紅霉素生產(chǎn)工藝.ppt

1、b,1,紅霉素發(fā)酵工藝,生物093班 第四組,b,2,一：發(fā)酵工藝 二：提煉工藝 三：結(jié)晶工藝 四：廢水處理 五：改進(jìn)提取工藝,b,3,一：發(fā)酵 菌種保藏方法有砂土保藏和冷凍干燥保藏。 保藏菌種斜面培養(yǎng)基一級(jí)種子罐二級(jí)種子罐發(fā)酵罐,b,4,種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過(guò)搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種過(guò)程。,b,5,接種方法：壓力差法 發(fā)酵周期： 一級(jí)種子罐48h，溫度32-34，罐壓0.04MPa 二級(jí)種子罐28h，溫度28-32，罐壓0.04MPa 三級(jí)發(fā)酵罐160h，溫度322 ，罐壓0.02-0.04MPa

2、在一級(jí)、二級(jí)時(shí)采用實(shí)消滅菌，在三級(jí)發(fā)酵時(shí)先罐空消料連消二級(jí)種子移入,b,6,種子罐,b,7,發(fā)酵罐,b,8,發(fā)酵培養(yǎng)基最適合的碳源為蔗糖、其次為葡萄糖、淀粉、糊精。生產(chǎn)上常用葡萄糖和淀粉為混合碳源，效果與使用葡萄糖相似。 氮源的代謝對(duì)紅霉素合成影響很大，當(dāng)適于菌體生長(zhǎng)的氮源耗盡時(shí)，菌體才停止生長(zhǎng)并迅速合成紅霉素。紅霉素生產(chǎn)中一般都用有機(jī)氮源，其中以黃豆餅粉、玉米漿為最佳。由于黃豆餅粉菌時(shí)泡沫較多，故一、二級(jí)種子罐及后期補(bǔ)料用部分花生餅粉代替，但全用花生餅粉則最終產(chǎn)品會(huì)出現(xiàn)帶會(huì)現(xiàn)象。在發(fā)酵培養(yǎng)基中加少量硫酸銨，可促進(jìn)菌絲生長(zhǎng)。,b,9,丙酸是紅霉內(nèi)脂合成紅霉素的三中產(chǎn)物之一合成的前體物質(zhì)，但丙酸

3、對(duì)菌絲生長(zhǎng)有抑制作用，所以發(fā)酵時(shí)以丙醇為發(fā)酵前體物質(zhì)，丙醇在發(fā)酵時(shí)對(duì)菌絲的毒性作用相對(duì)較小，對(duì)pH的影響也較小，代謝穩(wěn)定，發(fā)酵單位和產(chǎn)品質(zhì)量都較高。此外，正丙醇除了起前體作用外，還是紅色糖多孢菌中乙酰CoA合成的誘導(dǎo)物。 在無(wú)機(jī)元素中，鐵離子抑制紅霉素的合成。,b,10,發(fā)酵過(guò)程中如需補(bǔ)料，可通過(guò)如下裝置進(jìn)行,b,11,由于產(chǎn)紅霉素 的生產(chǎn)菌為好 氧型，故發(fā)酵 過(guò)程中需通入 無(wú)菌空氣，空 氣經(jīng)過(guò)粗濾和 精濾后通入發(fā) 酵罐中，空氣 流量通過(guò)左圖 進(jìn)行調(diào)控,b,12,二：提煉,發(fā)酵液預(yù)處理之前通過(guò)料管道先進(jìn)行預(yù)處理（絮凝劑）之后通入板框過(guò)濾機(jī)過(guò)濾,b,13,壓濾機(jī)工作原理： 壓濾機(jī)用于固體和液體的

4、分離。與其它固液分離設(shè)備相比，壓濾機(jī)過(guò)濾后的泥餅有更高的含固率和優(yōu)良的分離效果。固液分離的基本原理是：混合液流經(jīng)過(guò)濾介質(zhì)（濾布），固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過(guò)濾泥餅。而濾液部分則滲透過(guò)濾布，成為不含固體的清液。,b,14,隨著過(guò)濾過(guò)程的進(jìn)行，濾餅過(guò)濾開(kāi)始，泥餅厚度逐漸增加，過(guò)濾阻力加大。過(guò)濾時(shí)間越長(zhǎng)，分離效率越高。特殊設(shè)計(jì)的濾布可截留粒徑小于1m的粒子。壓濾機(jī)除了優(yōu)良的分離效果和泥餅高含固率外，還可提供進(jìn)一步的分離過(guò)程：在過(guò)濾的過(guò)程中可同時(shí)結(jié)合對(duì)過(guò)濾泥餅進(jìn)行有效的洗滌。從而有價(jià)值的物質(zhì)可得到回收并且可以獲得高純度的過(guò)濾泥餅。,b,15,板框過(guò)濾，收集濾液，濾液通過(guò)管道輸入收集罐中

