申请日2016.02.24
公开(公告)日2017.09.01
IPC分类号B09B3/00; B09B5/00
摘要
本发明提供了一种甾体化合物发酵菌渣固化及脱水处理的方法，该方法为：将甾体化合物发酵菌渣与固化剂进行固化反应，得到干爽的固化物;所述固化剂为：可形成水合物、可吸收水分或可与水反应的无机物和/或有机物中的任意一种或至少两种的组合;固化物进一步脱水得到干燥物。固化物和/或干燥物进行资源化利用或焚烧处理。本发明在常温下可以实现湿菌渣的干爽固化，降低了湿菌渣的脱水成本，避免了湿菌渣二次发酵产生的环境污染，便于发酵菌渣的储存和运输，解决了甾体化合物发酵菌渣资源化利用和无害化处理成本高的问题，为甾体化合物发酵菌渣经济有效地固化脱水与进一步资源化利用提供了一种新的方法。
摘要附图
权利要求书
1.一种甾体化合物发酵菌渣固化及脱水处理的方法，其特征在于，所述方法为：将甾体化合物发酵菌渣与固化剂混合，进行固化反应，得到干爽的固化物;其中，所述固化剂为：可形成水合物、可吸收水分或可与水反应的无机物和/或有机物中的任意一种或至少两种的组合。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述甾体化合物发酵菌渣为制备甾体化合物过程中产生的发酵菌渣;
优选地，所述甾体化合物为皮质激素类药物及其制备中间体、性激素类药物及其制备中间体或麻醉与肌松类药物及其制备中间体中的任意一种或至少两种的组合。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述固化剂为可形成水合物、可吸收水分或可与水反应的无机盐和/或有机盐中的任意一种或至少两种的组合;
优选地，所述固化剂为硫酸盐、亚硫酸盐、碳酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硅酸盐、铵盐或醋酸盐中的任意一种或至少两种的组合;
优选地，所述固化剂为硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜、硫酸钙、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钙、氯化镁、氯化钙、醋酸钠、氧化钙或无水硅胶中的任意一种或至少两种的组合，优选为氧化钙和/或无水硅胶。
4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于，所述固化剂的添加量为甾体化合物发酵菌渣质量的5-150%，优选为50-120%。
5.根据权利要求1-4之一所述的方法，其特征在于，所述甾体化合物发酵菌渣与固化剂的混合方式为：单一组分固化剂与甾体化合物发酵菌渣一步混合、多组分固化剂混合后与甾体化合物发酵菌渣一步混合或多组分固化剂各组分与甾体化合物发酵菌渣分步混合。
6.根据权利要求1-5之一所述的方法，其特征在于，所述甾体化合物发酵菌渣与固化剂混合的方式为机械搅拌、翻搅或挤压中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1-6之一所述的方法，其特征在于，所述固化反应的温度为0-80℃，优选为10-60℃;
优选地，所述固化反应得到的固化物为干爽状态。
8.根据权利要求1-7之一所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：将固化物进一步脱水，得到干燥物;
优选地，所述进一步脱水的温度为20-150℃，优选为30-100℃;
优选地，采用加热、风干或蒸发中的任意一种或至少两种的组合方式对固化物进一步脱水。
9.根据权利要求1-8之一所述的方法，其特征在于，所述固化物和/或干燥物进行资源化利用或焚烧处理。
10.根据权利要求1-9之一所述的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：
(1)将甾体化合物发酵湿菌渣与固化剂混合后在0-80℃条件下进行固化反应，得到干爽的固化物，其中，固化剂的质量是甾体化合物发酵菌渣质量的5-150%;
(2)将固化物在20-150℃条件下进一步脱水，得到干燥物;
(3)将固化物和/或干燥物进行资源化利用或焚烧处理。
说明书
一种甾体化合物发酵菌渣固化及脱水处理的方法
技术领域
本发明属于甾体化合物发酵菌渣处理及其资源化利用技术领域，涉及一种甾体化合物发酵菌渣固化及脱水处理的方法。
背景技术
