从发酵液中提取青霉素第一组精品PPT课件
合集下载
青霉素的提取工艺ppt课件
生产原理：
发酵液的预处理
发酵液中的杂质很多，其中对提取影响最 大的高价无机离子（钙，镁，铁离子等）和 蛋白质。因此要先除杂。 1.单级萃取：包括一个混合器和一个分离器。 料液F和溶剂S加入混合器中经接触达到平衡 后，用来分离得到的萃取液F和萃余液R。 2.多级错流萃取：料液经萃取后，萃余液在 于新鲜萃取剂接触，在进行萃取。此方法萃 取较完全。 3.多级逆流萃取：在第一级中加入料液，并 逐渐向下一级移动，而在最后一级中加入萃 取液，并逐级向前一级移动。
提取过程中洗涤用水
青霉素G
36.0
9.8
0.0
10.4
中空纤维更新液膜提取工艺经济效益评价
优点： (1) 提取效率高、产量大：新工艺提取青霉素G总收率约 为 80%。 (2) 萃取剂损失量较少：新工艺中采用的混合萃取剂均微 溶于水，其损失量小于发酵滤液量的1.0%。 (3) 后续处理简单：新工艺所采用萃取剂 （7%DOA+30%异辛醇+煤油）中的3 种物质均微溶 于水，完成提取过程后，只需经过简单的分相处理即可重 复利用。 (4) 过程能耗低：可在常温条件下操作，可极大减少能量 消耗。且不需要对循环使用的萃取剂进行蒸馏提纯以及对 萃余液中的溶剂进行蒸馏回收过程，故能耗大大降低。
化学式
青霉素 化学本质：盐酸巴氨西林。其化学名 为1-乙氧甲酰乙氧6-〔D(-)-2-氨基-2-乙 酰氨基〕青霉烷酸盐酸盐。 分子式：C16H18N3O4S· HCl 分子量：384.5 青霉素它不能耐受耐药菌株(如耐药金葡)所 产生的酶，易被其破坏，且其抗菌谱较窄， 主要对革兰氏阳性菌有效。青霉素G有钾盐、 钠盐之分，钾盐不仅不能直接静注，静脉滴 注时，也要仔细计算钾离子量，以免注入人 体形成高血钾而抑制心脏功能，造成死亡。
作业：青霉素钠盐制备的PPT幻灯片
3、发酵液和滤液应冷至10摄氏度一下，贮罐、管道和滤 布应定期用蒸汽消毒。
五、萃取
1、根据青霉素在各种pH下的稳定性、在乙酸丁酯及水中的 分配系数以及青霉素的PKa值，控制pH在1.8~2.2之间。
2、将发酵液酸化至pH2.0，加 1/3体积的乙酸丁酯混合后分 离，得到一次丁酯萃取液；然后以pH6.8~7.4碳酸钠缓冲液将青 霉素从乙酸丁酯中萃取到缓冲液中；再用10%硫酸调制pH2.0， 将青霉素从缓冲液中再次转入乙酸丁酯中，达到二次丁酯萃取液 。
2、结晶液经过滤得青霉素钠盐湿晶体，用适当浓度的丁醇、 乙酸乙酯洗涤、分离，得洗后湿晶体。再在90~95摄氏度、 10mmHg压强真空干燥8~10h得到干燥粉末。
3、干燥粉末经40摄氏度左右进行凉粉，便可制成青霉素钠 盐成品了。
谢谢！
二、制备原理
青霉素是产黄青霉菌在一定的培养条件下产生的。生产种经孢 子培养，将孢子悬浮液接入种子灌，经一级或二级扩大培养后，移 入发酵罐培养。在适当的培养基、温度、pH、通气及搅拌条件下培 养6~7天，培养时要根据需要补加营养成分、前体物质和消沫剂等， 发酵结束时发酵液中含有高单位的青霉素。
发酵液经适当的预处理，过滤得到滤液，再经萃取法提取。 青霉素提取液经脱色、脱水、无菌过滤、结晶等步骤得到青霉 素晶体，根据需要课余i制成青霉素钾盐、青霉素钠盐、青霉素普鲁 卡因盐。晶体经洗涤、过筛、干燥，得到青霉素成品。 因青霉素不稳定，整个提取和精制过程应在低温下快速进行。
霉素钾。青霉素是抗菌素的一种，是指
从青霉菌培养液中提制的分子中含有青
霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细
胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，
是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。
青霉素学式
青霉素 化学本质：盐酸巴氨西林。其化学名为 1-乙氧甲酰乙氧6-〔D(-)-2-氨基-2-乙酰氨基〕 青霉烷酸盐酸盐。
五、萃取
1、根据青霉素在各种pH下的稳定性、在乙酸丁酯及水中的 分配系数以及青霉素的PKa值，控制pH在1.8~2.2之间。
2、将发酵液酸化至pH2.0，加 1/3体积的乙酸丁酯混合后分 离，得到一次丁酯萃取液；然后以pH6.8~7.4碳酸钠缓冲液将青 霉素从乙酸丁酯中萃取到缓冲液中；再用10%硫酸调制pH2.0， 将青霉素从缓冲液中再次转入乙酸丁酯中，达到二次丁酯萃取液 。
