原料藥生產(chǎn)工藝的研究資料及文獻(xiàn)資料

1、目錄頁碼1. 制備路線22. 制備工藝22.1發(fā)酵22.1.1. MISB-2培養(yǎng)基的組成及培養(yǎng)條件22.1.2. MIIB-7培養(yǎng)基的組成22.1.3. MFIB-14培養(yǎng)基的組成及培養(yǎng)條件32.1.4. 接種體的準(zhǔn)備32.1.5. 菌種的生長或預(yù)發(fā)酵32.1.6 .發(fā)酵罐422分離提取52.2.1. 用轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)過濾發(fā)酵液52.2.2. 吸附與洗脫52.2.2.1. 樹脂吸附52.2.2.2 .樹脂塔的洗脫5222.3. 樹脂再生52.2.3. 提取52.2.3.1. 第一次萃取52.2.3.2 .活性炭處理62.2.3.3. 第二次萃取62.2.3.4. MIBK的精制”62.2.3

2、.5.IRC50-600L樹脂的再生一”一一62.2.3.6 .塔內(nèi)活性炭的更換62.2.4. 結(jié)晶72.2.4.1. 第一次結(jié)晶72.2.4.2 .第二次結(jié)晶7*2.2.4.3.第三次結(jié)晶73. 工藝流程圖.84. 原材料來源95. 三廢初步治理方案96. 參考文獻(xiàn)一一一.9克拉維酸鉀生產(chǎn)工藝(ProductionProcessOfCVH)第3頁共9頁克拉維酸鉀生產(chǎn)工藝的研究資料及文獻(xiàn)資料1制備路線發(fā)酵液中的鏈霉菌棒狀體通過發(fā)酵合成克拉維酸，屬于胞外的次級代謝。通過一系列的步驟：結(jié)晶的固體從發(fā)酵液中游離出來；加入助濾劑，通過旋轉(zhuǎn)真空過濾器過濾去除菌絲體；通過強(qiáng)陰離子交換樹脂對濾液的吸附和洗脫

3、；酸性條件下的液-液萃取，將活性組分萃取到有機(jī)相中；活性炭純化；從有機(jī)相萃取到胺鹽水相中；胺鹽固體的結(jié)晶；胺鹽的重結(jié)晶和鉀鹽的結(jié)晶得產(chǎn)品。2制備工藝2.1發(fā)酵2.1.1. MISB-2培養(yǎng)基的組成及培養(yǎng)條件MISB-2*微量元素溶液糊精硫酸銨磷酸氫二鉀硫酸鎂氯化鈉氯化鈣蒸餾水pH7.0瓊脂將上述組分混勻，加入試管中，每支加10ml,用棉花塞塞住試管口。然后120C滅菌20分鐘。斜面試管的接種完成以后，在溫度28C，相對濕度為40%的條件下培養(yǎng)7天，然后查看斜面上灰綠色菌落(微生物孢子)的生長情況,然后將它們保存在大約4C的條件下一個月左右。當(dāng)上述菌落塊顯示出最佳生產(chǎn)效果時，用斜面種子進(jìn)行第二次

4、發(fā)酵試驗(yàn)。將余下的1/2大小的菌落塊懸浮于3毫升的TritonX-100中，將懸浮溶液調(diào)勻后，分別取0.1ml接入4支裝有MISB-2培養(yǎng)基的斜面試管中，在溫度為28C的情況下培養(yǎng)7天。2.1.2. MIIB-7培養(yǎng)基的組成MIIB-7玉米糊精黃豆粉磷酸二氫鉀三油酸甘油酯蒸餾水在室溫條件下，按照上面的順序，加入上述各成分至最終體積的一半，不斷地?cái)嚢?，?0%的KOH將pH調(diào)至7.0，然后用蒸餾水補(bǔ)足至規(guī)定的體積。用塞好棉花塞并用牛皮紙包好，121C滅菌15分鐘，然后冷卻至室溫。它們最好在接下去的一個星期內(nèi)使用。2.1.3. MFIB-14培養(yǎng)基的組成及培養(yǎng)條件MFIB-14*微量元素溶液MOP

