Снижение загрязненности сточных вод химико-фармацевтических производств сорбционным выделением β-лактамов

• Автор: Марынова, Марина Александровна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Пенза
• Количество страниц: 129 с. : ил.

Содержание
Введение
Раздел 1 Литературный обзор
1.1 Характеристика сточных вод химико-фармацевтических
производств
1.2 Способы снижения загрязнённости сточных вод производства (3-лактамов пенициллинового ряда
1.3 Природные и полусинтетические р-лактамные антибиотики
1.3.1 Способы получения сульфоксидов природных пенициллинов
1.4 Экстракционные схемы выделения природных пенициллинов и способы получения 6-АПК и сульфоксидов пенициллинов, применяемые в мировой практике
1.5 Безэкстракционные методы выделения природных пенициллинов, существующие в мировой практике
1.5.1 Сорбционные методы выделения природных пенициллинов
1.6 Экстракционная схема выделения Р-лактамов пенициллинового ряда, применяемая в отечественной химико-фармацевтической промышленности
1.7 Характеристика сорбентов, применяемых в химикофармацевтическом производстве
1.8 Общие подходы к сорбции органических веществ из растворов
1.9 Адсорбция растворенного в жидкости вещества на твердом сорбенте
1.10 Выводы по разделу
1.11 Постановка задач исследования
Раздел 2 Разработка сорбционной технологии выделения
Р-лактамов
2.1 Общие этапы проведения исследования
2.2 Характеристика используемых Р-лактамов пенициллинового ряда и промежуточных полупродуктов
2.3 Методика постановки экспериментов в статических и динамических условиях
2.4 Исследование процессов сорбции и десорбции растворов Р-лактамов

пенициллинового ряда на низкоосновньтх анионитах
2.5 Характеристика полимерного молекулярного сорбента Поролас Т и методика подготовки к работе
2.6 Исследование сорбции растворов (3-лактамов пенициллинового ряда на макропористых нергоногенных сорбентах
2.7 Подбор эффективного элюента
2.8 Исследование процессов трансформации РепО, РепУ в 80-РепХ в фазе сорбента Поролас СГ-2Т
2.9 Исследование сорбции растворов РепО, РепУ и БО-РепХ на
Поролас СГ-2Т в динамических условиях
2.10 Выводы по разделу
Раздел 3 Технология сорбционного извлечении р-лактамов из Промышленных технологических сред
3.1 Схемы сорбционного выделения Р-лактамов пенициллинового ряда
3.2 Выводы по разделу
Раздел 4. Эколого-экономическая оценка предлагаемой сорбционной технологии
4.1 Сравнение схем регенерации органических растворителей
4.2 Применение биотестирования для сравнительной оценки потенциальной опасности кубовых остатков процесса регенерации органических растворителей
4.3 Оценка ресурсосберегающих преимуществ сорбционной технологии
4.4 Выводы по разделу
Заключение
Общие выводы по работе
Список литературы
Приложения

Введение Актуальность темы исследования
Извлечение и регенерация растворителей, применяемых в химикофармацевтической промышленности при производстве лекарственных средств, является острой проблемой. Значительные количества органических растворителей используются на стадиях экстракционного извлечения и концентрирования при производстве Р-лактамов пенициллинового ряда.
Альтернативным ресурсосберегающим способом извлечения и концентрирования Р-лактамов является сорбционный метод, позволяющий: извлечь необходимое соединение из технологической среды; сократить номенклатуру и объёмы используемых органических растворителей; значительно снизить расходы на их регенерацию и обезвреживание образующихся кубовых остатков.
Целью исследования является разработка ресурсосберегающей сорбционной технологии извлечения р-лактамов из технологических сред, позволяющей снизить загрязнённость сточных вод химико-фармацевтических производств за счёт уменьшения номенклатуры и объёмов применяемых органических растворителей.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. Анализ существующих в мировой практике экстракционных и сорбционных технологий извлечения р-лактамов пенициллинового ряда, позволяющий сделать вывод о преимуществах сорбционных технологий за счёт применения меньших объёмов органических растворителей.
2. Разработка сорбционной технологии извлечения Р-лактамов, позволяющей сократить номенклатуру и объёмы применяемых органических растворителей: подбор сорбентов, оптимальных параметров химического окисления (температуры, катализаторов, окислителей); составов элюентов.
3. Сравнительный анализ свойств органических растворителей, применяемых в экстракционной и сорбционной технологиях извлечения р-лактамов, способов их регенерации и составов образующихся стоков, подтверждающий минимизацию затрат на их обезвреживание при сорбционном извлечении.
4. Эколого-экономическая оценка предлагаемой сорбционной технологии.

Эта информация показывает, что природные пенициллины достаточно хорошо сорбируются на неионогенных сорбентах - причем заметно лучше, чем цефалоспорин С. И поскольку эти сорбенты используются в промышленности для выделения цефалоспорина С, их можно использовать и для выделения Реп С и РепУ.
На основании этой информации можно сделать вывод, что для выделения Репв и РепУ представляет интерес как ионообменная адсорбция на анионитах, так и молекулярная адсорбция на макропористых неионогенных сорбентах, которые могут заменить традиционные экстракционные способы. В обоих случаях необходим подбор подходящих сорбентов.
1.6 Экстракционная схема выделения р-лактамов пенициллинового ряда, применяемая в отечественной химико-фармацевтической
промышленности
В промышленной технологической среде наряду с биологически активным веществом, обладающим антибактериальными свойствами, содержится большое количество разнообразных органических и неорганических веществ, вводимых в раствор для проведения биосинтеза, либо образующихся в процессе метаболизма микроорганизмов, продуцирующих антибиотик. Кроме того, введение посторонних веществ в технологическую среду оказывается необходимым для осаждения белковых компонентов, для улучшения условий ее фильтрации и для других целей. Концентрация посторонних веществ минерального и органического характера в технологической среде достигает нескольких процентов и превышает концентрацию антибиотиков в десятки, сотни, а иногда и тысячи раз. К тому же многие компоненты технологической среды по своим химическим и физико-химическим свойствам мало отличаются от антибиотика, находящегося в этом растворе. Удаление из раствора некоторых компонентов для получения чистых препаратов антибиотиков должно проводиться с особенно большой тщательностью. Допустимое количество примесей должно быть весьма малым и в ряде случаев не превышать в готовом препарате сотую долю процента. Все это превращает выделение и очистку антибиотиков в сложный технологический процесс.