2、结晶液经过滤得青霉素钠盐湿晶体，用适当浓度的丁醇、 乙酸乙酯洗涤、分离，得洗后湿晶体。再在90~95摄氏度、 10mmHg压强真空干燥8~10h得到干燥粉末。
3、干燥粉末经40摄氏度左右进行凉粉，便可制成青霉素钠 盐成品了。
谢谢！
二、制备原理
青霉素是产黄青霉菌在一定的培养条件下产生的。生产种经孢 子培养，将孢子悬浮液接入种子灌，经一级或二级扩大培养后，移 入发酵罐培养。在适当的培养基、温度、pH、通气及搅拌条件下培 养6~7天，培养时要根据需要补加营养成分、前体物质和消沫剂等， 发酵结束时发酵液中含有高单位的青霉素。
发酵液经适当的预处理，过滤得到滤液，再经萃取法提取。 青霉素提取液经脱色、脱水、无菌过滤、结晶等步骤得到青霉 素晶体，根据需要课余i制成青霉素钾盐、青霉素钠盐、青霉素普鲁 卡因盐。晶体经洗涤、过筛、干燥，得到青霉素成品。 因青霉素不稳定，整个提取和精制过程应在低温下快速进行。
霉素钾。青霉素是抗菌素的一种，是指
从青霉菌培养液中提制的分子中含有青
霉烷、能破坏细菌的细胞壁并在细菌细
胞的繁殖期起杀菌作用的一类抗生素，
是第一种能够治疗人类疾病的抗生素。
青霉素学式
青霉素 化学本质：盐酸巴氨西林。其化学名为 1-乙氧甲酰乙氧6-〔D(-)-2-氨基-2-乙酰氨基〕 青霉烷酸盐酸盐。
青霉素 ppt课件
5
青霉素衍生物
why：
青霉素性质不稳定，可降解为青霉噻唑酸和青霉烯酸。前 者还可聚合成青霉噻唑酸聚合物，此聚合物极易与多肽和 蛋白质结合成青霉噻唑酸蛋白，它为一种速发型的致敏原， 是青霉素产生过敏反应的最主要原因。
类型：
青霉素衍生物是指人工合成的，耐酸耐霉的药物，代表药 物有氨苄西林.苯唑西林.阿莫西林等
无菌水制成悬浮液，接入灭菌培养基 种子培养液
苯乙酸前体的培养基 中
通入无菌空气 搅拌 在27℃培养24~28h
通入无菌空气，搅拌， 在27℃下培养7天
注：在发酵过程中需补入苯乙酸前体及适量的培养基。
提取精制：青霉素发酵液 冷却，过滤 滤液萃p取H2机～内2用.5醋酸丁酯进行多级逆流萃取
丁酯萃取液
转入pH7.0～7.2的缓冲液中 转入丁酯中
7
苯唑青霉素
对产青霉素酶葡萄球菌具有良好抗菌活性,对各种链球菌及不产青霉素酶 的葡萄球菌抗菌活性则逊于青霉素G。苯唑西林通过抑制细菌细胞壁合成 而发挥杀菌作用。
8
阿莫西林（羟氨苄青霉素）
抗菌谱及抗菌活性与氨苄西林基本相同，但杀菌作用较后者强而迅 速，但不能用于脑膜炎的治疗。本品耐酸，在胃肠道吸收好，且不 受食物影响.
9
青霉素 Penicillin
1
来源
1928年 亚历山大·弗莱明（1881年—1955年），英国细菌学家，生物化学家，微生物 学家 金黄色球菌中的青霉菌 青霉烷能抑制病菌细胞种发酵：产黄青霉 菌
接种于固体培养基 25℃培养7~10天
青霉菌孢子培养物 接种到已灭菌的含有
6
氨苄青霉素
抗菌谱与青霉素相似，对青霉素敏感的细菌效力较低，对草绿色链球菌 的抗菌作用与青霉素相仿或略强。对白喉杆菌、破伤风杆菌和放线菌其 效能基本和青霉素相同。对肠球菌及李司忒菌的作用则优于苄青霉素。 对耐药葡萄球菌及其它能产生青霉素酶的细菌均无抗菌作用。对革兰阴 性菌有效，但易产生耐药性。本品主要用于敏感菌所致的泌尿系统、呼 吸系统、胆道、肠道感染以及脑膜炎、心内膜炎等。主要用于伤寒、副 伤寒的治疗；也用于泌尿道、呼吸道感染。
青霉素衍生物
why：
青霉素性质不稳定，可降解为青霉噻唑酸和青霉烯酸。前 者还可聚合成青霉噻唑酸聚合物，此聚合物极易与多肽和 蛋白质结合成青霉噻唑酸蛋白，它为一种速发型的致敏原， 是青霉素产生过敏反应的最主要原因。
类型：
青霉素衍生物是指人工合成的，耐酸耐霉的药物，代表药 物有氨苄西林.苯唑西林.阿莫西林等
无菌水制成悬浮液，接入灭菌培养基 种子培养液
苯乙酸前体的培养基 中
通入无菌空气 搅拌 在27℃培养24~28h
通入无菌空气，搅拌， 在27℃下培养7天
注：在发酵过程中需补入苯乙酸前体及适量的培养基。
提取精制：青霉素发酵液 冷却，过滤 滤液萃p取H2机～内2用.5醋酸丁酯进行多级逆流萃取
丁酯萃取液
转入pH7.0～7.2的缓冲液中 转入丁酯中
7
苯唑青霉素
对产青霉素酶葡萄球菌具有良好抗菌活性,对各种链球菌及不产青霉素酶 的葡萄球菌抗菌活性则逊于青霉素G。苯唑西林通过抑制细菌细胞壁合成 而发挥杀菌作用。
8
阿莫西林（羟氨苄青霉素）
抗菌谱及抗菌活性与氨苄西林基本相同，但杀菌作用较后者强而迅 速，但不能用于脑膜炎的治疗。本品耐酸，在胃肠道吸收好，且不 受食物影响.
