连续树脂法分离林可霉素的新工艺研究

猱艺科枚
Journal of Green Science and Technology第16期2019年8月
连续树脂法分离林可霉素的新工艺研究
李昶志马文趟1,潘忠成",王卫富1,翁妍,李蒲曙
(1.陕西生物麦可罗科技有限公司，陕西渭南714200；
2.哈尔滨工程大学材料科学与化学工程学院，黑龙江哈尔滨150001)
摘要：指出了采用靳型XAD-2010极性大孔树脂和LX脱色树脂对林可霉素进行连续分离的方法，中间杂
质可以得到有效分离。

对新型XAD-2010极性大孔树脂和LX脱色树脂柱的吸附参数、解析参数进行了
考察，进一步对树脂的再生方法和参数进行了优化，确定了连续树脂法分离林可霉素各项工艺参数。

结果
表明：极性大孔树脂XAD-2010的理论最大吸附量92-79.6g/L,上柱吸附近饱容量在53〜43g/L,平均
洗脱率9&5%。

LX3#脱色树脂在酸性条件下，对酸解液的最大处理能力达到40BV以上，对浓缩液的处
理能力更高。

该工艺大孔树脂洗脱收率95%,脱色后收率92%,—次结晶总收率87.4%。

新工艺采用活性
炭、新型极性大孔树脂XAD-2010,LX弱碱性阴离子脱色树脂连续分离法可以有效分离林可霉素，有望完
全替代生产上的正丁醇萃取法。

关键词：林可霉素；极性大孔树脂；脱色树脂；连续树脂分离法
中图分类号:TQ923文献标识码：A文章编号：1674-9944(2019)16-0244-04
1引言
林可霉素(lincomycin)是一种高效广谱的碱性抗生素类药，林可霉素及其衍生物克林霉素对革兰氏阳性菌有较广的抗菌谱，临床上主要用于由葡萄球菌、化脓性链球菌、肺炎球菌及厌氧菌所致的感染以及骨髓炎等m。

国内生产林可霉素的分离工艺流程长且复杂，萃取过程使用大量的正丁醇，萃取率虽然高，但正丁醇回收能耗高，生产环境和水污染严重卬，成本高，环保问题无法有效解决「4~勺。

本试验利用新型极性大孔树脂XAD-2010和LX脱色树脂连续树脂法可以有效分离林可霉素，有望完全替代的正丁醇萃取法。

2材料与方法
2.1试验材料
本研究使用XAD-2010极性大孔吸附树脂和LX系列弱碱性阴离子脱色树脂，处理液为林可霉素陶瓷清液。

2.2试验方法
(1)大孔树脂分离性能考察:考察静态或动态吸附条件下进料速率、进料时间、进料体积以及洗脱剂、浓度对树脂分离性能的影响。

(2)脱色树脂性能考察:对三种脱色树脂的色素、蛋白去除效果以及产品的分离度进行考察。

(3)活性炭脱色参数：对活性炭的脱色pH值、温度、时间以及物料质量等工艺参数进行考察。

3试验结果
3.1大孔树脂XAD-2010分离性能试验
3. 1.1碱化液大孔树脂XAD-2010最大吸附容量
测定
由于碱化液中杂质比例较大，影响XAD-2010树脂的理论吸附量，为保证测定理论数据和生产实际数据的准确性，采取两种方案。

(1)使用0.2%的活性炭对陶瓷清液进行常温预处理0.5h,过滤后清液碱化至pH值为10.5-11.0,然后进行动态吸附试验，结果见表1。

(2)陶瓷清液不进行预处理,碱化至pH值为10.5〜11.0,进行动态吸附试验，结果见表2。

由表1和表2结果可见,XAD—2010的理论最大
表1大孔树脂试验最大容量测定结果
处理组树脂量
/mL
碱化液量
/mL
不同时间化测残留值总吸附量
/mg
单位吸附量
/(g/L)
3h6h12h
对照组02000.580.580.56// 1202000.0500116058 2152250.1010.0630.056117979 3102000.1610.1370.1292092
收稿日期=2019-07-08
基金项目：陕西省科技厅重点研发项目(编号：2O18ZKC-173)；陕西省科技厅重点平台建设项目(编号：2O19-PT-15),渭南科技局重大项目(编号:ZDYF-SFGG-17-zsg)
作者简介:李昶志(1989—),男，助理工程师，研究方向为发酵工艺及自动化。

