СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ОТХОДОВ Российский патент 2003 года по МПК C05F9/04 

Изобретение относится к процессам утилизации мицелиальных отходов производства антибиотиков и позволяет избавиться от остаточной антибиотической активности отходов. Переработанные мицелиальные отходы находятся в твердом состоянии и не подвержены загниванию.

Микробиологическое производство, как правило, сопровождается образованием большого количества мицелиальных отходов, исчисляемого десятками и более тонн в сутки. Мицелиальные отходы характеризуются большой влажностью, имеют липкую консистенцию, содержат органические вещества, вызывающие быструю порчу и загнивание отхода.

Работы по решению проблемы утилизации мицелиальных отходов ведутся по следующим основным направлениям:
1) использование мицелиальных отходов для технических целей: в качестве добавок в бетонные и гипсовые растворы, обжиговые материалы; для получения пресс-композиций, топлива, сорбентов и активированных углей /1-4/;
2) использование питательных веществ и бактерицидных свойств мицелиальных отходов как в сельском хозяйстве, так и для приготовления микробиологических питательных сред /5, 6/.

Сложность утилизации мицелиальных отходов заключается либо в технико-экономической нецелесообразности (сложность аппаратурного оформления, отсутствие соответствующих производств и рынков сбыта), либо в санитарном ограничении, так как отходы токсичны, содержат антибиотик и их бесконтрольное распространение в конечном итоге может привести к накоплению антибиотика в продуктах питания, развитию резистентной микрофлоры /7/.

Широкое распространение в последние годы получила утилизация органических отходов способом компостирования /8/ и как частный случай - вермикомпостирование /9/. Компостирование может проводиться в аэробных и анаэробных условиях, как на открытых площадках в компостных рядах, так и с использованием механизированных линий. Компостирование представляет собой динамический микробный процесс, протекающий благодаря активности сообщества микроорганизмов различных групп. При биологическом окислении образуется энергия, часть которой расходуется в метаболических процессах, остальная выделяется в виде теплоты. Конечный продукт, компост, содержит наиболее стабильные органические соединения, продукты распада, лизировавшиеся микроорганизмы, большое количество живых микроорганизмов и продукты химического взаимодействия этих компонентов.

Заявляемое изобретение направлено на обезвреживание мицелиальных отходов путем компостирования, включающее удаление остаточного антибиотика. Данный способ утилизации не требует больших материальных затрат и прост в исполнении.

Утилизация мицелиальных отходов способом компостирования может проводиться только в смеси с биологически активным компонентом - носителем компостных микроорганизмов, например навозом, и материалом, сорбирующим избыточную влагу (торф, опилки, солома и т.п.).

В данном изобретении предлагается в качестве биологически активной добавки и сорбента влаги использовать компост, полученный в результате их переработки. Таким образом, исчезает необходимость в использовании на производстве, выпускающем медицинские препараты, большого количества веществ с высокой контаминацией, например навоза и опилок. Кроме того, уменьшается объем перерабатываемой компостной смеси, что немаловажно при больших объемах производства.

Первичный компост, используемый в качестве биологически активной добавки и сорбента влаги, готовят на основе мицелиальных отходов с добавлением носителя компостных микроорганизмов, например навоза, и сорбирующего избыточную влагу материала: торфа, опилок, соломы.

При этом количество добавки компоста в перерабатываемые мицелиальные отходы вводят до поддержания в них влажности не выше 75%. Смесь тщательно перемешивают и переработку отходов на компост ведут при температуре окружающего воздуха 20-30^oС.

По мере накопления компоста часть его отделяется, и компостирование осуществляется до полного удаления антибиотика в полученном продукте переработки, то есть добавку компоста в мицелиальные отходы или отходов в компост ведут до отсутствия антибиотика в полученном продукте переработки. После чего этот продукт вывозится, например, на поля как органическое удобрение. Оставшаяся часть компоста используется для утилизации следующих партий мицелиальных отходов.

Пример 1. Получение первичного компоста с использованием мицелиальных отходов производства гентамицина.

Смешивают мицелиальные отходы производства гентамицина (антибиотическая активность 18,30 мкг•см^-3, влажность 91%), опилки и подстилочный навоз в массовом соотношении 3:1:1 соответственно. Влажность смеси при этом составляет 74%. Компостирование проводят в открытой емкости при температуре окружающего воздуха (20-30)^oС в течение 2 недель. За это время содержание антибиотика в компосте снижается до 0,06 мкг•г^-1.

Пример 2. Компостирование мицелиальных отходов с использованием первой партии компоста в качестве биологически активного материала и сорбента избыточной влаги.

