青霉素萃取法分离技术研究进展
试析青霉素提纯生产工艺现状和研究进展
试析青霉素提纯生产工艺现状和研究进展作者：李莹来源：《科学与财富》2016年第23期摘要：青霉素是一种抗生素，具有很好的抗菌效果，而且抗菌效果快速可以有效的杀菌减少细菌感染，在临床上广泛应用，但是在使用青霉素时要注意部分人群会对青霉素产生过敏反应，在使用之前要注意进行相应的过敏试验。
随着医药相关加工技术越来越完善，使得青霉素可以等到广泛的应用，下面针对现阶段的青霉素提纯生产工艺以及青霉素研究的发展方向进行阐述，让人们更加了解青霉素的提取过程，从而安全的使用也为今后青霉素的提取和研究做一定的参考。
关键词：青霉素；提纯；现状；进展青霉素最早在临床上使用是在20世纪40年代初，人们通过对青霉素相关物质的研究发现，青霉素和部分微生物因子含有β-内酰胺环，这一发现通过人们对于青霉素中的β-内酰胺环研究发现，青霉素中的β-内酰胺环可以破坏细菌细胞的细胞壁，这一发现对人们今后的抗菌工作非常重要。
因为无论是普通的感冒，还是临床手术对于细菌的控制都非常重要，所以青霉素的发现为医药界今后的发展奠定了坚实的基础。
在1944年中国才开始生产青霉素，直至目前，我国已经成为世界生产青霉素数量最大的国家。
1 青霉素提纯工艺的生产现状随着青霉素的广泛应用，对于青霉素的提纯工艺也同样得到了广泛的使用，目前我国普遍使用的就是液萃取法，主要是利用两个互不相溶的液体间的物质分配，来达到分离精制所需物质的方法。
液萃取法一般在常温下操作，操作简单消耗的能源较少，在青霉素提取过程中应用较广，萃取是青霉素提纯中的重要环节，萃取效果直接影响青霉素提纯的整体质量，随着技术的发展我国的萃取技术也在不断更新，下面针对我国研究出的两种新萃取方法，胺类萃取和中性磷类萃取进行简单叙述。
胺类萃取主要针对有机胺水溶液以及氢离子一起发生的化学发应，这样的方法有很好的萃取成效，但是在实际应用的过程中要注意产生发酵反应的化学剂当中，要考虑到萃取剂会与其他的酸根离子发生化学反应的情况。
实验一 溶媒萃取法提取
三、实验材料
1、药品与试剂 无水硫酸钠、醋酸丁酯、2%碳酸氢钠、10%硫 酸、50%醋酸钾乙醇溶液、pH试纸
2、仪器 分液漏斗、布氏漏斗、滴管、量筒、恒温水浴 箱、滤纸
五、注意事项
1、振荡混匀和静止分层的时间要把握好 2、有机溶媒的微毒性、易挥发性，可开窗通
风 3、注意每次静止分层后青霉素位于哪一层，
实验一 溶媒萃取法提取青霉素
一、实验目的
1、了解青霉素的萃取方法 2、掌握青霉素钾盐的制备方法
二、实验原理
溶媒萃取法:用一种溶媒将溶质自另一种溶媒 中提取出来
溶媒的要求： 两种溶媒必须不互溶，以形成两相而便于分离 所选用溶媒对抗生素应有较大溶解度和选择性
二、实验原理
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
不要误将青霉素丢弃
六、思考题
1、丁酯相中加入无水硫酸钠的目的何在？ 2、青霉素G游离酸及青霉素G-K盐在水中及有
机溶媒中得溶解性有何不同？这在青霉素提炼 过程中有何应用？
青霉素萃取分离技术的探究
２ ３ 反胶 团萃取