9
青霉素 Penicillin
1
来源
1928年 亚历山大·弗莱明（1881年—1955年），英国细菌学家，生物化学家，微生物 学家 金黄色球菌中的青霉菌 青霉烷能抑制病菌细胞种发酵：产黄青霉 菌
接种于固体培养基 25℃培养7~10天
青霉菌孢子培养物 接种到已灭菌的含有
6
氨苄青霉素
抗菌谱与青霉素相似，对青霉素敏感的细菌效力较低，对草绿色链球菌 的抗菌作用与青霉素相仿或略强。对白喉杆菌、破伤风杆菌和放线菌其 效能基本和青霉素相同。对肠球菌及李司忒菌的作用则优于苄青霉素。 对耐药葡萄球菌及其它能产生青霉素酶的细菌均无抗菌作用。对革兰阴 性菌有效，但易产生耐药性。本品主要用于敏感菌所致的泌尿系统、呼 吸系统、胆道、肠道感染以及脑膜炎、心内膜炎等。主要用于伤寒、副 伤寒的治疗；也用于泌尿道、呼吸道感染。
10.4青霉素提取精制工艺过程ppt课件
4
微生物制药工艺及反应器（第十章）
⑵ 提取
10℃以下 pH值1.8-2.2 加1/3体积BA
1．二次滤液 ———————————————
卧式离心机（POD）分离
————→一次醋酸丁酯（BA）萃取液（青霉素）
5
微生物制药工艺及反应器（第十章）
10℃以下 pH值6.8～7.4
2．一次（BA）萃取液————————————
卧式离心机（POD）分离
————→NaHCO3缓冲溶液（青霉素）
6
微生物制药工艺及反应器（第十章）
10℃以下 10%H2SO4 调pH2.0
3． NaHCO3缓冲溶液————————————
再加1/3体积BA
————→二次（BA）萃取液（青霉素）
7
微生物制药工艺及反应器（第十章）
⑶ 脱色
萃取液中添加活性炭，除去色素、热源，过滤除去 活性炭。
16
微生物制药工艺及反应器（第十章）
① 结晶液的pH： 应控制在6．5—7．0之间较适宜， 因为青霉素钠盐水溶液的稳定性与pH值很大关系，当 pH值在5．8—7．0之间较稳定，破坏程度小。为了 使结晶液有较稳定的pH值，必须加入由磷酸氢二钠和 磷酸二氢钠组成的缓冲液，其pH值应为6．8—7．0。 缓冲液同时还能络合重金属离子使青霉素钠盐结晶液 在放置时尽量减少破坏损失。
14
微生物制药工艺及反应器（第十章）
当反应液中已生长了许多晶体后，由于过饱和度较 结晶开始阶段要小，所以要加快反应剂的速度，才能 维持结晶所需要之过饱和度，促使晶核能顺利地生长 为有规则的晶体，从而使晶体的形态也得到了保证。
15
微生物制药工艺及反应器（第十章）
⑷ 结晶液的质量控制 结晶液质量的好坏直接影响 到成品的质量。因此要控制好青霉素钠盐结晶水溶液 质量还必须掌握好以下几点：
微生物制药工艺及反应器（第十章）
⑵ 提取
10℃以下 pH值1.8-2.2 加1/3体积BA
1．二次滤液 ———————————————
卧式离心机（POD）分离
————→一次醋酸丁酯（BA）萃取液（青霉素）
5
微生物制药工艺及反应器（第十章）
10℃以下 pH值6.8～7.4
2．一次（BA）萃取液————————————
卧式离心机（POD）分离
————→NaHCO3缓冲溶液（青霉素）
6
微生物制药工艺及反应器（第十章）
10℃以下 10%H2SO4 调pH2.0
3． NaHCO3缓冲溶液————————————
再加1/3体积BA
————→二次（BA）萃取液（青霉素）
7
微生物制药工艺及反应器（第十章）
⑶ 脱色
萃取液中添加活性炭，除去色素、热源，过滤除去 活性炭。
16
微生物制药工艺及反应器（第十章）
① 结晶液的pH： 应控制在6．5—7．0之间较适宜， 因为青霉素钠盐水溶液的稳定性与pH值很大关系，当 pH值在5．8—7．0之间较稳定，破坏程度小。为了 使结晶液有较稳定的pH值，必须加入由磷酸氢二钠和 磷酸二氢钠组成的缓冲液，其pH值应为6．8—7．0。 缓冲液同时还能络合重金属离子使青霉素钠盐结晶液 在放置时尽量减少破坏损失。
14
微生物制药工艺及反应器（第十章）
当反应液中已生长了许多晶体后，由于过饱和度较 结晶开始阶段要小，所以要加快反应剂的速度，才能 维持结晶所需要之过饱和度，促使晶核能顺利地生长 为有规则的晶体，从而使晶体的形态也得到了保证。
15
微生物制药工艺及反应器（第十章）