5、S玉米糊精黃豆粉磷酸二氫鉀醋酸鈉三油酸甘油酯蒸餾水按照上述順序，加入各組分，并不斷搖拌。用30%的KOH將pH調(diào)至7.0。塞好棉花塞并用牛皮紙包好，121C滅菌15分鐘，并冷卻至室溫。第二次發(fā)酵試驗(yàn)：將斜面試管中的抱子懸浮在6毫升TritonX-100溶液中，取0.5ml懸浮液接入250ml裝有50mlMIIB-7培養(yǎng)基的搖瓶中。在溫度25C，轉(zhuǎn)速250RPM的條件下，培養(yǎng)48小時。在下次接種之前，測pH,菌絲含量（3000RPM離心10分鐘），檢查氨基氮、可溶性磷酸鹽。取上述菌液1.5ml接入250ml裝有50mlMFIB-14培養(yǎng)基的搖瓶中，共接6瓶。將搖瓶稱重，然后放入搖瓶機(jī)培養(yǎng)，溫度為

6、25C，2瓶為一組，分別培養(yǎng)4天、5天、6天。培養(yǎng)結(jié)束后，根據(jù)蒸發(fā)損失情況調(diào)整重量，測pH和菌絲濃度（4000RPM離心10分鐘）。同時測定下述殘留物質(zhì)：氨基氮，用HPLC法測定克拉維酸含量。當(dāng)分析結(jié)果表明兩次發(fā)酵測試均有較好的生產(chǎn)能力時，將菌種冷凍干燥保存在液氮中。2.1.4. 接種體的準(zhǔn)備準(zhǔn)備10LMIIB-7培養(yǎng)基用于菌種的培養(yǎng)，將它們放入2L的錐形搖瓶中（裝量為1L）。錐形搖瓶配件包括硅膠塞，軟管和接種針（供后面接種使用）。接種方法如下：向斜面抱子內(nèi)加入玻璃球和6ml的TritonX-100溶液并充分振蕩，制備抱子懸浮液。用上述抱子懸浮液接種，并按照下述條件進(jìn)行培養(yǎng)：溫度28C，相對濕

7、度40%，轉(zhuǎn)速250RPM。培養(yǎng)大約48小時。此時菌絲體就可以用于初級發(fā)酵。然而，為避免接種的搖瓶過多增加染菌的可能性，可將有較高生產(chǎn)能力的接種物搖瓶（無菌，配有硅膠塞，軟管和接種針）先在層流柜內(nèi)合并，再接種。2.1.5. 菌種的生長或預(yù)發(fā)酵準(zhǔn)備3.6m3IBG-2-1培養(yǎng)基放入指定的預(yù)發(fā)酵培養(yǎng)基配置容器內(nèi)，培養(yǎng)基的組成如下：IBG-2-1Grs/L黃豆粉20.0玉米淀粉20.0三油酸甘油酯1.0消沫劑1.0磷酸鈉0.4脫鹽水適量克拉維酸鉀生產(chǎn)工藝(ProductionProcessOfCVH)第4頁共9頁將pH調(diào)至8.5，加入工藝用水到一個適當(dāng)?shù)捏w積。將上述培養(yǎng)基轉(zhuǎn)移到預(yù)發(fā)酵罐中進(jìn)行滅菌。滅

8、菌條件是121C,35分鐘，并需要攪拌。培養(yǎng)基經(jīng)滅菌以后，冷卻至28C。按照之前敘述的方法，準(zhǔn)備10L的接種物進(jìn)行接種，將搖瓶中的菌絲體用蠕動泵逐一輸送至接種裝置。接種以后，預(yù)發(fā)酵的的溫度28C，頂部壓力為1atm,通氣量為1.8m3/min(0.5v/v/min)。攪拌槳外周的速度在2m/s左右。培養(yǎng)周期應(yīng)穩(wěn)定在36-40小時之間。當(dāng)預(yù)發(fā)酵液的生長情況達(dá)到向發(fā)酵罐轉(zhuǎn)移的條件，在無菌的條件下完成將預(yù)發(fā)酵罐中的預(yù)發(fā)酵液向發(fā)酵罐的轉(zhuǎn)移。2.1.6. 發(fā)酵罐在適當(dāng)?shù)呐囵B(yǎng)基配置容器內(nèi)配置36m3lBF-2-1培養(yǎng)基，培養(yǎng)基的組成如下：IBF-2-1Grs/L黃豆粉40玉米淀粉19三油酸甘油酯1消沫劑1