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李昶志，等：连续树脂法分离林可霉素的新工艺研究生物与化工
表2大孔树脂生产最大容量测定结果
处理组树脂量
/mL
碱化液量
/mL
不同时间化测残留值总吸附量
/mg
单位吸附量
/(g/L)
3h6h12h
对照组02000.580.580.56// 1202000.0780.0630.049106253.1 2152250.810.0680.051105870.6 3102000.2180.1990.18279679.6
吸附容量92g/L,生产最大容量79.6g/L,根据生产实际情况推算，实际上柱吸附容量达到近饱和，可能达到50〜53g/L。

3.1.2洗脱剂浓度对XAD-2010树脂分离效果的
影响
由图1结果可见，0.02—0.03mol/L的盐酸溶液解析效果接近，无论在峰值，还是洗脱面积上，分离效果明显高于0.01mol/L盐酸溶液。

D.OilUdl.L L
图1不同浓度盐酸溶液的效价洗脱曲线
3.1.3洗脱流速对XAD-2010树脂分离效果的影响
树脂量为25mL,洗脱剂为0.03mol/L盐酸，流速为0.5-1BV/h洗脱。

由图3和图4结果可见,低流速0.4〜0.6BV/h变速洗脱效果明显优于恒速洗脱和高流速洗脱。

图2恒速(lBV/h)洗脱过程的分离曲线
+I'JOD450—I",股艸、—21；OEM30-^2■:湖9平'
图中1号柱洗脱流速1—0.6BV/h,2号柱洗脱流速0.6-0.4 BV/h
图3变速洗脱条件下的分离曲线3.1.4XAD-2010树脂生产性能稳定性测定
按照以下工艺进行稳定性试验。

(1)吸附及解析工艺：树脂量为25mL,使用未预处理碱化液,上柱吸附流速2BV/h,至出口效价少量泄露，停止进料，水洗流速2〜4BV/h,然后用0.1mol/L 氨水前期处理，进料流速1〜2BV/h,解析剂为0.03 mol/L盐酸,流速为0.5-1BV/h洗脱。

(2)再生工艺：1mol/L氨水或氢氧化钠溶液2倍体积，中间水洗1次，再进1mol/L氨水或氢氧化钠溶液2倍体积，进完碱后浸泡1〜3h,水洗至出口无色即可，准备进料。

按照设定工艺，连续上柱16批模拟生产条件进行试验试验，整体上吸附量稳定1000-1150mg之间，树脂平均吸附容量在43g/L,吸附稳定性高；洗脱率91% -103%,平均洗脱率9&5%,高于单柱进料，这可能和部分试验的低效价物料作为下批次前期酸性洗脱剂，对洗脱率造成周期性影响有关。

3.2LX系列脱色树脂分离性能试验
3.2.1三种LX脱色树脂分离性能结果
由表3结果可见，三种LX树脂在不同处理条件下，树脂在中性和酸性再生条件下转型后，杂质去除率明显较高。

考虑再生的实际操作，中性再生效率偏低不在考虑，酸性条件下LX1井和3井对效价的吸附率较低，作为备选树脂进行下一步试验。

由表4结果可见,LX3#的处理能力明显高于LX1 #，且效价吸附率由于料液处理体积的增加，下降较快。

3.2.2LX-3#脱色树脂上柱分离试验
由表5结果可见，进一步的工艺优化,LX-3#脱色树脂上柱分离效果明显，处理浓缩液效果杂质去除率无明显下降，效价损失率进一步下降。

3.3活性炭处理工艺
3.3.1pH对活性炭处理效果的影响
从图5结果可见，在较低的pH值1.5〜2.0范围色素及蛋白去除率较高，处理后样液透光率低(最高83.5%),仍然含有大量蛋白、色素及其它杂质，发酵液
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2019年8月绿色科技第16期
量较大，所需活性炭总量较大，效价损失量较大。