⑷ 结晶液的质量控制 结晶液质量的好坏直接影响 到成品的质量。因此要控制好青霉素钠盐结晶水溶液 质量还必须掌握好以下几点：
青霉素的生产工艺PPT
三、青霉素发酵过程
• 青霉素发酵时，青霉素生产菌在合适的培养基、PH、 温度和通气搅拌等发酵条件下进行生长并合成青霉素。 • 发酵开始前，有关设备和培养基（主要是碳源、氮源、 前体和无机盐等）必须先经过灭菌，后接入种子。 • 在整个过程中，需要不断通气和搅拌，维持一定的罐 温和罐压，在发酵过程中往往要加入泡沫剂，假如酸 碱控制发酵液的PH，还需要间歇或连续的加入葡萄糖 及铵盐等化合物以补充碳源及氮源，或补进其他料液 和前体等以促进青霉素的生产。
可以用青霉素的疾病
• • • • • • • • • 1．流行性脑脊髓膜炎 2．放线菌病 3．淋病 4．奋森咽峡炎 5．莱姆病 6．多杀巴斯德菌感染 7．鼠咬热 8．李斯特菌感染 9．除脆弱拟杆菌以外的许多厌氧菌感染
青霉素生产工艺过程
菌种→孢子制备→种子→发酵→提取→ 精制→成品检验→包装→分装→（应用 →跟踪→质量分析） 1．菌种的选育技术： （1）杂交育种（2）原生质体融合 （3）基因工程（4）新抗生素产生菌获得 2．菌种保藏： （1）定期移植保存法 （2）液体石蜡封藏法 （3）真空冷冻干燥保藏法 （4）液氮超低温保藏法 （5）沙土管保藏法 （6）麦皮保藏法
•
四、生产原理
（1）发酵过程的工艺控制
•
•
基质浓度：在分批发酵中，常常因为前 期基质量浓度过高，后期基质浓度低， 对生物合成酶系产生阻遏或对菌丝生长 产生抑制。为了避免这一现象,在青霉 素发酵中通常采用补料分批操作法,即 对容易产生抑制和限制作用的基质维持 一定的最适浓度。 温度：青霉素发酵的最适温度一般认为 应在25 °C 左右。温度过高将明显降 低发酵产率,同时增加葡萄糖的维持消 耗, 降低葡萄糖至青霉素的转化率。
• 6.发酵过程控制：
青霉素生产工艺 ppt课件
青霉素钠盐成品
90-95度，10mmHg,8-10h
40度左右
ppt课件
21
5、提炼工艺要点
1）发酵液预处理和过滤
放罐后，首先要冷却
目前采用鼓式过滤及板框过滤，加助滤剂。酸 化时pH应控制得高些(pH4～5)，再加些絮凝 剂如十五烷基溴代吡啶(PPB)等, 过滤。
随着高效高速萃取离心机的出现，如德国 Westfalia公司出品的倾析器(decantor) ，可革 去过滤工序，比用板框过滤除去菌丝后再提取 的收率高出2～3%。
ppt课件
13
前体
作为苄青霉素生物合成的前体有苯乙
酸、苯乙酰胺等。它们一部分能直接 结合到青霉素分子中。这些前体对青 霉菌都有一定的毒性，加入量不能大 于0.1%。加入硫代硫酸钠能减少它们 的毒性。
ppt课件
14
无机盐
①硫和磷:硫浓度降低时青霉素产量减少3倍，磷浓 度降低时青霉素产量减少1倍。
ppt课件
11
培养基
碳源： 提供能量 如乳糖、蔗糖、葡萄糖、淀粉、天然油脂等。乳 糖能被产生菌缓慢利用而维持青霉素分泌的有利 条件，故为最佳碳源，但价格高，普遍使用有困 难。天然油脂如玉米油、豆油也能被缓慢利用作 为有效的碳源，但不可能大规模使用。目前生产 上用的碳源是葡萄糖母液和工业用葡萄糖。
4）温度控制：青霉菌生长最适温度（27度）高于青霉素 分泌的最适温度（20度）。种子罐培养丝状和球状菌菌 要 求 25℃ ， 发 酵 罐 培 养 丝 状 菌 要 求 26℃-24℃-23℃22℃、球状菌要求26℃--25℃-24℃，前期罐温高于后 期。
ppt课件
17
5）通气与搅拌 深层培养需通入一定量空 气，并不停地搅拌以保证溶氧的浓度。 试验证明，通气量0.8-1.0v/v*min.中、后 期减慢转速对球状菌的生理生化代谢有 利，它能提高发酵单位，并能节约能源。
青霉素的纯化工艺PPT课件
• （2）初步分离 ：目的是除去与产物性质差异
较大的杂质，为后道精制工序创造有利条件 （萃 取、吸附、沉淀、蒸发）
• （3）高度纯化 ：去除与产物的物理化学性质
比较接近的杂质（层析、膜分离、离子交换、沉 淀、电泳）。
• （4）产品的最后加工：成品形式由产品的最
终用途决定（结晶、干燥、蒸馏）。
2020/10/13
• 2、利用等电点结晶 当将某一抗生素溶液的pH调 到等电点时，它在水溶液中溶解度最小，则沉淀 析出。
