紅霉素生產工藝.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：結晶工藝 四：廢水處理 五：改進提取工藝,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)基一級種子罐二級種子罐發(fā)酵罐,b,4,種子擴大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管中處休眠狀態(tài)的生產菌種接入試管斜面活化后，再經過搖瓶及種子罐逐級擴大培養(yǎng)而獲得一定數量和質量的純種過程。,b,5,接種方法：壓力差法 發(fā)酵周期： 一級種子罐48h，溫度32-34，罐壓0.04MPa 二級種子罐28h，溫度28-32，罐壓0.04MPa 三級發(fā)酵罐160h，溫度322 ，罐壓0.02-0.04MPa

2、在一級、二級時采用實消滅菌，在三級發(fā)酵時先罐空消料連消二級種子移入,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。 氮源的代謝對紅霉素合成影響很大，當適于菌體生長的氮源耗盡時，菌體才停止生長并迅速合成紅霉素。紅霉素生產中一般都用有機氮源，其中以黃豆餅粉、玉米漿為最佳。由于黃豆餅粉菌時泡沫較多，故一、二級種子罐及后期補料用部分花生餅粉代替，但全用花生餅粉則最終產品會出現(xiàn)帶會現(xiàn)象。在發(fā)酵培養(yǎng)基中加少量硫酸銨，可促進菌絲生長。,b,9,丙酸是紅霉內脂合成紅霉素的三中產物之一合成的前體物質，但丙酸

3、對菌絲生長有抑制作用，所以發(fā)酵時以丙醇為發(fā)酵前體物質，丙醇在發(fā)酵時對菌絲的毒性作用相對較小，對pH的影響也較小，代謝穩(wěn)定，發(fā)酵單位和產品質量都較高。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合成的誘導物。 在無機元素中，鐵離子抑制紅霉素的合成。,b,10,發(fā)酵過程中如需補料，可通過如下裝置進行,b,11,由于產紅霉素 的生產菌為好 氧型，故發(fā)酵 過程中需通入 無菌空氣，空 氣經過粗濾和 精濾后通入發(fā) 酵罐中，空氣 流量通過左圖 進行調控,b,12,二：提煉,發(fā)酵液預處理之前通過料管道先進行預處理（絮凝劑）之后通入板框過濾機過濾,b,13,壓濾機工作原理： 壓濾機用于固體和液體的

4、分離。與其它固液分離設備相比，壓濾機過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：混合液流經過濾介質（濾布），固體停留在濾布上，并逐漸在濾布上堆積形成過濾泥餅。而濾液部分則滲透過濾布，成為不含固體的清液。,b,14,隨著過濾過程的進行，濾餅過濾開始，泥餅厚度逐漸增加，過濾阻力加大。過濾時間越長，分離效率越高。特殊設計的濾布可截留粒徑小于1m的粒子。壓濾機除了優(yōu)良的分離效果和泥餅高含固率外，還可提供進一步的分離過程：在過濾的過程中可同時結合對過濾泥餅進行有效的洗滌。從而有價值的物質可得到回收并且可以獲得高純度的過濾泥餅。,b,15,板框過濾，收集濾液，濾液通過管道輸入收集罐中

5、，之后通過下圖設備進行兩級逆流萃取，使紅霉素從水相轉移到溶媒相。,碟片式 高效離心機,b,16,碟式離心機是立式離心機的一種，轉鼓裝在立軸上端，通過傳動裝置由電動機驅動而高速旋轉。轉鼓內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）由位于轉鼓中心的進料管加進轉鼓。 當懸浮液（或乳濁液）流過碟片之間的間隙時，固體顆粒（或液滴）在離心機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而脫離碟片并積聚在轉鼓內直徑最大的部位，分離后的液體從出液口排出轉鼓。碟片的作用是縮短固體顆粒（或液滴）的沉降間隔、擴大轉鼓的沉降面積，轉鼓中由于安裝了碟片而大大進步了分

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

7、入有機溶劑，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晶。,b,19,硫氰酸鈉萃取法,b,20,硫氰酸鈉法工藝說明： 發(fā)酵液放罐后，經堿化和絮凝處理后，用板框過濾，濾液再用復合溶媒萃取，溶媒相加入硫氰酸鈉和冰醋酸，使硫氰酸紅霉素結晶出來，晶體經過洗滌、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，再生化處理”的處理方法，現(xiàn)多采用“預處理厭氧好氧”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濾加溶媒萃取萃取的老工藝，此工藝一般實際收率可以在7580之間，但由于生產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)生產成本居高不下，競爭力日益下降。,b,23,超濾法整合了膜技術、連續(xù)離子交換技術以及EA技術，可大大降低紅霉素提取成本，減少廢水排放、提高產品質量。 超濾法采用超濾膜、樹脂以及納濾膜技術來濃縮和純化紅霉素料液，替代了原有的板框萃取來濃縮料液的工藝，可以明顯的降低紅霉素生產成本，再結合新工藝的后續(xù)純化措施，可有效的提高紅霉素產品的質量，提高產品的競爭力。,b,24,超濾法工藝流程,b,25,首先發(fā)酵液放罐后，用堿調節(jié)pH到8，加入0.03%甲醛溶液，進行超濾過濾；膜超濾出來的濾液已經剔除了大分子顆粒及蛋白，再經過連續(xù)離子交換樹脂脫色和進一步純化后，用納濾膜進行濃縮，當濃縮液效價達到20000u/ml，進后工藝處理，而納濾透析液可以返