我国抗生素菌渣资源化研究新进展

󰀡ｄｏｉ：１０．１６７３６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｃｎ４１－１４３４／ｔｓ．２０１８．１０．０１０Industry󰀡Review行业综述我国抗生素菌渣资源化研究新进展New󰀡Progress󰀡in󰀡the󰀡Research󰀡of󰀡Antibiotic󰀡Residue󰀡Resource󰀡in󰀡China◎ 王金双，赵继红，刘永德（河南工业大学化学化工与环境学院，河南　郑州　450001）Wang Jinshuang, Zhao Jihong, Liu Yongde(College of Chemical Engineering and Environment, Henan University of Technology,Zhengzhou　450001, China)摘　要：我国是抗生素类药物的生产大国，每年抗生素的产额占据全世界抗生素生产总额的20%～30%，大量的抗生素菌渣也相应的产生。抗生素菌渣是药物工程的副产物，在我国属于危险废弃物，也是一种宝贵资源。由于缺乏成熟高效的处理，资源化技术及科学完善的安全性评估方法，抗生素菌渣的处理问题严重地制约了发酵制药的发展。现阶段主要处理与资源化的手段有堆肥、厌氧消化、焚烧、肥料化、饲料化、填埋、能源化等。本文对抗生素菌渣的现状以及资源化处理方式进行了归纳与总结，同时也对抗生素菌渣处理进行了展望。关键词：抗生素菌渣；资源化；厌氧消化Abstract：China has become the largest bulk drug producer of antibiotics, and the annual production of antibiotics is over 20% to 30% of the total production, which is accompanied by the production of a large number of antibiotic bacteria.As a byproduct of pharmaceutical engineering, antibiotic residue in China is a valuable resource.Antibiotic bacterial residue constrained the development of pharmaceutical enterprise because of the shortage in mature and efficient treatment and resource technology,and scientific safety assessment.At the present stage, the main treatments and resources are: composting,anaerobic digestion,incineration,fertilizer,feedstuff,landfill and energy regenerationand so on.In this paper, the present situation of antibiotic residue and the method of resource treatment are summarized and summarized, and the treatment of antibiotic residue is also prospected.Key words：Antibiotic residue; Resource; Anaerobic digestion中图分类号：X787目前，我国是世界上最大的抗生素原料药生产国和出口国。根据2009年的统计，中国的抗生素产量已增加到147 000 t，占全球总量的70%以上。每生产 1 t的抗生素就会产生8～10 t的菌渣[1]。新鲜抗生素菌渣的含水率极高，性质不稳定，极易腐败并散发恶臭严重影响空气质量和环境质量。同时抗生素菌渣含有一定量的抗生素，代谢产物残留和抗性，如果处理不当进入环境可能引起耐药性基因的传播，从而导致原有抗生素药效的失效，危害人们健康。因此，我国已于2008年将抗生素菌渣定性为危险固体废物[2]。XIANDAISHIPIN现代食品/29Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.行业综述Industry Review1　抗生素菌渣的来源以及特点1.1　抗生素菌渣的来源抗生素是微生物的次级代谢产物，通过对特定微生物进行调控发酵，发酵过程中形成特定的抗生素以及其代谢物[3]。在发酵生产过程中，抗生素菌渣产生于药物有效成分的提取工序，根据抗生素发酵细菌的生化特性不同，有效成分提取有2种方式：①药物有效成分从发酵液中提取，抗生素菌渣被压缩为滤饼，直接作为固体废物排出。②药物有效成分从菌丝体中提取，菌渣全部从提取工序排出。不论是哪种生产方式，菌渣中都会带有少量的抗生素残留，培养基，丝状体和中间代谢产物[4]。厌氧消化研究，发现红霉素菌渣具有较高的沼气产能，其系统稳定运行的最高负荷为1.42 kgVS/(m·d)。何品晶等对氨氮和林可霉素对厌氧消化的过程影响进行了详细研究，结果表明菌渣中的林可霉素浓度在10～30 mg/L 范围内，厌氧消化受抑制程度由16%提高至51%。当林可霉素浓度为100 mg/L时，抑制程度达到最大值72%。2.3　菌渣热解尤占平等[9]对链霉素、庆大霉素菌渣为原料，研究其资源化途径。