• 3、加成盐剂结晶 在抗生素溶液中加成盐剂使抗 生素以盐的形式从溶液中能够沉淀结晶。
2020/10/13
5
谢谢您的指导
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
2
（4）高度分离纯化技术
以20世纪40年代出现的青霉素产品为代表。
小分子物质一般可通过离子交换、脱色和结晶、重 结晶等方法获得纯度很高的产品。
2020/10/13
3
脱色和去热原质
• 脱色和去热原质是精制注射用青霉素中不可缺少 的一步。
• 萃取液中添加活性炭，除去色素、热源，过滤， 除去活性炭。
• 色素是在发酵过程中所产生的代谢产物，它与菌 种和发酵条件有关。
• 热原质是在生产过程中由于被污染后色时 间等因素，还应考虑它对抗生素的吸附问题，否 则影响收率。
2020/10/13
4
结晶
• 抗生素精制常用结晶法来制得高纯度成品。常用 的几种结晶方法有：
• 1、改变温度结晶 利用抗生素在溶剂中的溶解度 随温度变化而显著变化的这一特性来进行结晶。
下游加工一般工艺流程
较大的杂质，为后道精制工序创造有利条件 （萃 取、吸附、沉淀、蒸发）
• （3）高度纯化 ：去除与产物的物理化学性质
比较接近的杂质（层析、膜分离、离子交换、沉 淀、电泳）。
• （4）产品的最后加工：成品形式由产品的最
终用途决定（结晶、干燥、蒸馏）。
2020/10/13
• 2、利用等电点结晶 当将某一抗生素溶液的pH调 到等电点时，它在水溶液中溶解度最小，则沉淀 析出。
• 3、加成盐剂结晶 在抗生素溶液中加成盐剂使抗 生素以盐的形式从溶液中能够沉淀结晶。
2020/10/13
5
谢谢您的指导
THANK YOU FOR YOUR GUIDANCE.
感谢阅读！为了方便学习和使用，本文档的内容可以在下载后随意修改，调整和打印。欢迎下载！
2
（4）高度分离纯化技术
以20世纪40年代出现的青霉素产品为代表。
小分子物质一般可通过离子交换、脱色和结晶、重 结晶等方法获得纯度很高的产品。
2020/10/13
3
脱色和去热原质
• 脱色和去热原质是精制注射用青霉素中不可缺少 的一步。
• 萃取液中添加活性炭，除去色素、热源，过滤， 除去活性炭。
• 色素是在发酵过程中所产生的代谢产物，它与菌 种和发酵条件有关。
• 热原质是在生产过程中由于被污染后色时 间等因素，还应考虑它对抗生素的吸附问题，否 则影响收率。
2020/10/13
4
结晶
• 抗生素精制常用结晶法来制得高纯度成品。常用 的几种结晶方法有：
• 1、改变温度结晶 利用抗生素在溶剂中的溶解度 随温度变化而显著变化的这一特性来进行结晶。
下游加工一般工艺流程
青霉素的提取
抽滤完成后，关闭真空阀V47。 待母液全部回收后，关闭阀V48。 点击“移出晶体”按钮，将抽滤后的晶体移入洗涤罐。 打开阀V49，加丁醇进行洗涤。 待丁醇加入量为500kg时，关闭阀V49。 启动洗涤罐搅拌器，并设定时间为8min。 停止洗涤罐搅拌器。并设定时间，保持10min。 打开阀V50，排出废洗液。 待废洗液排尽后，关闭阀V50。 点击“移出晶体”，将洗涤后的晶体移至真空干燥机。 启动干燥机，进行干燥，并设定时间为20min 关闭干燥机开关，停止干燥。
打开混合罐B102搅拌器。 打开V28，加碳酸氢钠溶液，质量为青霉素溶液的3~4倍， 并调节PH值为7~8 待PH值调节至7~8时，关闭阀V28。 打开阀V29、V30及泵P7，向分离机A102注液。 待分离机A102中有液位时，迅速打开A102开关。 打开萃余相回收阀V32，调节V32阀门开度，控制重相液 位在总液位的80%左右，轻相液能充分的溢流出。 待混合罐B102液体排空后，关闭阀V29、V30及泵P7。 停止混合罐B102搅拌器。 待分离机中剩余少许重液时，关闭阀V32，防止轻液流 入混合罐B103中 关闭分离机A102开关