反胶 团是一种 新型 生物活性 物质的分 离方法 ， 最 初应用于 具有鲜 明等 电点 的氨基 酸、 蛋 白质 类物质 的分 离。 研 究人员 在室 温和ｐ Ｈ５ ～８ 的条 件下进 行 了青 霉素 Ｇ 的反胶 团 相转移 提 取研 究 ， 提取率 在９ ０ ％以上 。 离子 强度及 ｐ Ｈ对青 霉 素 萃取率 、 反 萃取率 的影响 不大 ， 但是 离子 强度对蛋 白质 的萃取率 影响很 大 ， 因此 可利 用这 些特 点将 杂蛋 白除去 。 ２ ４ 外场 强化 萃取 外 场强化 可 以提高 化工分 离过程 的分 离效 率 。 用 电场来强 化萃 取过程 ， 可 以改 善液滴表 面性质 ， 提高 其传质系 数 ， 同时还能 促进分散 的液滴 凝 并团聚 ， 缩 短分 相 时间 。 研 究人 员在 实 验室研 究 了 电场强 化对 二氯 甲烷 萃 取青 霉 素的 影 响。 实验 在高 度为 ０ ． ６ ５ ｍ， 直径 为２ ５ ａｍ的玻璃 喷淋 萃取柱 中进行 ， ｒ 青霉 素 发酵 液 经静 电喷嘴 喷出后 ， 作 为分 散相 与在 电场作 用 下的二 氯 甲烷 逆流 接触 ， 完成 萃取 过程 。 结果表 明 ， 该方 法用于 全发酵 液的萃 取可 以提 高界 面传质 速率 ， 分相 困难 的 问题 也可得 到 解决 。 在ｐ Ｈ４ ， ２ ０ ｋ Ｖ电场作 用 下 ， 青 霉素 的萃 取率 可 以提 高５ 倍。 电场强 化萃 取可 作为 青霉 素全 发酵 液萃 取过 程 中机械 强化 液一 液 接触 的替 代 方法 。 ２ ． ５ 微 滤及超 滤技 术 现行 乙酸丁 酯提 取工艺 中， 乳 化 问题 直接 影 响青 霉素 的收率 ， 提 取工 艺的 成 败很 大程 度上 取决 于此 。 现行 工 艺是靠 在 萃取 过程 中加 人破 乳 剂来 减轻 乳 化， 促进 分相 ， 以提高收 率 。 但是， 每 一种破 乳剂 的适用范 围有 限， 由于 发酵技 术 的不断革新 再加上 技术保 密等原 因 ， 破乳剂 的研发 工作很难 适应性 质不 断变化 的发酵液 ， 而且 ， 这样 做会 在乙酸 丁酯 中引人 色 素等杂质 ， 加重 下游纯化 工艺 负 担， 最 终 影响青 霉素产 品 的质量 ， 同时还 有致产 品毒 性的 可能 性。 此外 ， 破 乳剂 的使用 也很难 完全 解决 萃取效 率 降低 的问题 。 因此 ， 提 炼工 艺 向无破 乳技术 方 向发展 也就 成 了大 势 所趋 。 研究 人员使 用管 式陶瓷膜 微滤 技术从 发酵液 中直 接提 纯青霉 素Ｇ， 并研 究 了优化分 离条 件 。 经历 １ ２ 个运 行周 期后 ， 青霉 素的 回收率 高达９ ８ ％， 且操 作通 量 的重现 性好 。 研 究发现 ， 横 向流动 速度 、 处理 时 间 、 处 理体 积对 于青霉 素 的 回收
青霉素提炼萃取工艺的探讨
通 常情 况 Ｆ， 青霉 索也被 成为 青霉素 钠 或者是 苄青霉 素钾 等等 。 青 霉素 的 主要 来源 是青霉 菌培 养液 ， 青霉 素 中含有 适量 的青梅 烷 ， 在 细胞生 长 的过程 中 能够起 到一定 的杀菌 作用 。 由于青 霉素 的杀菌性 能较强 ， 而且 自身 的毒 性较 低 ，