5、，之后通過(guò)下圖設(shè)備進(jìn)行兩級(jí)逆流萃取，使紅霉素從水相轉(zhuǎn)移到溶媒相。,碟片式 高效離心機(jī),b,16,碟式離心機(jī)是立式離心機(jī)的一種，轉(zhuǎn)鼓裝在立軸上端，通過(guò)傳動(dòng)裝置由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)而高速旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)鼓內(nèi)有一組互相套疊在一起的碟形零件-碟片。碟片與碟片之間留有很小的間隙。懸浮液（或乳濁液）由位于轉(zhuǎn)鼓中心的進(jìn)料管加進(jìn)轉(zhuǎn)鼓。 當(dāng)懸浮液（或乳濁液）流過(guò)碟片之間的間隙時(shí)，固體顆粒（或液滴）在離心機(jī)作用下沉降到碟片上形成沉渣（或液層）。沉渣沿碟片表面滑動(dòng)而脫離碟片并積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)直徑最大的部位，分離后的液體從出液口排出轉(zhuǎn)鼓。碟片的作用是縮短固體顆粒（或液滴）的沉降間隔、擴(kuò)大轉(zhuǎn)鼓的沉降面積，轉(zhuǎn)鼓中由于安裝了碟片而大大進(jìn)步了分

6、離機(jī)的生產(chǎn)能力。積聚在轉(zhuǎn)鼓內(nèi)的固體在分離機(jī)停機(jī)后拆開(kāi)轉(zhuǎn)鼓由人工清除，或通過(guò)排渣機(jī)構(gòu)在不停機(jī)的情況下從轉(zhuǎn)鼓中排出。,b,17,三：結(jié)晶,向溶媒相加入NaSCN,使紅霉素以硫氰酸紅霉素形式結(jié)晶出來(lái)，之后經(jīng)過(guò)烘干，再溶解在丙酮中，然后結(jié)晶即可得到產(chǎn)品紅霉素 硫 氰 酸 紅 霉 素,b,18,溶媒結(jié)晶指的是原料藥最后純化的方法。比如說(shuō)對(duì)于頭孢類(lèi)原料藥，如果注明溶媒結(jié)晶就是指原料藥最后的純化步驟是通過(guò)溶解度的差異（比如藥物在同一種溶劑中由于溫差帶來(lái)的溶解度變化；或者由于混合溶劑中的溶劑比例改變帶來(lái)的極性差異引起的溶解度變化），先將原料藥制成溶液，再調(diào)節(jié)以上性質(zhì)使之析出（比如說(shuō)先將原料藥溶于水，再向其中加

7、入有機(jī)溶劑，使得藥物溶解度變小而析出），這樣的純化手段稱之為溶媒結(jié)晶。,b,19,硫氰酸鈉萃取法,b,20,硫氰酸鈉法工藝說(shuō)明： 發(fā)酵液放罐后，經(jīng)堿化和絮凝處理后，用板框過(guò)濾，濾液再用復(fù)合溶媒萃取，溶媒相加入硫氰酸鈉和冰醋酸，使硫氰酸紅霉素結(jié)晶出來(lái)，晶體經(jīng)過(guò)洗滌、烘干，既得硫氰酸紅霉素。,b,21,四、廢水處理,在早期主要采用“混合稀釋?zhuān)偕幚怼钡奶幚矸椒?，現(xiàn)多采用“預(yù)處理厭氧好氧”的處理方法，如下圖：,b,22,紅霉素提取工藝中常用到的工藝是板框過(guò)濾加溶媒萃取萃取的老工藝，此工藝一般實(shí)際收率可以在7580之間，但由于生產(chǎn)中需要么消耗大量的硫酸鋅和溶媒，菌渣處理困難，造成提取成本昂貴，污染

8、較大，企業(yè)生產(chǎn)成本居高不下，競(jìng)爭(zhēng)力日益下降。,b,23,超濾法整合了膜技術(shù)、連續(xù)離子交換技術(shù)以及EA技術(shù)，可大大降低紅霉素提取成本，減少?gòu)U水排放、提高產(chǎn)品質(zhì)量。 超濾法采用超濾膜、樹(shù)脂以及納濾膜技術(shù)來(lái)濃縮和純化紅霉素料液，替代了原有的板框萃取來(lái)濃縮料液的工藝，可以明顯的降低紅霉素生產(chǎn)成本，再結(jié)合新工藝的后續(xù)純化措施，可有效的提高紅霉素產(chǎn)品的質(zhì)量，提高產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力。,b,24,超濾法工藝流程,b,25,首先發(fā)酵液放罐后，用堿調(diào)節(jié)pH到8，加入0.03%甲醛溶液，進(jìn)行超濾過(guò)濾；膜超濾出來(lái)的濾液已經(jīng)剔除了大分子顆粒及蛋白，再經(jīng)過(guò)連續(xù)離子交換樹(shù)脂脫色和進(jìn)一步純化后，用納濾膜進(jìn)行濃縮，當(dāng)濃縮液效價(jià)達(dá)到20000u/ml，進(jìn)后工藝處理，而納濾透析液可以返