打开混合罐B103搅拌器。 打开阀V33，加BA（醋酸丁酯）质量为发酵液的1/4~1/3倍。 关闭阀V33。 打开阀V35，加稀硫酸调节PH值。 待PH值调节至2~3时，关闭阀V35。 打开阀V36、V37及泵P8。 待分离机中有液位时，迅速打开A103开关。 打开萃余相回收阀V39，调节V39阀门开度，控制重相液位在 总液位的80%左右，使轻相液能充分的溢流至脱色罐中。 待混合罐B103液体排空后，关闭阀V36、V37及泵P8。 停止混合罐B103搅拌器。 待分离机A103中液体排尽后，关闭阀V39。 关闭分离机A103开关。
青霉素生产工艺最新PPT
青霉素生产工艺
青霉素生产工艺
➢青霉素发酵生产工艺 菌种 发酵工艺流程 培养基 发酵培养控制 提取精制
青霉素类抗生素
• 青霉素(Penicillin)又称盘尼西林，是人类发现的 第一种抗生素，也是目前全球销量最大的抗生素。
• 青霉素是β-内酰胺类抗生素中的一类，是分子中 含有青霉烷、能破坏细菌细胞壁并在细菌细胞的 系列生长期起杀菌作用的一类抗生素。
所以， 在青霉素发酵中通常采用补料分批操 作法 ，以维持一定的最适浓度 。
发酵工艺控制
2.培养基成分的控制 :
A.碳源： 发酵中常用乳酸或葡萄糖。
乳糖最为便宜，但因货源较少，很多国家采用 葡萄糖代替。但当葡萄糖浓度超过一定限度时，会 过分加速菌体的呼吸，以至培养基中的溶解氧不能 满足需要，使一些中间代谢物不能完全氧化而积累 在菌体或培养基中，导致pH下降，影响某些酶的活 性，从而抑制微生物的生长和产物的合成。
菌丝生长期
脂肪粒减少，小空孢 大空孢 自溶
青霉素分泌期 菌丝自溶期
1－4期为菌丝生长期，3期的菌体适宜为种 子。 4－5期为生产期，生产能力最强，通过工 程措施，延长此期，获得高产。 在第六期到来之前结束发酵。
青霉素发酵过程中的代谢变化分为菌体生长、青霉 素合成和菌体自溶三个阶段。
• 菌体生长阶段：发酵培养基接种后生产菌在合 适的环境中经过短时间的适应，即开始发育、 生长和繁殖，直至达到菌体的临界浓度。
• 一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。 它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的 能力，带动了抗生素家族的诞生。
青霉素的化学结构 0，从醋酸丁酯反萃到水相时，pH选择6.
丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管（25°C，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25°C，孢子培养，7天）——大米孢子（26°C，种子培养56h）——一级种子培 养液（27°C，种子培养，24h）——二级种子培养液（27~26°C,发酵,7天）——发酵液。
青霉素生产工艺
➢青霉素发酵生产工艺 菌种 发酵工艺流程 培养基 发酵培养控制 提取精制
青霉素类抗生素
• 青霉素(Penicillin)又称盘尼西林，是人类发现的 第一种抗生素，也是目前全球销量最大的抗生素。
• 青霉素是β-内酰胺类抗生素中的一类，是分子中 含有青霉烷、能破坏细菌细胞壁并在细菌细胞的 系列生长期起杀菌作用的一类抗生素。
所以， 在青霉素发酵中通常采用补料分批操 作法 ，以维持一定的最适浓度 。
发酵工艺控制
2.培养基成分的控制 :
A.碳源： 发酵中常用乳酸或葡萄糖。
乳糖最为便宜，但因货源较少，很多国家采用 葡萄糖代替。但当葡萄糖浓度超过一定限度时，会 过分加速菌体的呼吸，以至培养基中的溶解氧不能 满足需要，使一些中间代谢物不能完全氧化而积累 在菌体或培养基中，导致pH下降，影响某些酶的活 性，从而抑制微生物的生长和产物的合成。
菌丝生长期
脂肪粒减少，小空孢 大空孢 自溶
青霉素分泌期 菌丝自溶期
1－4期为菌丝生长期，3期的菌体适宜为种 子。 4－5期为生产期，生产能力最强，通过工 程措施，延长此期，获得高产。 在第六期到来之前结束发酵。
青霉素发酵过程中的代谢变化分为菌体生长、青霉 素合成和菌体自溶三个阶段。
• 菌体生长阶段：发酵培养基接种后生产菌在合 适的环境中经过短时间的适应，即开始发育、 生长和繁殖，直至达到菌体的临界浓度。
• 一种高效、低毒、临床应用广泛的重要抗生素。 它的研制成功大大增强了人类抵抗细菌性感染的 能力，带动了抗生素家族的诞生。
青霉素的化学结构 0，从醋酸丁酯反萃到水相时，pH选择6.