9、硫酸鎂0.2氯化鐵0.028氯化鋅0.005氯化銅0.005氯化錳0.005氯化鈣0.1飲用水適量按順序加入上述各組分至培養(yǎng)基配置容器中，并不斷攪拌。此時將pH調(diào)至5.5。加入適量的工藝用水。培養(yǎng)基配置完以后，馬上轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐進(jìn)行滅菌。滅菌條件是121C，45分鐘。然后，將發(fā)酵培養(yǎng)基冷卻至25C。在接種前，用氨水將pH調(diào)至7.0；可溶性磷酸鹽的水平調(diào)至500mg/L。然后，在無菌空氣壓力的作用下，預(yù)發(fā)酵液被轉(zhuǎn)移至發(fā)酵罐內(nèi)，發(fā)酵周期開始。發(fā)酵應(yīng)在25C，0.5atm壓力下，通氣量為36m3/min，保證一定的攪拌速度，但渦輪的周邊轉(zhuǎn)速不應(yīng)超過4.2m/s，同時保證溶氧不低于20%。發(fā)酵過程中，補(bǔ)

10、加氨水將pH控制在6.8，并補(bǔ)加磷酸二氫鈉(NaH2PO4.H2O)溶液，甘油和三油酸甘油酯。發(fā)酵過程中要進(jìn)行的分析項(xiàng)目：pH：發(fā)酵開始時，以后每8小時一次。菌絲含量：發(fā)酵開始時，以后每8小時一次粘度：可溶性磷酸鹽：發(fā)酵開始時，以后每8小時一次，直至40小時后，每24小時一次。氨基氮：發(fā)酵開始時，以后每24小時一次。為了檢查生產(chǎn)水平，從約36小時開始，每24小時，測定一次發(fā)酵液中克拉維酸的含量，若需要，可增加測定次數(shù)。為了檢查發(fā)酵液是否染菌，應(yīng)進(jìn)行如下無菌檢查：滅菌以后，接種以后，每隔24小時?？死S酸鉀生產(chǎn)工藝(ProductionProcessOfCVH)第10頁共9頁2.2. 分離提取2

11、.2.1. 用轉(zhuǎn)鼓真空過濾機(jī)過濾發(fā)酵液用乙酸將收集的發(fā)酵液的pH調(diào)至5左右。然后加入助濾劑，通過轉(zhuǎn)鼓真空式過濾器過濾。收集濾液。2.2.2. 吸附與洗脫2.2.2.1. 樹脂吸附用陰離子樹脂SA11A對濾液進(jìn)行吸附，樹脂填充在兩根樹脂柱內(nèi)，總體積為4400L，每根樹脂柱的體積分別為2200L。塔內(nèi)樹脂再生后的活化形式為醋酸鹽，從柱的上方用水洗脫，水的用量為2v/v，流速為1v/v，洗脫至洗脫液的pH在4-5之間。將發(fā)酵液濾液以每小時3v/v的流速從上往下注入樹脂柱，此時，克拉維酸代替了樹脂中的醋酸離子,吸附在樹脂上。吸附時間約為5小時。樹脂被發(fā)酵液濾液飽和后，從上至下用水沖洗樹脂塔，水的用量為