升； ３ ３ ｏ ￣ Ｎ吸 附量 为０ ． ３ ２ ｇ／ ｇ ， 洗 脱率 为５ Ｏ ． ３ １ ％， 洗脱 剂用 量 为 ｔ ３ ２ ｌ 毫升 。 实 验结果 表 明Ｄ Ｍ１ １ 树 脂树 脂效果 最好 。 采用Ｄ Ｍ１ １ 树 脂 进行实 验 ． 树脂 柱商 ２ ５ 麒
米， 装树 脂ｌ ０ 克， 树 脂 颗粒 为４ ０ ０ ｐ ｍ。 将２ Ｏ 毫升 浓度 为３ ０ ｍ ｇ／ｍｌ ， Ｐ Ｈ值 为６ ． ５ 的 青霉 索Ｇ 溶液 上柱 。 ３ ． 天 然青 霉素 与半 龠成 青霉 素生 产方 法
药的 选择 需要 经过 技术人 员专 业的检 验 ， 同时 还要做 好检 验记 录 ， 在实 际的 制 取工 作 中 以备 不 时之需 。 ２ 、 实验
整 个实验 的过程 包含三种 实验 ， 其一萃 取平衡实 验 ， 其二为 整体液膜 实验 ， 其三 为 离子交 换 实验 。 ２ １萃取 平衡 实验
３ ． １ 天然 青霉素
①菌种 发酵 ： 将产 黄青 霉菌 接种 到固体 培养 基上 ， 在２ ５ ℃下培养 ７ ｌ 【 】 夫， ｌ
即可得青 霉菌孢 子培养 物 。 用无菌 水将孢子 制成悬 浮液接 种到种 子罐 内已灭 馥 的培养基 中， 通人无 菌空 气、 搅拌， 在２ ７ ￣ Ｃ下培养 ２ ４ ～２ ８ ｈ ， 然后将 种 子 培 养液 接 种到发 酵罐 已灭菌 的含有苯 乙酸前 体的培 养基 中 ， 通人 无 菌空气 ， 搅拌 ， 在２ ７ （ 下培 养７ ３ ＜ 。 在 发酵过 程 中需补 入苯 乙酸前 体及 适量 的培养 基 。 ⑦提 取精 制 ： 将 青霉 索发 酵液 冷却 ， 过滤。 滤液在 ｐ Ｈ２ ～２ ． ５ 的条 件下 ， 于萃取 机 内用 醋酸 丁酯 进行 多级 逆流 萃取 ， 得 到丁 酯萃 取液 ， 转入ｐ Ｈ７ ． ０ ～７ ． ２ 的缓冲 液 中 ， 然后 再转 入丁酯 中 ， 将 此丁酯 萃取液 经活性 炭脱 色 ， 加入 成 盐剂 ， 经共沸蒸 馏 即可得青 霉 素Ｇ 钾盐 。 ３ ２ 半合 成青霉 素
青霉素萃取分离技术的探究
青霉素萃取分离技术的探究作者：黄冬晖来源：《中国科技博览》2015年第10期[摘要]青霉素通常又被人们称作盘尼西林，它是一种十分常见的抗菌素类药物，通常就是指从青霉素的培养液当中提取其中起主要作用的分子，在这个分子当中含有青霉素烷，同时这种物质能够有效的对细菌的细胞壁起到破坏的作用，同时还会使得其在使用的过程中起到很好的杀菌作用，它也成为了史上第一种可以起到治疗作用的抗生素，在当今的临床治疗当中有着十分广泛的应用。