甾体药物是产量仅次于抗生素的第二大类药物，我国甾体药物年产量占世界总产量的1/3左右，皮质激素原料药生产能力和实际产量均居世界第一位。
甾体化合物发酵过程中产生大量菌渣，该菌渣含水率高(70～93%)，且富含有机质。未经处理的甾体化合物发酵菌渣放置一段时间会二次发酵，导致菌渣变黏、变稀、散发恶臭，对周围环境造成严重危害，同时也使菌渣的储存与运输成为难题。甾体化合物发酵菌渣中的水分绝大多数存在于菌丝体内部或吸附在菌丝体表面，大量的水分以胶态水形式存在，自由水含量很少，因此用常规的压滤和离心不能有效的除去菌渣中的水分。采用加热脱水的方法虽然能使菌渣彻底干燥，但是处理过程耗能大，处理成本非常高。发酵菌渣直接焚烧也是处理甾体化合物发酵菌渣的一种办法，但因为该菌渣含水率高，必须外加燃料补充热值的不足，因此直接焚烧处理成本太高(约2000元/吨湿菌渣)，难以大规模产业化。
研究甾体化合物发酵菌渣低成本固化及脱水处理的方法，对于解决甾体化合物发酵菌渣二次发酵、储存运输困难、脱水成本高、资源化利用和无害化处理成本高的问题具有重要意义。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种甾体化合物发酵菌渣低成本固化及脱水处理的方法，所述方法在常温下即可实现甾体化合物发酵菌渣的干爽固化，降低了湿菌渣脱水的成本，避免了菌渣二次发酵产生的环境污染，便于发酵菌渣的储存和运输，解决了甾体化合物发酵菌渣资源化利用和无害化处理成本高的问题，为甾体化合物发酵菌渣固化脱水与进一步资源化利用提供了一种新的方法。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种甾体化合物发酵菌渣固化及脱水处理的方法，所述方法为：将甾体化合物发酵菌渣与固化剂混合，进行固化反应，脱除甾体化合物发酵菌渣中的水分，得到干爽的固化物;其中，所述固化剂为：可形成水合物、可吸收水分或可与水反应的无机物和/或有机物中的任意一种或至少两种的组合。
所述固化剂可为：可形成水合物的有机物、可形成水合物的无机物、可吸收水分的有机物、可吸收水分的无机物、可与水反应的无机物或可与水反应的有机物中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的固化脱水剂组合为：可形成水合物的无机物与可与水反应的无机物，可形成水合物的有机物与可吸收水分的无机物，可与水反应的有机物、可吸收水分的有机物与可形成水合物的有机物，可形成水合物的有机物、可与水反应的无机物、可形成水合物的无机物与可与水反应的有机物等。
本发明提供的甾体化合物发酵菌渣的处理方法，利用固化剂吸收甾体化合物发酵菌渣中的水分，避免了甾体化合物发酵菌渣的二次发酵对环境造成的污染，解决了甾体化合物发酵菌渣常温下储存与运输困难、脱水成本高、资源化利用成本高和无害化处理成本高的问题。
所述甾体化合物发酵菌渣为制备甾体化合物过程中产生的发酵菌渣。
所述甾体化合物为化学结构中具有甾体母核，即它的基本碳架具有一个“环戊烷并多氢菲”的母核和三个侧链的化合物。优选地，所述甾体化合物为皮质激素类药物及其制备中间体、性激素类药物及其制备中间体或麻醉与肌松类药物及其制备中间体中的任意一种或至少两种的组合。
所述皮质激素类药物为人工合成的肾上腺皮质激素极其衍生物，包括盐皮质激素类药物与糖皮质激素类药物，如醛固酮、可的松和地塞米松等;所述性激素类药物包括雌激素类药物、孕激素类药物、雄激素类药物、蛋白质同化激素类药物和促性腺激素类药物等;所述麻醉与肌松类药物为麻醉药与肌松药。
所述甾体化合物可为皮质激素类药物、制备皮质类激素的中间体、性激素类药物、制备性激素类药物的中间体、麻醉与肌松类药物或制备麻醉与肌松类药物的中间体中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为：皮质激素类药物与性激素类药物，制备性激素类药物的中间体与制备皮质类激素的中间体，皮质激素类药物、性激素类药物与麻醉与肌松类药物，制备性激素类药物的中间体、制备皮质类激素的中间体与制备麻醉与肌松类药物的中间体，皮质激素类药物制备性激素类药物的中间体与麻醉与肌松类药物，性激素类药物、制备性激素类药物的中间体、麻醉与肌松类药物或制备麻醉与肌松类药物的中间体。