12、1v/v，流速為每小時2v/v。2.2.2.2. 樹脂塔的洗脫當(dāng)發(fā)酵液濾液的吸附完成后，用1M的NaCl溶液，以每小時0.5v/v的流速，從上至下洗脫克拉維酸，此時，Cl離子取代了樹脂中的克拉維酸，克拉維酸進(jìn)入洗脫液。洗脫時間大約需要10小時。2.2.2.3. 樹脂再生樹脂塔內(nèi)樹脂的再生和準(zhǔn)備如下： 水洗 4%NaOH溶液洗滌 水洗 1M的醋酸溶液洗滌 1M醋酸浸泡2.2.3. 提取2.2.3.1. 第一次萃取在酸性條件下，將克拉維酸活性物質(zhì)從水相轉(zhuǎn)移至非水相(MIBK,4-甲基-2-戊酮)。在溫度0-5C的情況下，用硫酸將pH調(diào)至2.0左右。酸化的洗脫液和溶媒的混合物進(jìn)入第一萃取器，進(jìn)行混合

13、和萃取，同時進(jìn)行相分離。含有全部克拉維酸活性成分的有機(jī)相進(jìn)入下一步工藝。抽提后的洗脫液中含有少量的MIBK，送入溶媒回收系統(tǒng)。2.2.3.2. 活性炭處理用活性炭除去富溶媒中的雜質(zhì)。2.2.3.3. 第二次萃取通過加入叔丁胺的MIBK溶液，將有機(jī)相中的克拉維酸抽提至水相。一開始先用約500L的水,然后水溶液循環(huán)進(jìn)行萃取。這個過程可以通過用HPLC法測定效價進(jìn)行很好的控制。由于產(chǎn)物非常不穩(wěn)定且容易降解，所以溫度必須控制在0-5C之間，pH約為5.0,2.2.3.4. MIBK的精制第二步萃取以后的廢MIBK,在再使用于第一次萃取前，通過IRC-50陽離子樹脂柱，除去其中殘留的叔丁胺(tBA)。2

14、.2.3.5. IRC50-600L樹脂的再生 用氮?dú)獯蹈蓸渲瑢IBK送入溶媒回收系統(tǒng)。 用適量的水沖洗，將MIBK與水的混合液送入溶媒回收系統(tǒng)。 用氮?dú)獯蹈?，將MIBK與水的混合液送入溶媒回收系統(tǒng)。 用1.5N的鹽酸溶液處理樹脂，流出液送入廢水處理系統(tǒng)。 用水洗樹脂塔，直到流出液pH為中性。 用氮?dú)獯蹈?，尾氣排入溶媒回收系統(tǒng)。 向樹脂塔內(nèi)加入適量丙酮，靜置30分鐘。 用氮?dú)獯蹈?，含丙酮的尾氣排入溶媒回收系統(tǒng)。 向樹脂塔內(nèi)加入適量MIBK，尾氣排入溶媒回收系統(tǒng)。 用氮?dú)獯蹈伞?向樹脂塔內(nèi)裝入MIBK，備用。2.2.3.6. 廢活性炭的處理在活性炭攪拌結(jié)束進(jìn)行過濾，必須按下列步驟除去富MIB

15、K中的活性炭： 過濾經(jīng)過過濾器進(jìn)行過濾，過濾完畢用壓縮空氣吹干活性炭中的富MIBK。加入適量MIBK，洗滌過濾器，洗滌結(jié)束用壓縮空氣吹干活性炭中的MIBK。過濾結(jié)束向富MIBK罐加入適量的水洗滌過濾器中的活性炭，洗滌液排入溶媒回收系統(tǒng)，洗滌結(jié)束用壓縮空氣吹干活性炭中的洗滌液。 打開過濾器進(jìn)行卸炭。2.2.4.結(jié)晶2.2.4.1. 第一次結(jié)晶在室溫條件下，加入大約40倍體積的，經(jīng)過濾器過濾的丙酮，叔丁胺-富水形成結(jié)晶。懸浮液在0-5C的條件下靜置8小時。產(chǎn)品通過3個配有完全不銹鋼的25pm篩孔板的真空壓力過濾器進(jìn)行過濾；為了得到均勻的厚度，材料應(yīng)分布在三個過濾器上；過濾器上有一個過濾盤子，盤子上