[关键词]青霉素；萃取；分离中图分类号：P114.21 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0382-01青霉素是当前使用最为广泛的抗生素，它具备很好的抗菌作用，同时它还有非常好的疗效，对人体的副作用也非常的低，在治疗细菌性感染疾病方面有着非常好的效果，这种药物在成本方面也有着非常大的优势，所以在临床上也大面积的应用、青霉素在生产的过程中主要采用的是生物合成的方法，在提纯方法上经常会使用乙酸丁酯萃取法，但是这种方法在很多方面还存在着比较明显的不足，青霉素的药用价值会大大降低，在生产过程中也需要非常多能源的支持，溶剂无法有效的回收，这样就使得生产成本在一定程度上有所提升，最近几年，青霉素的需求量也在不断的扩大，所以有必要对其萃取方法进行改进和完善。
1、现有工艺的改进与完善1.1 室温三级萃取的改进与完善一些研究人员对乙酸丁酯萃取青霉素的理论模型进行了仔细的分析和探讨，同时还将研究中的一些想法通过实验加以验证，同时也将原来的方法予以有效的改进和优化，提出了全新的萃取条件PH值要控制在3.0左右，温度也应该控制在合理的范围内，一般情况下20摄氏度为好，为了提高萃取率，选择三级萃取法，研究人员认为在合理的范围内提高PH值可以有效的提升萃取的选择性，这样就使得青霉素的有效成分更多，在常温条件下进行萃取能有效的降低生产中的能源消耗，青霉素自身的质量也在这一过程中得到了提升。
萃取设备提取青霉素三步萃取法
萃取设备提取青霉素三步萃取法
萃取设备提取青霉素三步萃取法
萃取设备在制药工业中得到广泛应用，CWL型萃取设备提取青霉素三步萃取法工艺已经相当成熟，此萃取工艺利用青霉素盐（钠、钾盐）易溶于水，而青霉素酸易溶于有机溶剂的性质，经反复在溶剂相和水相间转移，达到提纯和浓缩的目的。
萃取设备提取青霉素三步萃取法：第一步萃取设备内青霉素从滤液中经稀硫酸酸化而把青霉素提到有机溶剂中；第二步用磷酸缓冲液或碳酸氢钠水溶液，把青霉素从有机溶剂转移到水相中；第三步在青霉素缓冲液提取液中加稀硫酸，利用萃取设备又把青霉素从水相转移抽提到有机溶剂中。
经浓缩提纯而可输送至结晶工序。
随着萃取设备的改进。
利用集多级逆流提取和分离于同一机器内完成的离心萃取器可以大大减少设备台数。
青霉素提取工艺的研究
中 国科 技 论 文 在 线
Ｓ Ｅ ＣＥ ＡＰ ＲＯＮ Ｉ Ｅ ＣＩ Ｎ Ｐ Ｅ ＬＮ
Ｖ１ ｏ ２ ０２ ． ．Ｎ １
Ｄｅ ．０ ７ ｃ２ ０
青霉素提取 工艺 的研 究
任 钟 旗 ， 吕元 元 ，张 卫 东
（ 北京化工 大学化 学工程 学院 ，北京 １０ ２ ） ０ ０ ９
关键 词 ：络合萃取 ；整体 液膜 ；中空纤维更新液膜 ；青霉素 Ｇ 中图分类 号 ：Ｔ ０ ８ Ｑ ２． ４ 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：１ ７ ～７ ８ （０ ７ １ —０ ９ —４ ６ ３ １０２ ０ ）２ ８ ３
Ｓ ｕ ｅ ｎ ｔ ｅｅ ｔ ａ ｔｏ ｅ ｈｎ ｌｇ ｅ ｆｐｅ ｃｌ ｎ Ｇ ｔ ｄｉｓｏ ｈ ｘ ｒ ｃ ｉ ｎ ｔ ｃ ｏ ｏ ｉｓｏ ｎｉｉｌ ｉ
摘 要 ：本文 以磷 酸三丁酯（Ｂ ） Ｔ Ｐ为载体 ，煤 油为稀释 剂 ，对络合萃取 ，整体 液膜和 中空纤维更新液膜 等三种