因此，
对活性炭处理可以安排在杂质含量较低的步骤，可以达
到明显的除杂效果和较低的收率损失。

表3三种LX脱色树脂在不同处理条件下的分离性能
处理树脂
处理方法酸解杂质去效价吸
组编号液量除率/%附率/% 1LX-1#弱碱盐一纯水10BV54.0510.09 2LX—2#弱碱盐一纯水10BV62.1613.26 3LX-3tf弱碱盐一纯水10BV72.9727.38 4LX-1#2mol/L盐酸一水10BV59.46&65 5LX-2#2mol/L盐酸一水10BV83.7846.11 6LX-3#2mol/L盐酸一水10BV83.7813.54 7LX—1#2mol/L碱一水10BV35.1453.89 8LX-2#2mol/L碱一水10BV62.1653.31 9LX-3#2mol/L碱一水10BV64.8616.14
表4酸解液量对脱色树脂性能的影响
处理树脂
处理方法酸解杂质去效价吸
组编号液量除率/%附率/% 1LX-1#2mol/L盐酸一水20BV20.000
2LX—1#2mol/L盐酸一水30BV 6.670
3LX—1#2mol/L盐酸一水40BV20.000
4LX-3#2mol/L盐酸一水30BV46.6710.42 5LX-3#2mol/L盐酸一水40BV60.007.82
表5LX3#树脂在不同物料条件下分离效果
处理组工艺步骤体积倍数
杂质一步
去除率/%
效价损失
率/%
1酸解液浓缩20倍800BV//
0.5%活性炭处理40BV85.52 1.86
上柱脱色40BV87.590.56 2浓缩50倍2000BV//
0.5%活性炭处理40BV56.98 1.06
上柱脱色40BV66.280.39
图中40°C,活性炭0.2g,25mL陶瓷清液,200r/min处理0.5h 图5pH值对活性炭除杂效率的影响
3.3.2处理时间对活性炭处理效果的影响
由图6结果可见，活性炭处理过程随着时间的延长杂质去除率有一定升高，但是提高效率相对放缓，而效价损失率快速上升。

因此,0.5h的处理时间完全可以达到处理效果。

3.3.3效价单位对活性炭处理效果的彩响
由图7结果可见，物料浓缩倍数对活性炭的处理效果有明显影响，可浓缩6倍左右，杂质去除率和效价收率两方面数据基本达到稳定。

»O.ili Ih.
图中40活性炭0.2g,25mL碱化液，200r/min,pHl.87图6活性炭处理时间对处理效果的影响
+应虑击陽耶/k—鐵白去除用八♦如卅收孚图中洗脱液化测值1.1,浓缩一定倍数后,P H1.5-1.6,按体积加入0.8%活性炭处理0.5h
图7洗脱液浓缩单位对活性炭处理效果的影响
3.4工艺稳定性验证
按照以下工艺流程：10L碱化液一大孔树脂分离—活性炭脱色一脱色树脂处理一浓缩一结晶一烘干，大孔树脂洗脱收率95%,脱色后结晶收率92%,总收率87.4%;成品结晶外观颗粒均匀，光泽较好，检测林可霉素A含量为98.8%,B组分含量为1.2%,产品质量达到CP2015药典要求。

4结论
(DXAD-2010极性大孔树脂性能：理论最大吸附容量92g/L,生产最大容量79.6g/L,根据生产实际情况推算，实际上柱吸附容量达到近饱和，可能达到50~ 53g/L。

(2)XAD-2010极性大孔树脂生产工艺：吸附流速2BV/h,水洗流速2〜4BV/h,然后用0.1mol/L氨水前期处理，进料流速1〜2BV/h,解析剂为0.03mol/L 盐酸,流速为0.5-1BV/h洗脱;平均吸附容量在43g/ L,连续生产吸附量稳定性高，洗脱率91%〜103%,平均洗脱率98.5%。