В полученный в примере 1 компост добавляют мицелиальные отходы производства гентамицина (антибиотическая активность 5,10 мкг•см^-3, влажность 90%) с таким расчетом, чтобы его влажность не превышала 75%. Так, при влажности компоста 70% и влажности мицелиальных отходов 90% на три части компоста берут одну часть мицелия. Смесь компостируют при тех же условиях, как указано в примере 1.

Через 3 недели наблюдения антибиотик в компосте отсутствует.

Снова добавляют мицелиальные отходы производства гентамицина (антибиотическая активность 18,00 мкг•см^-3, влажность 92%) в количестве около 10% от всей компостируемой массы, сохраняя влажность смеси не более 75%.

Через месяц компостирования количество антибиотика в компосте составляет 0,11 мкг•г^-1.
В этот компост добавляют еще партию мицелиальных отходов производства гентамицина (антибиотическая активность 12,30 мкг•см^-1, влажность 91%) в количестве около 15% от всей компостируемой массы, соблюдая условие сохранения влажности не более 75%. Компостирование проводят еще в течение месяца.

В полученном компосте (в общей сложности примерно через три месяца наблюдения) антибиотик отсутствует, содержание общего азота - 5,9%, гуминовых веществ - 7,2%, золы - 17,8%, влажность 67%.

Этот компост может быть использован для продолжения утилизации мицелиальных отходов или, например, как удобрение в сельском хозяйстве.

Пример 3. Компостирование мицелиальных отходов производства гентамицина с использованием компоста в качестве биологически активного материала и сорбента избыточной влаги.

Смешивают мицелиальные отходы производства гентамицина (антибиотическая активность 56,75 мкг•см^-3, влажность 90%) и компост, полученный в примере 2, в соотношении 1:2 соответственно. Влажность полученной смеси составляет 75%. Компостирование проводят в открытой емкости при температуре окружающего воздуха (20-30)^oС.

Через 3 недели содержание антибиотика в компосте составляет 0,12 мкг•г^-1.

Вновь добавляют мицелиальные отходы производства гентамицина (антибиотическая активность 22,00 мкг•см^-3, влажность 91%) в количестве примерно 1/6 от общей массы. Через два месяца компостирования остаточная концентрация антибиотика составляет 0,02 мкг•г^-1 и не обнаруживается через три месяца.

Содержание в компосте (через три месяца наблюдения) общего азота - 3,14%, гуминовых веществ - 4,8%, золы - 33,3%.

Источники информации
1. Крупчак В.Г. Утилизация клеточной биомассы микроорганизмов //Микробиологическая промышленность. - 1981. - 1 (175), - с.2-3.

2. Использование мицелиальных отходов производства медицинских препаратов /Л.В.Пономарева, М.И.Янкевич, В.И.Яковлев и др.// Антибиотики и химиотерапия. - 1990, - т. 35. - 2, - с.43-45.

3. Якубова А.Р., Лагунов В.М., Файнгольд З.Л. Исследование возможности получения сорбентов из мнцелиальных отходов производства антибиотиков // Антибиотики и химиотерапия. - 1995, - т. 40. - 5, - с.35-37.

4. Крымский М.В., Карпухин В.Ф. Малоотходная технология и охрана окружающей среды на предприятиях медпрома. - М.: Медицина, 1981.

5. ТУ 9296-001-00482080-93. Мицелий гентамицина сухой для пушного звероводства. - Введ. 06.06.94.

6. Проблемы утилизации мицелиальных масс при микробиологическом синтезе лекарственных средств: тезисы докладов всесоюзного симпозиума. М., 19-21 ноября 1975 г.

7. В.И.Аксенов, В.Ф. Ковалев. Антибиотики в продуктах животноводства. - М.: Колос, 1977.

8. Экологическая биотехнология / Пер. с англ. под ред. К.Ф.Форстера, Д. А.Вейза. - Л.: Химия, 1990.

9. Патент 02115637 (РФ).

Изобретение относится к процессам утилизации мицелиальных отходов производства антибиотиков и позволяет избавиться от остаточной антибиотической активности отходов. Продукт переработки находится в твердом состоянии и не подвержен загниванию. Обезвреживание мицелиальных отходов проводят путем компостирования с использованием замкнутого цикла. В качестве биологически активной добавки и сорбента избыточной влаги используют компост, образующийся в результате утилизации мицелиальных отходов с носителем компостных микроорганизмов. Данный способ утилизации не требует больших материальных затрат и прост в исполнении.

Способ утилизации мицелиальных отходов, включающий удаление из них остаточного содержания антибиотика путем компостирования отходов с биологически активными добавками и сорбентами влаги, отличающийся тем, что первичное компостирование мицелиальных отходов осуществляют с добавлением носителя компостных микроорганизмов, например, навоза и сорбирующего избыточную влагу материала: торфа, опилок, соломы, а затем в качестве биологически активной добавки и сорбента влаги используют компост в количестве, обеспечивающем влажность компостирующей смеси не выше 75%.