丝状菌三级发酵工艺流程 冷冻管（25°C，孢子培养，7天）——斜面母瓶（25°C，孢子培养，7天）——大米孢子（26°C，种子培养56h）——一级种子培 养液（27°C，种子培养，24h）——二级种子培养液（27~26°C,发酵,7天）——发酵液。
青霉素溶剂萃取PPT学习课件
26
青霉素萃取设备碟片式离心机
此类离心机适用于分离乳 浊液或含少量固体的乳浊液。 其结构大体可分为三部分： 第－部分是机械传动部分； 第二部分是由转鼓碟片架、 碟片分液盖和碟片组成的分 离部分；第三部分是输送部 分，在机内起输送已分离好 的两种液体的作用，由向心 泵等组成。
27
重液向心泵出口 轻液向心泵出口
17
青霉素萃取方式
E
K
VS VF
K = CS / CF
1 E 1
1
E E1
式中 ——萃取因素。
18 由E可求得未被萃取的分率 E和理论收得率1- ：
青霉素萃取方式 多级错流萃取
S1 混 和 器 F
19
L1 分 离 器
R1 第一级
S2
L2
混
分
和
离
器
器
R2 第二级
S3 L3
混
分
11 H K14
图9-12 Westfalia 生产的三相倾析式离心机
1-三角皮带 2-差速变动装置 3-转鼓皮带轮 4-轴承 5-外壳 6-分离盘 7-螺旋输送器
8-轻相分布器 9-排渣口 10-转鼓 11-调节环 12-重液出口 13-轻注出口
14-转鼓主轴承 15-轻相送料管 16-重相送料管 17-向心泵
和
离
器
器
R3
第三级
图9-1 多级错流萃取 F-料液 S-溶媒 L-萃余液 下标1，2，3-级别
青霉素萃取方式 多级逆流萃取
L1
L2
S
L3
混
分
混
分
混
分
和
离
和
离
和
青霉素萃取设备碟片式离心机
此类离心机适用于分离乳 浊液或含少量固体的乳浊液。 其结构大体可分为三部分： 第－部分是机械传动部分； 第二部分是由转鼓碟片架、 碟片分液盖和碟片组成的分 离部分；第三部分是输送部 分，在机内起输送已分离好 的两种液体的作用，由向心 泵等组成。
27
重液向心泵出口 轻液向心泵出口
17
青霉素萃取方式
E
K
VS VF
K = CS / CF
1 E 1
1
E E1
式中 ——萃取因素。
18 由E可求得未被萃取的分率 E和理论收得率1- ：
青霉素萃取方式 多级错流萃取
S1 混 和 器 F
19
L1 分 离 器
R1 第一级
S2
L2
混
分
和
离
器
器
R2 第二级
S3 L3
混
分
11 H K14
图9-12 Westfalia 生产的三相倾析式离心机
1-三角皮带 2-差速变动装置 3-转鼓皮带轮 4-轴承 5-外壳 6-分离盘 7-螺旋输送器
8-轻相分布器 9-排渣口 10-转鼓 11-调节环 12-重液出口 13-轻注出口
14-转鼓主轴承 15-轻相送料管 16-重相送料管 17-向心泵
和
离
器
器
R3
第三级
图9-1 多级错流萃取 F-料液 S-溶媒 L-萃余液 下标1，2，3-级别
青霉素萃取方式 多级逆流萃取
L1
L2
S
L3
混
分
混
分
混
分
和
离
和
离
和
青霉素提取
青梅素的提炼工艺过程青霉素提纯工艺流程简图：青霉素不稳定，发酵液预处理、提取和精制过程要条件温和、快速，防止降解。
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。
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。
工业上通常用醋酸丁酯和戊酯。
萃取2－3次。
从发酵液萃取到乙酸丁酯时，pH选择1.8-2.0，从乙酸丁酯反萃到水相时，pH选择 6.8-7.4。
发酵滤液与乙酸丁酯的体积比为1.5-2.1，即一次浓缩倍数为1.5-2.1。
为了避免pH波动，采用硫酸盐、碳酸盐缓冲液进行反萃。
发酵液与溶剂比例为3－4。
几次萃取后，浓缩10倍，浓度几乎达到结晶要求。
萃取总收率在85％左右。
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。
青霉素的生产工艺流程PPT课件
搅拌转速：250-280r/min；
pH：自然；
温度：25±1℃；
时间： 10-14h；
质量：菌丝浓度达40%，残糖1.0%以下，菌
丝粗壮，III期（脂肪粒，积累贮藏物），无
杂菌，效价在700u/ml左右。
第9页/共27页
生产罐培养工艺
三级罐：生产罐；
培养基：
花生饼粉，葡萄
糖，尿素，硝酸铵，
硫代硫酸钠，苯乙酰胺，
知识目标：
掌握发酵生产青霉素的条件控
制，及青霉素提取与精制的控制点。
重点:掌握发酵生产青霉素的工艺流
程
难点:青霉素提取与精制的控制点
第1页/共27页
什么是青霉素
青霉素 又被称为青霉素G、青霉
素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、
苄青霉素钾等。青霉素是抗菌素
的一种，能破坏细菌的细胞壁
（革兰氏阳性菌）并在细菌细胞
预处理
青霉素的存在部位：发酵液
浓度较低：10－30Kg/M3
含有大量杂质：菌体细胞、核酸、杂蛋白
质、细胞壁多糖等、残留的培养基、色素、
盐离子、代谢产物等
目的：浓缩目的产物，去除大部分杂质，
改变发酵液的流变学特征，利于后续源自分离纯化过程。预处理:发酵液加少量絮凝剂沉淀蛋白
第18页/共27页
过滤
鼓式真空过滤机过滤：草酸或黄血盐
甲磺酸乙酯、乙烯亚胺、亚硝酸、
X射线等。
