Способ утилизации мицелиальных отходов промышленности антибиотиков

 

Использование: медицинская промышленность, производство антибиотиков. Сущность изобретения: мицелиальные отходы, содержащие 5 - 25% органической добавки, обрабатывают навозным червем Eisenia foetida. Получают отходы мицелия, утилизированные червем и не содержащие антибиотики. Мицелиальный вермикомпост используют в сельском хозяйстве.

Изобретение относится к способам утилизации промышленных отходов, а именно мицелиальных отходов промышленности антибиотиков.

При производстве биосинтетических антибиотиков одним из отходов, вызывающим наибольшее количество проблем при утилизации, являются мицелиальные отходы.

Отработанный мицелий представляет собой отработанную микробную биомассу продуцентов антибиотиков (грибковую биомассу, актиномицеты, бактериальную биомассу), отличающуюся друг от друга в зависимости от вида антибиотика и способа обработки культуральной жидкости перед фильтрацией. Мицелий кроме биомассы продуцента может содержать такие токсические вещества, как формальдегид, кислоты, цетазол, антибиотики, а также различные наполнители (фосфат кальция, гидроокисль алюминия, сульфат кальция, гексацианоферрат железа, древесную муку).

При производстве антибиотиков на 1 т целевого продукта образуется около 10 т мицелиальных отходов. Известно использование мицелиальных отходов в строительной индустрии. Однако в этом случае используют предварительно обработанные мицелиальные отходы, что экономически невыгодно. Мицелиальные отходы являются богатым источником белковых веществ, углеводов, жиров, что делает привлекательным использованием мицелиальных отходов в сельском хозяйстве. Однако прямое использование мицелиальных отходов производства антибиотиков в сельском хозяйстве затруднительно в связи с остаточным содержанием антибиотиков, составляющим в различных производствах от 500 до 20000 ед активности на 1 г сухого вещества. При скармливании такого мицелия животным и птицам возможно накопление антибиотика в органах и тканях. Использование такого мяса в питании людей может вызвать аллергические заболевания, нарушение микрофлоры пищеварительного тракта (возникновение резистентных бактерий) и другие побочные явления. При непосредственном внесении мицелиальных отходов в почву не исключено их влияние на микрофлору почвы и возможное возникновение и распространение резистентных бактерий патогенной природы. По той же причине отходы, содержащие антибиотики, не пригодны для производства органических удобрений и компостов.

Известно использование навозных червей для утилизации бытовых и промышленных отходов с целью получения удобрения. Способ заключается в том, что к бытовым отходам после ферментации в течение нескольких месяцев добавляют компост, содержащий навозных червей [1] Использование навозных червей для утилизации мицелиальных отходов промышленности антибиотиков в литературе не описано.

Высокое остаточное содержание антибиотика, полупродуктов биосинтеза и распада антибиотиков в мицелиальных отходах не позволяло с очевидностью перенести известный прием (утилизация органических отходов с использованием червей) для утилизации мицелиальных отходов.

Известно, что мицелиальные отходы производства гидрохлорида тетрациклина получают обработкой культуральной жидкости соляной кислотой до рН 1,5-2,0, желтой кровяной солью с последующей фильтрацией на вакуум-барабанном фильтре с намывным слоем из древесной муки. Мицелий на фильтре промывают подкисленной до значения рН 1,7-1,9 водой, высушивают до 60-70% влажности и передают для использования в сельском хозяйстве как добавки к корму животных или захоранивают на свалке [2] Недостатком известного способа утилизации мицелиальных отходов является присутствие антибиотика в отходах.

Целью изобретения является получение отходов, не содержащих антибиотиков. Данные отходы могут быть использованы как удобрения.

Цель достигается тем, что обработку мицелиальных отходов с 5-25% органической добавки осуществляют с помощью навозного червя Eisenia foetida. В качестве органической добавки может быть использован коровий или свиной навоз, смесь навоза и соломы, опилки, бытовые отходы, листва деревьев и др.

Оказалось неожиданным при добавлении к мицелиальным отходам промышленности антибиотиков 5-25% органической добавки, полная утилизация антибиотиков из отходов. При использовании меньшего (чем 5%) количества органической добавки навозных червей частично погибает в мицелиальных отходах (и не утилизирует весь антибиотик), при использовании большего (чем 25%) количества органической добавки утилизация антибиотика осуществляется полностью, но уменьшается количество мицелиальных отходов, которые необходимо переработать.

