(yǎng)物質(zhì)進(jìn)行消化吸收，試驗(yàn)結(jié)果：加廢渣的蛆漿產(chǎn)量和不加的基本相當(dāng)，蛆漿和廢棄物中未檢測(cè)出藥物；兩家公司雙方已在2006年8月簽訂了合作協(xié)議，9月開始廢渣全部用于養(yǎng)殖飼料。

2.5? 廢渣治理的效益

提煉渣中的有機(jī)溶劑易揮發(fā)，且有刺激性，會(huì)污染環(huán)境。通過增加蒸餾釜，冷卻器，接收罐，經(jīng)簡單的水蒸氣蒸餾和冷卻操作，不僅能將提煉渣中所含的溶劑回收利用(每批能回收約400 kg有機(jī)溶劑，每年將回收有機(jī)溶劑50 t)，相當(dāng)于又節(jié)約了50 t原料，同時(shí)減少了這50 t溶劑對(duì)環(huán)境的污染及排放的廢渣量也減少20%，相應(yīng)的處理負(fù)荷也減少。設(shè)備投資約10萬元，回收溶劑，每年可新增效益50萬元。(1)年凈現(xiàn)金流量f：f=50+2=52萬元，(2)投資償還期n：n=i/f=10/52=0.19年（5年折舊），(3)凈現(xiàn)值npv：npv=3.790 8?52－10=187萬元[4]。

發(fā)酵廢棄物的綜合利用后直接減少的污染處置費(fèi)200萬元/年，環(huán)保罰款5萬元，獲得的動(dòng)物蛋白蛆漿和蚯蚓，不僅在市場(chǎng)上有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，而且產(chǎn)生的廢棄物中有大量的蚯蚓糞，含有效氮、磷、鉀、鎂和多種有機(jī)氨基酸，通過工藝處理后變成無毒無害的復(fù)合肥料。可做花肥或農(nóng)肥，這樣不僅節(jié)約了廢棄物處理的費(fèi)用，緩解了環(huán)境壓力，還為農(nóng)作物創(chuàng)造了有利的生長條件。

3? 結(jié)? 論

通過簡單水蒸氣蒸餾可回收洛伐他汀提煉渣中有機(jī)溶劑，每年約回收50 t；發(fā)酵渣和回收溶劑后的提煉渣全部用于養(yǎng)殖工程蠅，既解決了企業(yè)廢渣的污染和擾民的問題，又為企業(yè)帶來了經(jīng)濟(jì)效益，既滿足清潔生產(chǎn)的要求，又符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的思想。

參考文獻(xiàn)

[1]? 黃高明.食品檢驗(yàn)工（中級(jí)）[m].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：75-79.

[2]? 崔兆杰，謝鋒.固體廢物的循環(huán)經(jīng)濟(jì)：管理與規(guī)劃的方法和實(shí)踐[m].北京：科學(xué)出版社，2005：170-177.

[3]? 董保澍.固體廢物的處理與利用[m].2版.北京：冶金工業(yè)出版社，1999：159-161.

[4]? 國家環(huán)境保護(hù)局.企業(yè)清潔生產(chǎn)審計(jì)手冊(cè)[m].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，1996：48-50.

?