通过工业和元素分析可知，两种菌渣C、O质量分数较高，H、N、S质量分数较低；链霉素菌渣中灰分和挥发分含量高于庆大霉素菌渣，而固定碳含量低于庆大霉素菌渣。通过热解实验可知，随热解温度升高，热解气产量增加，可凝结相和焦炭产量降低。热解气中H2含量最高，庆大霉素菌渣热解时体积分数最高可达到57.6%，其次依次为CO2、CO、CH4等。两种热解气属于中热值气体，其低热值在1 015 mJ/m3。链霉素和庆大霉素菌渣及其热解焦炭的热值分别为16.144、24.589、11.460、14.382 mJ/kg。1.2　抗生素菌渣的特点抗生素菌渣是发酵工程的产物，湿的菌渣含水率很高（80%～90%），干的菌渣粗蛋白在30%～40%[5]。与此同时，还包含菌体、未被微生物利用的培养基、抗生素等。新鲜抗生素菌渣性质不稳定，极易腐败并散发恶臭，严重影响空气质量和环境质量。2.4　制备菌渣水煤浆技术张晔等[10]将林可霉素湿菌渣配合制水煤浆，浆体流动性、稳定性均较好。当菌渣配入量为3%时，最2　抗生素菌渣处理与资源化技术2.1　堆肥技术张红娟等[6]将林可霉素菌渣与牛粪联合堆肥进行研究，结果显示，堆肥后的种子发芽指数基本上达到无植物毒性水平，表明经过堆肥处理后，林可霉素这种性质比较稳定的抗生素被降解，堆肥基本达到无植物毒性水平。李路平等[7]研究显示，将菌渣加工为有机肥，并施用在粮食与蔬菜作物上，可显著增加粮食蔬菜产量，表明采用堆肥方式处理菌渣，可使菌渣中营养成分得到充分利用。高制浆浓度在67%以上；当菌渣配入量为5%，最高制浆浓度在65%以上；当菌渣配入量在7%时，最高制浆浓度为64%；当菌渣配入量为10%时，最高制浆浓度达到60%以上。菌渣的配入量每增大1%，其最高制浆浓度降低1%。固定制浆浓度及添加剂添加量，当菌渣配入量为煤粉质量的1%～6%时，菌渣水煤浆的表观粘度随着菌渣配入量的增加而升高，析水率迅速降低，浆体稳定性升高。2.5　其他处理方式利用菌渣中含有大量菌体蛋白，培养基残体，生长因子等物质还可将菌渣资源化处理为成型的产品或2.2　厌氧消化苏建文等[8]在35℃条件下对红霉素菌渣进行单级30/现代食品XIANDAISHIPINCopyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.󰀡Industry󰀡Review行业综述制备抗生素发酵培养基和活性碳吸附材料等。上述技术均可对抗生素菌渣中有用物质进行综合利用，但由于有用成分的回收利用率低，抗生素菌渣基本没有实现减量化，大量剩余菌渣仍需要进一步处置。社，2008.[4]成建华，张文莉.抗生素菌渣处理工艺设计[J].化工与医药工程，2003，24（2）：31-34.[5]刁纪昌.抗生素工业废渣作为饲用的价值[J].中国抗生素杂志，1981（1）：33-36.[6]张红娟，郭夏丽，王　岩.林可霉素菌渣与牛粪联合堆肥实验研究[J].环境工程学报，2011，5（1）：231-234.[7]李路平，李俊玲，杜黎君.制药行业下脚料生产有机肥的质量评价[J].河南科技学院学报(自然科学版)，2009，37（3）：29-31.[8]苏建文，王俊超，许尚营，等.红霉素菌渣厌氧消化实验研究[J].中国沼气，2013，31（5）：25-28.[9]尤占平，郝长生，焦永刚，等.两种抗生素菌渣热解及燃烧特性对比研究[J].工业安全与环保，2016，42（5）：41-43.[10]张　晔.抗生素菌渣与煤粉配合成浆性能及燃烧动力学研究[D].合肥：安徽理工大学，2010.基金项目：河南省研究生教改项目，固废资源化优质课程。作者简介：王金双（1992—），男，硕士；专业方向为固体废弃物处理与资源化。3　展望菌渣填埋、焚烧、用作动物饲料或用作肥料的处理方式已经不能满足人们对绿色，环保，低碳生活的需求。将菌渣制备成抗生素发酵培养基和制备活性碳吸附材料，对于处理大量菌渣效果很差，带来的经济效益很低，不满足药物发酵企业低成本高回报的方针。相对而言，抗生素菌渣的肥料化技术，厌氧消化，菌渣的热解技术是解决菌渣污染的主要途径。这些处理方式可应用于大规模生产实践中。相关政府部门需制定出菌渣无害化处理的国家标准，为实现抗生素制药菌渣减量化、无害化、资源化提供技术和政策引导。参考文献：[1]李再兴，田宝阔，左剑恶，等.抗生素菌渣处理处置技术进展[J].环境工程，2012，30（2）：72-75.[2]中华人民共和国环境保护部.国家危险废物名录[Z].2008-06-06.[3]陈代杰.微生物药物学[M].北京：化学工业出版 （上接第28页）的基础上避免再次出现同样的错误。经过教师的认真点评，学生能够更好的规范自身的行为，进而增强认知。（2）品尝、点评。教师可以采取品尝、点评等多种方式培养学生的思维能力，激发学生的求知欲望。通过品尝老师和学生的制作品以后，学生能够从中找到不足，进而促使学生可以熟练掌握面点制作的精髓。动手实践、再到讲授、再进行实践的教学体系，这样才能让学生对制作技艺了熟于心，真正掌握技术。参考文献：[1]蔡美玲.中式面点教学策略研究[J].科技经济导刊，2018（1）：139.[2]庞再红.中式面点教学创新研究[J].现代经济信息，2017（6）：413.[3]郭志刚.中式面点教学教育创新探析[J].科技创新导报，2014，11（5）：142.[4]诸葛敏.试论中式面点教学的三大环节[J].广西教育，2010（18）：116-117.XIANDAISHIPIN现代食品/313　结语中式面点作为我国烹饪中非常重要的组成部分，是重要的烹饪技能之一。所以在对学生进行面点的制作技艺的教学过程中，要建立起学生从模仿到讲授、Copyright©博看网 www.bookan.com.cn. All Rights Reserved.