第4页/共27页
• 产黄青霉： Penicillium chrosogenum
• 深层培养
菌丝形态
•
黄孢子丝状菌
丝状菌 绿孢子丝状菌：发酵单位85000U/mL
绿孢子球状菌
球状菌 白孢子球状菌：发酵单位高，对原材
pH：自然；
温度：25±1℃；
时间： 10-14h；
质量：菌丝浓度达40%，残糖1.0%以下，菌
丝粗壮，III期（脂肪粒，积累贮藏物），无
杂菌，效价在700u/ml左右。
第9页/共27页
生产罐培养工艺
三级罐：生产罐；
培养基：
花生饼粉，葡萄
糖，尿素，硝酸铵，
硫代硫酸钠，苯乙酰胺，
知识目标：
掌握发酵生产青霉素的条件控
制，及青霉素提取与精制的控制点。
重点:掌握发酵生产青霉素的工艺流
程
难点:青霉素提取与精制的控制点
第1页/共27页
什么是青霉素
青霉素 又被称为青霉素G、青霉
素钠、苄青霉素钠、青霉素钾、
苄青霉素钾等。青霉素是抗菌素
的一种，能破坏细菌的细胞壁
（革兰氏阳性菌）并在细菌细胞
预处理
青霉素的存在部位：发酵液
浓度较低：10－30Kg/M3
含有大量杂质：菌体细胞、核酸、杂蛋白
质、细胞壁多糖等、残留的培养基、色素、
盐离子、代谢产物等
目的：浓缩目的产物，去除大部分杂质，
改变发酵液的流变学特征，利于后续源自分离纯化过程。预处理:发酵液加少量絮凝剂沉淀蛋白
第18页/共27页
过滤
鼓式真空过滤机过滤：草酸或黄血盐
甲磺酸乙酯、乙烯亚胺、亚硝酸、
X射线等。
第4页/共27页
• 产黄青霉： Penicillium chrosogenum
• 深层培养
菌丝形态
•
黄孢子丝状菌
丝状菌 绿孢子丝状菌：发酵单位85000U/mL
绿孢子球状菌
球状菌 白孢子球状菌：发酵单位高，对原材
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
过滤
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。
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。工 业上通常用醋酸丁酯和戊酯。萃取2－3次 。从发酵液萃取到乙酸丁酯时，pH选择 1.8-2.0，从乙酸丁酯反萃到水相时，pH选 择6.8-7.4。发酵滤液与乙酸丁酯的体积比 为1.5-2.1，即一次浓缩倍数为1.5-2.1。
When You Do Your Best, Failure Is Great, So Don'T Give Up, Stick To The End
谢谢大家荣幸这一路，与你源自行It'S An Honor To Walk With You All The Way
演讲人：XXXXXX 时 间：XX年XX月XX日
反萃取
为了避免pH波动，采用硫酸盐、碳酸盐缓冲液 进行反萃。发酵液与溶剂比例为3－4。几次萃取 后，浓缩10倍，浓度几乎达到结晶要求。萃取总 收率在85％左右。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。
理化性质
青霉素类抗生素是β-内酰胺类中一大类抗生 素的总称，由于β-内酰胺类作用于细菌的细胞壁 ，而人类只有细胞膜无细胞壁，故对人类的毒性 较小，除能引起严重的过敏反应外，在一般用量 下，其毒性不甚明显，但它不能耐受耐药菌株（ 如耐药金葡）所产生的酶，易被其破坏，且其抗
菌谱较窄，主要对革兰氏阳性菌有效。
共沸蒸馏结晶： 萃取液，再用0.5 M NaOH萃取，
pH6.4-4.8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。
结束语
当你尽了自己的最大努力时，失败也是伟大的， 所以不要放弃，坚持就是正确的。
情景三
从发酵液中提取青霉素
项目一：前期准青霉素G、 peillin G、 盘尼西林、配尼西林、青霉素 钠、苄青霉素钠、青霉素钾、苄青霉素钾。 青霉素是抗菌素的一种，是指从青霉菌培 养液中提制的分子中含有青霉烷、能破坏 细菌的细胞壁并在细菌细胞的繁殖期起杀 菌作用的一类抗生素，是第一种能够治疗 人类疾病的抗生素。青霉素类抗生素是β内酰胺类中一大类抗生素的总称。
项目三：制定方案
青霉素提纯工艺流程简图
预处理
发酵液中的杂质如高价无机离子Ca,Mg,Fe 离子）和蛋白质在离子交换过程中对提炼 影响甚大，不利于树脂对抗生素的吸附。 对高价离子的去除，采用草酸或磷酸；对
于蛋白质，可利用其在等电点时凝聚的特
点将其去除。 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。
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。
结构式
球棍式
青霉素药理作用：干扰细菌细胞壁的 合 成。青霉素的结构与细胞壁的成分粘肽 结构中的D-丙氨酰-D-丙氨酸近似，可与后 者竞争转肽酶，阻碍粘肽的形成，造成细 胞壁的缺损，使细菌失去细胞壁的渗透屏 障，对细菌起到杀灭作用。
适应症
青霉素适用于败血症、肺炎、脑膜炎、扁桃 体炎、中耳炎、猩红热、丹毒、产褥热，破伤风 、气性坏疽、炭疽、白喉、流行性脑脊髓膜炎、 李斯特菌病、鼠咬热、梅毒、淋病、雅司、回归 热、钩端螺旋体病、奋森咽峡炎、放线菌病等。 在风湿性心脏病或先天性心脏病病人进行口腔手 术或牙科操作，胃肠道和生殖泌尿道手术或某些 操作时，青霉素也可用于心内膜炎的预防。