刘 瑛， 程秀莲
(沈阳工业学院化工分院，辽宁沈阳110045)
摘 要： 对利福平生产中利福霉素SV钠盐药渣的流体类型、传质、传热等物化性质及制取蛋白饲料的可行性进行了研究。确定了用该药渣制取粗蛋白的工艺流程，考察了铝系、铁系、钙系及无机高分子水处理剂对药渣的处理效果。结果表明，采用钙系机械脱水率可达64％ 以上，干燥后可制得含39％ 的粗蛋白，年产1 000t干基产品，年利润约为40万元。
关键词： 药渣； 蛋白质； 机械脱水率
中图分类号： TQ 460．9 文献标识码： A 文章编号： 1671—0460(2003)04 0229—03
据统计，我国每年有50万t左右的抗生素药渣[1]。这些药渣除含水70％ 90％ 以外，还含10％ ～3O％粗蛋白、多种氨基酸等组分。若处理不当，则对环境造成严重的污染。而我国目前对蛋白饲料的市场需求量大，据报道供求关系达l：l0，使每年我国鱼粉进口量很大。近年来利用抗生素药渣取蛋白饲料的报道很多，但对利福霉素SV钠盐药渣进行深入研究的很少，本文就利福霉素SV钠盐药渣的物化性质、应用价值、处理方法及经济效益进行了研究。
1 利福霉素SV钠盐药渣的物化性质分析
利福霉素SV钠盐是利福平的医药中间体，正常情况下，每生产1 t SV钠盐至少要产生16 t药渣。此药渣为黄色粘稠糊状物，为非牛顿型流体。常温下，相对密度为1．043×103 g／cITl3，pH=6，含水87％ ～89％ ，蛋白质含量为8％ 以上。蛋白质溶液是复杂的胶体系统，通常情况下固体分散物质的颗粒大小为l～100毫微米，在蛋白质颗粒表面分布着各种亲水基团，如一COOH、一NH2、一OH，这些亲水基团与水分子的水合作用，使颗粒表面形成一层水膜，颗粒间被分隔开，水膜愈大，胶体越稳定，因而蛋白质水溶液是一种稳定的亲水胶体溶液。利福霉素SV钠盐具有蛋白质溶液亲水性质，同时由于粗纤维等其它杂质的存在，使其物质传递和热传递都较蛋白质溶液困难，以至于不能采用直接脱水干燥的工艺。必须精选水处理剂，进行盐析一脱水一千燥。
2 药渣利用价值与残留抗生素利弊分析
2．1 药渣主要成分和营养价值
利福霉素SV钠盐药渣的主要成分为残留的培养基、生产抗生素的菌丝体及残留抗生素等。其发酵培养基主要有鱼粉、花生粉、豆饼粉、葡萄糖等。这些原料本身就是很好的蛋白饲料，菌丝体也是上等的微生物蛋白饲料。本药渣经干燥后的组成为(干基)粗蛋白质30。5％ ，粗脂肪5．0％ ，粗纤维7。3％ ，灰粉10．6％ 。经生化检验含有除色氨酸以外l8种氨基酸，酵母细胞活率为88％。并含有一定的磷等矿物质，以氯计的盐份含量极低，从以上情况分析，此药渣无疑是极好的蛋白饲料。
2．2 药渣中残留抗生素的损益分析
该药渣为发酵废渣，抗生素的残留量一般为1．2～6．5 mg／kg药渣。其不利的方面是残留抗生素在饲料中长期存在，会在动物体内积累，从而对人体健康产生不利影响；耐药性病原菌也会引发抗药性，从而给疾病的预防和治疗造成较大困难。其有利的因素是，抗生素作为一种饲料添加剂可起到保健、防病、促进生长的作用，从而使饲料成本大大降低。文献报道[2,3]，采用限时使用，交替使用，高温处理等方法，可防止耐药性病原菌的产生和抗生素体内残留。因而利福平药渣经加工后作为全价饲料的蛋白原料，而非直接使用是完全可行的。
3 加工工艺研究
日前我国现有药渣的处理方法有物理法、化学碱法、生物发酵法。从经济效益的角度出发，采用物理法工艺流程简单、易操作、投资少、运行费用低。但由于利福霉素SV钠盐药渣流动性差，含水量大且部分含水为结构水的特点，采用直接干燥的方法是不可取的，一是工艺行不同，二是直接干燥不经济。实验研究发现采用盐析法药渣的机械脱水率高，脱水后的药渣可干燥性能好，选择适当的盐析剂可降低成本，打通工艺是完全可行的，其工艺如图1所示。
