青霉素生设备

CIP清洗设备流程图
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优点有：
a、清洗可任意选定； b、酸碱浓度在线显示补偿 c、液位可自动控制补偿 d、清洗程序可任意设定记录。 e、实现系统故障报警
筛选设备
发酵工厂原料中混入的杂质，如沙土、杂草、磁金属 等，不除去，会降低原料的出品率，过度磨损设备，使设 备发生故障，严重影响设备的工作效能，有些杂质会堵塞 管道和阀门使生产瘫痪，所以除去杂质对生产及其重要。
空气过滤介质与设备：要求除菌效率高，耐受高温高 压，不易被油水污染，阻力小，成本低，易更换。常用的 介质有棉花、活性炭、玻璃棉、超细比例纤维纸、石棉滤 板等。 纤维及颗粒介质过滤器：圆筒形，直径2.5～3m。孔 径10～15mm。空气从下方进入，上方引出。常用介质棉 花、玻璃纤维、活性炭等。空气流速0.2～0.3m/s。可作 为总过滤器。总过滤器每月灭菌一次。应该有备用过滤器， 灭菌时交换使用。 实验室采用一级过滤器，生产规模设置二、三级过滤 器，第一级为总过滤器，二、三级为分过滤器。
抗生素生产的成套设备组成 与 青霉素生产流程及各设备的选型要求。
抗生素的生产
抗生素发酵及 提取精制 工业生产方法 及总的工艺
菌种来源
抗生素生产菌 的菌种
菌种优化
其最为关键的就是生产设备
抗生素生产的 成套设备
发酵液的过滤
板框过滤机
鼓式真空过滤机
发酵液的过滤
自动出渣离心机
倾析器
青霉素提取
青霉素提纯工艺流程简图
培养基灭菌设备
培养基灭菌是指从培养基中杀灭有生活能力的细菌营 养体及其孢子，或从中将其除去。工业规模的液体培养基 通常采用灭菌的方法除去杂菌，实验室所用的培养基也可 采用过滤的方法除去杂菌。培养基灭菌的方式有两种：分 批灭菌和连续灭菌。分批灭菌也叫做实消法，是指将培养 基置于发酵罐中用蒸汽加热达到预定灭菌温度后维持一段 时间，再冷却到发酵温度，然后接种发酵。它这种灭菌不 需要其他设备。连续灭菌也叫连消法，是指配置好的培养 基在向发酵罐输送的同时即进行加热、保温和冷却三个过 程。液体培养基的连续灭菌设备一般在由配料罐、泵、连 消塔、维持罐和喷淋冷却器组成的连消设备中进行。
(3)萃取 青霉素的提取采用溶媒萃取法。青霉素游离 酸易溶于有机溶剂，而青霉素盐易溶于水。利用 这一性质，在酸性条件下青霉素转入有机溶媒中， 调节pH，再转入中性水相，反复几次萃取，即可 提纯浓缩。选择对青霉素分配系数高的有机溶剂。 所得滤液多采用二次萃取，用10%硫酸调 pH2.0~3.0，加入醋酸丁酯，用量为滤液体积的三 分之一，反萃取时常用碳酸氢钠溶液调pH7.0~8.0。 在一次丁酯萃取时，由于滤液含有大量蛋白，通 常加入破乳剂防止乳化。第一次萃取，存在蛋白 质，加0.05-0.1%乳化剂PPB。 萃取条件：为减少青霉素降解，整个萃取过程应 在低温下进行（10 ℃以下）。萃取罐冷冻盐水冷 却。
（1）预处理 发酵液结束后，目标产物存在于发酵液中，而且 浓度较低，如抗生素只有10－30Kg/m3，含有大 量杂质，它们影响后续工艺的有效提取，因此必 须对其进行的预处理，目的在于浓缩目的产物， 去除大部分杂质，改变发酵液的流变学特征，利 于后续的分离纯化过程。是进行分离纯化的一个 工序。
（2）过滤 发酵液在萃取之前需预处理，发酵液加少量絮凝 剂沉淀蛋白，然后经真空转鼓过滤或板框过滤， 除掉菌丝体及部分蛋白。青霉素易降解，发酵液 及滤液应冷至10 ℃以下，过滤收率一般90%左右。 ①菌丝体粗长10µm，采用鼓式真空过滤机过 滤，滤渣形成紧密饼状，容易从滤布上刮下。滤 液pH6.27-7.2，蛋白质含量0.05-0.2%。需要进一 步除去蛋白质。 ②改善过滤和除去蛋白质的措施：硫酸调节 pH4.5-5.0，加入0.07%溴代十五烷吡啶PPB， 0.7%硅藻土为助滤剂。再通过板框式过滤机。滤 液澄清透明，进行萃取。
空气压缩及除菌设备
空气除菌就是除去或杀灭空气中的微生 物。常用的除菌方法有介质过滤、辐射、 化学药品、加热、静电吸附等。制药工业 过程所需的无菌空气要求甚高，用量大， 故要选择运行可靠、操作方便、设备简单、 节省材料和减少动力消耗的有效除菌方法。
空气过滤除菌的工艺流程
空气预处理与设备