Способ утилизации мицелиальных отходов промышленности антибиотиков заключается в том, что в смесь мицелиальных отходов с 5-25% органической добавки (коровий навоз, свиной навоз, опилки, смесь коровьего навоза с соломой и др. ) запускают во весь объем червя Eisenia foetida (из расчета 50-200 шт. на 1 кг смеси), по истечении определенного срока (20-30 сут) черви мигрируют в верхний слой толщиной до 10 см, который может быть удален и использован для повторного засева следующей партии мицелиальных отходов.

Установлено, что после трехкратного пассирования культура навозного червя не претерпевала изменений. Отходы мицелия, утилизированные червям не содержат антибиотика. Такие отходы могут быть использованы как удобрения в сельском хозяйстве или направлены на депонирование без ущерба для окружающей среды. По своему химическому составу мицелиальный вермикомпост превосходит навоз. Так, содержание гумуса в навозе 8,9% в вермикомпосте на основе пенициллина 11,7% на основе рибоксина 22,7% Высокий процент гумуса в компосте обеспечил и повышение содержания валовых форм азота и фосфора. При проведении микрополевых опытов с редисом и луком выяснилось, что внесение мицелиального вермикомпоста увеличивает выход сухой массы лука-пера и редиса по сравнению с внесением навоза. Вермикомпост повышает содержание общего азота в 1,5-2 раза по сравнению с действием навоза. В то же время содержание нитратов при применении мицелиального вермикомпоста оказалось ниже. Продукция, полученная на мицелиальных вермикомпостах оказалась экологически чистой.

П р и м е р 1. 1 кг Мицелиальных отходов производства олеандомицина, содержащего 800 ед/г антибиотика, смешивают с 0,12 кг коровьего навоза и 0,13 кг соломы (мицелиальные отходы с 25% органического компонента). На полученную смесь выпускают 80 особей красного калифорнийского червя Eisenia foetida andrei. Через 30 сут в нижнем слое смеси антибиотик отсутствует, а в верхнем слое количество антибиотика уменьшилось на 1/2 часть от первоначального количества. Черви мигрируют в верхний слой, толщина которого составляла до 6 см (1/20 всей массы).

П р и м е р 2. 100 кг Мицелия производства тетрациклина, содержащего 4000 ед/г антибиотика, смешивают с 5 кг навоза крупного рогатого скота и 0,1 кг соломы (мицелий с 5,1% органических добавок).

В смесь запускают 10000 особей червей Eisenia foetida. Через 28 дней в смеси в нижнем слое толщиной до 18 см отсутствует антибиотик и в верхнем слое толщиной до 10 см антибиотик составил до 1/2 части от первоначального количества, черви мигрируют в верхний слой, который удаляют и используют для засева следующей партии мицелиальных отходов. Отходы из нижнего слоя направляют в сельское хозяйство на депонирование.

П р и м е р 3. 10 кг Мицелия гризеофульвина, содержащего 500 мкг/г антибиотика, смешивают с 0,5 кг опилок (мицелий с 5% органической добавки), заселяют 1600 особями черви Eisenia foetida. Через 25 сут в нижней части смеси толщиной 12 см антибиотик отсутствует, в верхней части смеси толщиной до 8 см наличие антибиотика уменьшилось до 1/3 от первоначального количества. Верхний слой смеси вместе с червями использован для засева следующей партии мицелиальных отходов. Нижний слой смеси отправлен в сельское хозяйство на депонирование.

П р и м е р 4. В 100 кг мицелиального отхода производства фузидина, содержащего 800 ед/г фузидина, добавляют 100 кг мицелиального отхода производства рибоксина, 16 кг навоза крупного рогатого скота, 3 кг опавших листьев и 3 кг соломы (мицелий с 10% органической добавки). В полученную смесь заселяют 22000 особей черви Eisenia foetida. Через 23 сут в нижнем слое смеси толщиной 12 см не обнаружен фузидин и рибоксин, в верхнем слое толщиной до 8 см количество фузидина и рибоксина уменьшилось на 1/2 часть от первоначального количества, черви мигрировали в верхний слой смеси. Верхний слой смеси вместе с червями использован для засева следующей партии мицелиальных отходов нижний слой отправлен в сельское хозяйство на депонирование.

Переработанные таким образом мицелиальные отходы промышленности антибиотиков не содержат антибиотик, представляют собой гранулы почвы, которые могут быть использованы в сельском хозяйстве как удобрения или направлены на депонирование без ущерба для окружающей среды.

Формула изобретения

СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МИЦЕЛИАЛЬНЫХ ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ АНТИБИОТИКОВ, отличающийся тем, что мицелиальные отходы с 5 - 25% органической добавки подвергают обработке с использованием навозного червя Eisenia foetida.