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3．1 盐析原理
通常发酵液中细胞或菌体带有负电荷，由于静电引力的作用使溶液中带相反的粒子(即正电荷)被吸引在其周围，在界面上形成了双电层。双电层的存在是胶粒能保持分散状态的主要原因。盐析法是在中性盐作用下，降低蛋白质胶体溶液的双电层排斥电位，使胶体体系不稳定，从而达到提高机械脱水率和脱水速率的凝聚方法[3]。
3．2 盐析剂对机械脱水率的影响
选择盐析剂要根据药渣处理后的物理状态是否有利于机械脱水，在一定优化处理条件下，铝系、铁系、钙系及无机高分子水处理剂对利福霉素SV钠盐药渣盐析的机械脱水率影响如表1所示。
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由表1结果可知，加人适量的盐析剂，均可使药渣机械脱水率显著提高，并使药渣的流动性、可干燥性明显变好。其中铁系、钙系较好，由于采用钙系比铁系每吨干基产品减少药剂费用30o元左右，为了避免氯的残留，应选择氢氧化钙。另外，钙系与微量的有机高分子絮凝剂的复合使用，可提高机械脱水速率。
3．3 机械脱水方式的选择
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由表2可以看出，真空抽滤脱水明显优于离心脱水。其原因是利福霉素SV钠盐药渣的密度与水的密度非常接近，所以离心脱水效果不佳，而真空抽滤的滤饼出现干裂现象，说明效果良好，故应选择真空抽滤为利福霉素SV钠盐药渣的机械脱水方式。
4 经济和社会效益分析
4．1 经济效益
使用钙系，以盐析一脱水一千燥一粉碎为工艺，按1 000 t(干基)／a规模，产品单耗及成本如表3所示。
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管理费、销售费、人工费及能耗和化学药剂费总计850元左右，将每吨干基产品折成吨产品，则每年产1 120 t产品。由市场调研蛋白饲料的粗蛋白含量在1 100元～1 300元／t，按1 2o0元／t计，则吨利润为(1 200—850)×1．12=392．50元。
4．2 社会效益
利福霉素SV钠盐药渣制取蛋白饲料的社会效益是显著的，对一个年产2o0 t利福霉素SV钠生产规模的工厂，至少可以减少1 000 t(含氮为5％)的干基排放物，极大减少废渣和废液对环境的污染。
5 结 论
(1)经中科生测(氨)字(98)第209号测定，利用SV钠盐药渣制取的粗蛋白含为39％ 并含有除色氨酸以外的18种氨基酸及一定量的粗纤维和粗脂肪。用其作为蛋白源加工成全价饲料是完全可行的。
(2)采用盐析一脱水一千燥的工艺，脱水率高，可干燥性能好有利于打通工艺。
(3)利福霉素SV钠盐药渣制取蛋白饲料，即减少了环境污染，又缓解了短缺的蛋白源，年产1 00o t干基产品的年利润约40万元。具有良好的社会效益和经济效益。
参考文献
[1] 叶元上．抗生素药渣的饲料利用及四环素药渣的养鲤试验[J]．饲料工业，1994，9(5)：161—165
[2] 姜作任．利福平药渣替代产蛋鸡日粮中部分豆饼的试验[J]．饲料博览，1996，11(1)：192—1963
[3] 张国安，许雪铰，张素艳，等．蛋白质组的分离与分析及其应用进展[J]．分析化学．2003，31(5)：611—615
[4] 严希康．生化分离技术[M]．上海：华东理工大学出版社．1998．368