• • 采风塔：在工厂的上风头，高度一般在20m左右，设计流速 8m/s。可建在空压机的屋顶上。 粗过滤器：安装在空压机吸入口前，前置过滤器。作用是截留空气中 较大的灰尘，保护压缩机，减轻总过滤器的负担，也能起到一定除菌 作用。介质为泡沫塑料(平板式)或无纺布(折叠式)，流速0.1－0.5m/s。 要求是阻力小，容灰量大。 空气压缩机：作用是提供空气流动的动力。常用往复式、螺杆式、涡 轮式空压机。 空气贮罐：消除压缩空气的脉动，用于往复式空压机。螺杆和涡轮式 提供均匀连续空气可省去。设置在空压站附近。 冷却器：空气压缩机出口气温一般在120℃，必需冷却。在潮湿季节， 除湿。空气冷却器的传热系数为105W/(m2· ℃)。采用双程或四程结构， 两级串联使用。第一级循环水冷却，第二级低温水(9℃)冷却。设置在 发酵车间外。压缩空气每经过1m管道，温度下降0.5～1.0℃。
无菌水设备
此设备为发酵提供了所需的无菌水要求，使发酵的无菌纯度达到很高的水平。 选择生产此设备厂家为上海伟宙轻工机械有限公司生产的ZTRO—M系列医药 反渗透纯水设备。
清洗设备
设备、管道的清洗与灭菌是制药工业生产和实验研究的基础性工作，也是 提高产品质量最关键的技术措施。清洗和灭菌的目的就是要尽可能的去除生产 过程中的管道和设备内壁生产的污物，消除腐败微生物对生物制药工业生产和 实验研究的威胁。 现在对于清洗的方法有将设备拆卸下来清洗或半机械化清洗，现在最常见的 清洗方法是CIP清洗。其清洗机理可以是机械能，即采用一定冲击强度的水流 洗刷的方法；也可采用化学能，使用酸性（或碱性）清洗剂，使污物疏松、崩 裂或溶解，从而脱离附着表面；还可以使热能，即提高清洗的温度，加快化学 反应速度。
(4)脱色 萃取液中添加活性炭，除去色素、热源，过滤，除去活性 炭。 (5)结晶 萃取液一般通过结晶提纯。青霉素钾盐在醋酸丁酯中溶解 度很小，在二次丁酯萃取液中加入醋酸钾-乙醇溶液，青 霉素钾盐就结晶析出。然后采用重结晶方法，进一步提高 纯度，将钾盐溶于KOH溶液，调pH至中性，加无水丁醇， 在真空条件下，共沸蒸馏结晶得纯品。 直接结晶：在2次乙酸丁酯萃取液中加醋酸钠－乙醇溶液 反应，得到结晶钠盐。加醋酸钾－乙醇溶液，得到青霉素 钾盐。 共沸蒸馏结晶：萃取液，再用0.5 M NaOH萃取，pH6.44.8下得到钠盐水浓缩液。加2.5倍体积丁醇，16－26℃， 0.67-1.3KPa下蒸馏。水和丁醇形成共沸物而蒸出。钠盐 结晶析出。结晶经过洗涤、干燥后，得到青霉素产品。
1—筛框； 2—筛网； 3—摇杆； 4—连杆； 5—偏心轴
发酵培养基中的一些原料进行配料前，需通过筛选设备进行处理， 这样保证了发酵的正常进行，对设备有良好的保护作用。
粉碎设备
锤式粉碎机、辊式粉碎机、齿爪式粉碎机、湿式粉碎 机、球磨机、超微粉碎机等。利用机械力的方法克服固体 物料内部凝聚力达到使之破碎的单元操作。粉碎的目的是 将固体物料破碎成细小颗粒，以备进一步加工使用，如将 薯类、玉米、小麦等粉碎而得到某种粒度的原料，进而将 其分离制取淀粉。粉碎机械的选择一般是根据被粉碎物料 的硬度、大小、物料的性质以及操作方法来选择合适的粉 碎机械。
1,3—辊子；2—固体物料； 4—机架； 5—弹簧；6—活动轴； 7—固定轴承 双辊式粉碎机
球磨机结构
1—进料口；2—轴承； 3—端盖；4—圆筒体； 5—大齿圈；6—出料口
混合设备
对于培养基的混合，是保证培养基营养成分均匀的一项重 要工作。可供选择的混合设备有:回转型和固定型混合设 备。 槽式混合机
1—混合槽；2—螺带； 3—固定轴；4—机架
输送设备
生产发酵工厂中，为提高劳动生产率、减轻 劳动强度、缩短生产周期，要求生产过程连续进 行，组成自动生产线。物料在一组设备上完成工 序加工后，再由连续运输机械将其运送到另一组 设备上进行下一个工序加工，甚至有时直接就在 连续运输机上进行各种加工，这就使连续运输机 械成为工业自动化的一个重要环节。 根据输送对象主要的输送设备分：固体物料 输送设备，液体输送设备和其他输送设备。
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油水分离与设备：除去空气中油和水，保护过滤介质。 旋风分离器和丝网除沫器两类。 旋风分离器，利用 离心沉降原理。结构简单，阻力小，分离效率高。压缩空 气的速度15～25m/s，切线方向进入旋风分离器，在环隙 内做圆周运动，水滴或固体颗粒被甩向器壁，而收集。完 全除去20µm以上离子，对10µm离子的分离效率为60～ 70%。 丝网除沫器：利用惯性拦截原理。对1µm以上的雾滴 除去率98%。 空气加热设备：空气相对湿度仍然为100%，需要降 到70%以下，才能进入空气过滤器。列管式换热器，空气 走管程，蒸汽走壳程。套夹式加热器，空气走管程，蒸汽 走夹套