СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ АНИОНИТОВ Российский патент 1998 года по МПК B01J49/00 

Изобретение относится к биотехнологии и касается выделения биологически активных веществ.

Наиболее близкими к заявляемому способу по технической сущности являются способы регенерации анионитов в соответствии с промышленными регламентами на производство гепарина и канамицина, а также описанные в обширной литературе по применению анионитов в промышленности. Так в производстве канамицина анионит АВ-17-2П после каждого контакта с целевым продуктом переводят в хлор форму 2н. раствором соляной кислоты с последующим переводом в OH-форму 2н. раствором едкого натра, а в производстве гепарина анионит АМ-п регенерируют смесью 2,5н. раствора поваренной соли и 96% этилового спирта (1:1) в количестве трех объемом на объем анионита.

Недостатком описанных способов регенерации ионитов, в том числе и сильноосновных анионитов, является во многих случаях необратимость сорбции некоторых веществ, которые нельзя удалить с ионита обычными способами регенерации. По этой причине анионит АМ-п в производстве гепарина заменяют на новый 2 - 3 раза в год, а анионит АВ-17-2П в производстве канамицина раз в 2 - 3 года, хотя нормы замены ионитов по механическому износу не превышают 10% в год.

Этот недостаток полностью устраняется в заявляемом способе регенерации сильноосновных анионитов, в частности АМ-п и АВ-17-2П в производствах гепарина и канамицина.

Целью настоящего изобретения является продление срока службы высокоосновных анионитов в производствах гепарина и канамицина, а также повышение выхода и качества целевых продуктов на стадии сорбции - десорбции, снижение себестоимости готовой продукции и уменьшение загрязнения окружающей среды.

Поставленная цель достигается тем, что необратимо сорбированные органические вещества, снижающие емкость сильноосновных анионитов по целевым продуктам (гепарин, канамицин) разрушают водорастворимым окислителем без нарушения механической прочности анионитов при полном восстановлении их сорбционной емкости по целевым продуктам.

Пример 1. Выбор окислителя. В стеклянные стаканы емкостью 1 л загружают по 250 мл подлежащего уничтожению анионита АВ-17-2П в хлор форме, добавляют по 300 мл раствора окислителя и при периодическом перемешивании выдерживают от 3 до 10 ч. Результаты представлены в табл.1, из которой видно, что наиболее приемлемым окислителем для восстановления анионита АВ-17-2П является "Белизна" (гипохлорит натрия) и несколько хуже "хлорка" (гипохлорит кальция).

Пример 2. В стеклянную колонну диаметром 3 см и высотой 50 см загружают 250 мл предварительно восстановленного "хлоркой" анионита АВ-17-2П в OH-форме. Для контроля ставят аналогичную колонну с производственным анионитом. Через колонны пропускают рабочий элюат канамицина сверху вниз со скоростью 250 мл в час до равенства цветности элюата на входе и выходе из колонны и строят выходные кривые сорбции окрашенных примесей канамицина испытуемым и контрольным анионитами. Результаты представлены на фиг. 1, из которого видно, что площадь, ограниченная выходными кривыми сорбции контрольного и опытного образцов, представляет собой величину приращения емкости по окрашенным примесям канамицина опытным образцом по отношению к контрольному.

Пример 3. В стеклянную колонну 4 (фиг. 2) диаметром 3 см и высотой 50 см загружают 250 мл подлежащего уничтожению анионита АМ-п, предварительно обработанного "Белизной". В качестве контроля во вторую колонну 4 загружают анионит АМ-п, после многократного использования в производстве. В стеклянные бутылки 2 загружают по 15 л, производственного экстракта гепарина и многоканальным перистальтическим насосом 1 через ультратермостат 3, поддерживающий температуру экстракта 60^oC, подают на колонну 4 со скоростью 1,5 - 2,0 л/ч. Цикл замкнут. Время сорбции переменное. Десорбцию гепарина с колонны проводят согласно промышленному регламенту. После каждой десорбции опытную колонну регенерируют раствором "Белизны", а контрольную водноспиртовым раствором поваренной соли согласно регламенту. Результаты опытов представлены в табл. 2, из которой видно, что емкость по гепарину обработанного окислителем анионита АМ-п на 10 - 15% выше контрольного образца.

Пример 4. Известно что электролиз раствора поваренной соли приводит к образованию гипохлорита натрия. Представляло интерес опробовать регенерацию анионита АМ-п в растворе поваренной соли при пропускании через него постоянного электрического тока. Схема предложенной регенерации представлена на фиг. 3. В стеклянный стакан 2 емкостью 250 мл загружают 200 мл 2н. раствора поваренной соли и 10 мл отработанного анионита АМ-п. В раствор поваренной соли опускают угольные электроды 4, подключенные к источнику постоянного тока 1, представляющему собой зарядное устройство для переносных осветительных фонарей. Перемешивание анионита АМ-п в стакане осуществляют лабораторной электромагнитной мешалкой 3. Рабочий анионит АМ-п в такой установке "отбеливался" за 5 - 6 ч и принимал цвет товарного анионита.

Солдадзе К. М. , Пашков А.В. Титов В.С. Ионообменные высокомолекулярные соединения. М.: 1960, с. 169, 184, 190.

Способ регенерации анионитов на основе стирола и дивинилбензола с группами четвертичных аммониевых оснований. Используются при получении биологически активных веществ. Кроме этого может быть использован в различных отраслях народного хозяйства, связанных с очисткой различных продуктов сильноосновными анионитами, например, в виноделии, сахарной промышленности и т. д. Повышение срока службы сильноосновного анионита АМ-п в производстве гепарина и АВ-17-2П в производстве канамицина достигается тем, что анионит после десорбции с него целевого продукта регенерируют раствором гипохлорита натрия. Крупные органические молекулы, необратимо сорбированные анионитом, разрушаются окислителем на мелкие куски, которые в дальнейшем легко вымываются водой. 2 табл., 3 ил.

Способ регенерации анионитов АВ-17-2П или АМ-П, отработанных в производстве канамицина и гепарина, включающий их обработку раствором химического реагента и отмывку водой, отличающийся тем, что обработку ведут раствором гипохлорита натрия либо раствором хлорида натрия при введении в последний угольных электродов и пропускании через него постоянного электрического тока.