16、有孔徑為25pm大小的篩孔，為了獲得相同厚度產(chǎn)品，物料分布在3個過濾器中，如果母液中還含有產(chǎn)品，將母液重新送回加料罐，直到完全透明為止。將母液送去回收丙酮。過濾的時間為40分鐘，最后干燥時間30分鐘。用大約660L的丙酮洗滌每一個過濾器，同時用氮?dú)獯蹈?，洗滌后的廢液和吹干的尾氣排入溶媒回收系統(tǒng)。如果含水量超過0.7%，需再用丙酮洗滌。操作人員將濕產(chǎn)品放入托盤內(nèi)。干燥過程在壓力為100torr以下，溫度約于25C的條件下進(jìn)行。干燥物按規(guī)定應(yīng)包裝在有標(biāo)簽的塑料袋中，放入室外廠房冷藏，每袋的重量不應(yīng)超過15kg。2.2.4.2. 第二次結(jié)晶將經(jīng)過稱重后的干燥的鹽叔丁胺（tBA）溶解在水/異丙醇混合溶

17、液中，溶液過濾以后，過濾裝置要用350L的異丙醇洗滌。當(dāng)加入溫度為0-5C的冷的丙酮時，30分鐘以后產(chǎn)生結(jié)晶。丙酮的用量是水/異丙醇混合溶液體積的4倍。將懸浮液冷卻至0-5C。攪拌1.5小時。為達(dá)到均勻的厚度，將懸浮液分布在3個過濾器（配有孔徑為25pm的篩孔板）內(nèi)過濾，將來自于過濾器的丙酮/異丙醇/水混合溶液送至溶媒回收系統(tǒng)。如果母液仍然含有產(chǎn)品，將母液重新送回加料罐，再次過濾直到母液完全透明為止。過濾的時間為2小時。干燥需30分鐘。每個過濾器用400L的丙酮清洗，用氮?dú)獯蹈?，除去殘留的溶媒，殘留的溶媒用氮?dú)獯蹈?。如果產(chǎn)物的含水量超過0.7%，需再用丙酮洗滌。操作人員將濕的產(chǎn)品放至托盤中，在

18、溫度為25C的條件下真空干燥。當(dāng)干燥工作結(jié)束以后，按照規(guī)定將其包裝在貼有標(biāo)簽的塑料袋中。放入外部廠房冷藏，每袋的重量不應(yīng)超過10Kg。2.2.4.3. 第三次結(jié)晶第二次結(jié)晶得到的鹽稱重后溶解在水/異丙醇溶液中，該溶液過濾后，過濾裝置需用0.23m3的異丙醇洗滌，然后在20-25C的條件下，再加入3.5m3的異丙醇。在20-25C條件下，在20-30分鐘的時間內(nèi)，向水與異丙醇的混合液中加入2-乙基己酸鉀（2-EHK）。200L的異丙醇溶液中2-乙基己酸鉀（2-EHK）為124Kg。在0-5C，攪拌的情況下，結(jié)晶46小時。為了達(dá)到均勻的厚度，將鉀鹽分布在3個真空過濾器（配有孔徑為25pm的篩孔板）

19、內(nèi)過濾。母液送入溶媒回收系統(tǒng)。但若母液中有產(chǎn)品，應(yīng)將母液重新送回加料罐，再次過濾直到母液完全透明為止。用870L的丙酮洗滌過濾器，并吹干。如果產(chǎn)品中的含水量超過1%，需再用適量丙酮進(jìn)行洗滌。操作人員將產(chǎn)品放入托盤中，在25C條件下真空干燥8.5小時。包裝后放入室外廠房冷藏，每袋的重量不應(yīng)超過10kg。3工藝流程圖母液母液母液廢菌絲+助濾劑廢濾液-WWT預(yù)洗脫液+后洗脫液-WWT廢洗脫液-WWT廢活性炭廢MIBK-最終產(chǎn)品溶煤回收溶煤回收溶煤回收4 中間體控制發(fā)酵控制pH為6.80.3。提取第一次萃取溫度05C,pH1.50.5；第二次萃取溫度05C，pH5.50.5。干燥溫度252C。5 原材料來源品名來源黃豆粉E.B.S玉米淀粉E.B.S三油酸甘油酯UNIQEMA消沫劑INSPECNaH2PO4.1H2OALBRICHT-WILSONMgSO4.7H2OBITTERSALTZFeCl3