(3)LX3#酸性条件处理后，洗脱液的最大处理能力达到40BV,浓缩液最大处理能力800BV。

(4)活性炭对低pH值1.5〜2.0物料的处理能力最佳，二次脱色对浓缩6倍洗脱液的杂质去除率和效价收率两方面数据基本达到稳定。

(5)按照以下工艺流程：10L碱化液一大孔树脂分离一活性炭脱色一脱色树脂处理一浓缩一结晶一烘干，
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李昶志，等：连续树脂法分离林可霉素的新工艺研究生物与化工
大孔树脂洗脱收率95%,脱色后结晶收率92%,总收率87.4%;成品结晶外观颗粒均匀，光泽较好，检测林可霉素A含量为98.8%,B组分含量为1.2%,产品质量达到CP2015药典要求。

参考文献：
口］国家药典委员会.中华人民共和国药典［S］.北京：中国医药科技出版社,2005:531.
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(6)；415〜417.
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Study on New Process of Lincomycin Separation by Continuous Resin Method Li Changzhi1,Ma Wenyan1,Pan Zhongcheng1,2,Wang Weifu1,Weng Jing1,Li Pumin1
(1.Shaanxi Microbe Biotechnology Co.,Ltd.Weinan, Shaanxi,7U2Q0,China；2.School of Material Science
and Chemical Engineering,Harbin Engineering University,Harbin,Heilongjiang150001,China) Abstract:A new polar macroporous resin XAD—2010and LX decolorizing resin were used for continuous separation of lincomycin,and the intermediate impurities could be effectively separated.Methods：The adsorption parameters and analytical parameters of the new XAD—2010polar macroporous resin and LX decolorizing resin column were in­vestigated.The regeneration methods and parameters of the resin were further optimized to determine the various technological parameters of the continuous resin separation of lincomycin.Results:The theoretical maximum adsorp­tion capacity of polar macroporous resin XAD—2010is92to79.6g/L.The upper column suction capacity is between 53and43g/L,and the average elution rate is98.5%.Under the acid condition,the maximum treatment capacity of LX3井decolorizing resin to acid hydrolysate is more than40EV,and the treatment capacity of concentrated solution is higher.The elution yield of macroporous resin was95%；the yield after decolorization was92%and the total yield of primary crystallization was87.4%.The new process of continuous separation by active carbon,new polar macro­porous resin XAD—2010and LX weak alkali anion decolorization resin can effectively separate lincomycin,which is expected to replace the n—butanol extraction method in production completely.
Key words:lincomycin；polar macroporous resin；decolorizing resin；continuous resin separation process
(上接第243页)
2.2.5CAN L对电源(正极)短路
当任一分采集器出现出现CANL对电源(正极)短路故障时，可导致整个CAN网络无法通信，与CAN总线相连的分采集器均无法上传数据，采集软件中相关要素显示缺测。

当输入电压为13.8V时，用万用表测得CAN H对地电压约为13.5V,CAN L对地电压约为13.8V o
2.3CAN L与CAN H导线互相接反
当任一分采集器出现CAN L与CAN H导线互相接反这种故障时，一般情况下，接错的那个分采集器将无法通信，其他分采集器的通信不受影响。

遇到这种情况时,可在断电的情况下用万用表电阻档测量分采集器和主采集器CAN L(CAN H)是否在同一路径上。

和供电线多由同一根多芯电缆担负，并且多芯电缆埋于地沟或管道中，隐蔽不易察看，因鼠咬、损毁、腐蚀等出现短路、断路的情况时有发生。

当出现采集软件中由CAN总线网络负责通信的气象要素无数据显示时，按上述所列方法检查线路，一般很快就可排除故障。

参考文献：
口］中国气象局气象探测中心•新型自动气象站实用手册［M］.北京：气象出版社,2016.
［2］中国气象局监测网络司.气象仪器和气象方法指南［M］.6版•北京:气象出版社,2005.
［3］新型自动站现场总线CAN的研究及维护方法［J］.气象研究与应用,2016(4).
［4］自动气象站原理与测量方法［M］.北京:气象出版社,2004.
3CAN故障总结
实际应用中各分采集器与主采集器的CAN总线
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