所述固化剂为可形成水合物、可吸收水分或可与水反应的无机盐和/或有机盐中的任意一种或至少两种的组合。所述固化剂可为：可形成水合物的无机盐、可形成水合物的有机盐、可吸收水分的有机盐、可吸收水分的无机盐、可与水反应的有机盐或可与水反应的无机盐中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为：可形成水合物的无机盐与可吸收水分的无机盐，可形成水合物的有机盐与可吸收水分的有机盐，可吸收水分的无机盐、可与水反应的有机盐与可与水反应的无机盐，可吸收水分的有机盐、可吸收水分的无机盐与可与水反应的有机盐，可形成水合物的无机盐、可形成水合物的有机盐、可吸收水分的有机盐与可吸收水分的无机盐。
优选地，所述固化剂为硫酸盐、亚硫酸盐、碳酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硅酸盐、铵盐或醋酸盐中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为：硫酸盐与碳酸盐，亚硫酸盐与盐酸盐，盐酸盐与磷酸盐，硅酸盐、醋酸盐与铵盐，碳酸盐、盐酸盐与磷酸盐，磷酸盐、铵盐与硅酸盐，碳酸盐、盐酸盐、磷酸盐、硅酸盐与醋酸盐。
优选地，所述固化剂为硫酸钠、硫酸镁、硫酸铝、硫酸铝钾、硫酸亚铁、硫酸铁、硫酸铜、硫酸钙、碳酸钠、碳酸镁、碳酸钙、氯化镁、氯化钙、醋酸钠、氧化钙或无水硅胶中的任意一种或至少两种的组合，优选为氧化钙和/或无水硅胶。典型但非限制性的组合可选自：硫酸钠与硫酸镁，硫酸钠、硫酸铁与氯化镁，硫酸铝、硫酸铝铁、硫酸铜与硫酸钙，氯化镁、硫酸亚铁、氯化钙与醋酸钠，碳酸镁、硫酸铝铁、碳酸钙与氯化镁，醋酸钠、硫酸铁、氧化钙与无水硅胶，硫酸钙、碳酸钠、碳酸镁与碳酸钙，硫酸镁、硫酸铝、硫酸铜与硫酸钙。
所述固化剂的添加量为甾体化合物发酵菌渣质量的5-150%，如10%、20%、30%、40%、60%、80%、100%、110%、120%、130%或140%等，优选为50-120%。
所述甾体化合物发酵菌渣与固化剂的混合方式为：单一组分固化剂与甾体化合物发酵菌渣一步混合、多组分固化剂混合后与甾体化合物发酵菌渣一步混合或多组分固化剂各组分与甾体化合物发酵菌渣分步混合。
所述甾体化合物发酵菌渣与固化剂混合的方式为机械搅拌、翻搅或挤压中的任意一种或至少两种的组合。典型但非限制性的组合为：机械搅拌与翻搅，翻搅与挤压，机械搅拌与挤压，机械搅拌、翻搅与挤压。所述混合的目的为将甾体化合物发酵菌渣与固化剂混合均匀。
所述固化反应的温度为0-80℃，如2℃、5℃、8℃、10℃、15℃、20℃、30℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃或75℃等，优选为10-60℃。
选择不同的固化剂，固化反应的时间不同。优选地，所述固化反应进行到得到干爽状态的固化物为止。干爽状态的固化物，便于运输及存储，也防止了甾体化合物发酵菌渣的二次发酵。
甾体化合物经固化反应之后，得到干爽状态的固化物。所述固化物还可以进一步脱水，得到干燥物。
优选地，所述进一步脱水的温度为20-150℃，如25℃、35℃、40℃、50℃、70℃、80℃、90℃、95℃、110℃、120℃、130℃或140℃等，优选为30-100℃。经过固化反应之后，固化物进一步脱水的温度降低10%以上，最高达到50%，实现了菌渣脱水成本的降低。
优选地，采用加热、风干或蒸发中的任意一种或至少两种的组合方式对固化物进一步脱水。典型但非限制性的组合为：加热与风干，加热与蒸发，风干与蒸发，加热、风干与蒸发。由此可见，经固化反应之后，甾体化合物发酵菌渣更容易脱水，脱水方式更简单。
所述固化物和/或干燥物进行资源化利用或焚烧处理。所述资源化利用是指固化物和/或干燥物用作固态燃料或以其它形式进行利用。
作为优选的技术方案，本发明提供了一种甾体化合物发酵菌渣固化及脱水处理的方法，所述方法包括如下步骤：
(1)将甾体化合物发酵湿菌渣与固化剂混合后在0-80℃条件下进行固化反应，得到干爽的固化物，其中，固化剂的质量是甾体化合物发酵菌渣质量的5-150%;
(2)将固化物在20-150℃条件下进一步脱水，得到干燥物;
(3)将固化物和/或干燥物进行资源化利用或焚烧处理。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
(1)本发明通过低成本的固化剂实现了甾体化合物发酵菌渣的常温固化，避免了菌渣二次发酵产生的环境污染，同时解决了菌渣储存难及运输难的问题。
(2)本发明通过固化剂使甾体化合物发酵菌渣固化，固化处理后的甾体化合物发酵菌渣脱水温度降低10%以上，最高达到50%，实现了菌渣脱水成本的降低。