青霉素提取工 艺进行 了研 究和 比较。结果表 明，在室温条件 下，油水体 积 比 ｏａ ｌ１ Ｈ 值 为 ３ ５左右 时， ／＝ ：，ｐ ． ０ 络合萃取 的单级萃取 率可达 ８ ％以上 。利用 非平衡传 质的特性 ，采用液膜技术 可实现 青霉素 Ｇ 的同步分 离与 ５ 浓缩 ，可在一个较温和 的 ｐ 下进行操 作 ，可极大地减小青霉素 Ｇ 的降解 损失。但 整体 液膜 由于膜相扩散传质 Ｈ 阻力较大 ，传质速率低 ；而 中空纤维更新 液膜 技术 由于液膜更新作用具有 较高的传质速率 。表 明以 Ｔ Ｐ作为 Ｂ 促进迁移载体 的中空纤 维更新 液膜技 术在青霉素 Ｇ 的提取过程 中具有 广阔的应用前景 。
ｔｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ｉ Ｈ ｆ３０ ｎ ／＝１ １ Ｌｉ ｕｄ ｅ ｂ ａ ｅｔ ｃ ｎ ｑ ｅｃ ｎ ｃ ｒｙ ｏ ｔ ｈ ｉ ｕ ｔ ｅ ｓｓ ｐａａ ｏ ｄ ｅ ｅ ａｕ ｅｗ ｔ ｐ ｏ ．５ ａ ｄ ｏ ａ ： ． ｑ ｉ ｍ ｍ ｒ ｎ ｅ ｈ ｉ ｕ ａ ａ ｒ ｕ ｅ ｓｍ ｌａ ｏｕ ｅ ｒ ｔ ｎ ａ ｈ ｔ ｎ ｉ ｎ
青霉素提纯工艺生产现状和研究进展
目前工业上青霉素的生产提取过程见图 1 (中国医药公司《抗生素工业生产》编写组. 抗生素工业生产. 1981: 234)。 在提取过程中 应用最广泛的是溶媒萃取法。 大多采用醋酸 丁酯为萃取剂, 碳酸氢钠水溶液为反萃取剂。 该工艺存在明显的缺点: 在低 pH 条件下萃 取, 青霉素降解损失严重; 低温下操作, 生产 能耗大; 醋酸丁酯水溶性大, 溶剂回收困难 等。 近年来, 由于青霉素生产量剧增[9], 造成 供过于求的状况, 因此改革工艺降低成本, 是 迫在眉睫的任务, 许多研究者竞相开发新的 工艺、方法和设备。
酸的萃取。
季铵盐反应萃取属离子交换反应:
N
R
+ 4
C
l(o rg)
+
P(aq)
N
R
+ 4
P
(o
rg)
+
C
l(aq)
反应平衡常数 K G= CNR4PC Cl CNR 4ClC P
由于 CNR4P 与 CCl相等, 得到:
K G=
(C P, G-
CP) 2
(C N R 4C l-
C P, GC P +
青霉素是目前生产量最大应用最广泛的 抗生素, 具有抗菌作用强, 疗效高, 毒性低等 优 点, 是 治 疗 敏 感 性 细 菌 感 染 的 首 选 药 物[1, 2 ]。在目前已知的 8 种天然青霉素中以苄 青霉素 (青霉素 G) 的疗效最好, 应用最广。
对于青霉素提取工艺, 许多学者进行了 广泛研究, Sylvester、Row ley 等对提取理论 和工艺进行了讨论[3, 4 ], R u sin、Souders 等也 分别从萃取设备和工艺条件方面对醋酸丁酯 体系萃取青霉素进行大量研究[5～ 8 ]。
青霉菌素的提取与纯化方法研究
青霉菌素的提取与纯化方法研究青霉菌素是一种重要的抗生素，具有广谱抗菌活性。
为了充分利用青霉菌素的优势，提高其纯度和产量，科学家们一直在进行着提取和纯化方法的研究。
本文将讨论目前较常见的几种青霉菌素的提取和纯化方法，并探讨其优缺点和改进方向。
一、传统提取方法青霉菌素的传统提取方法主要包括水提法、醇提法和酸提法。
水提法将青霉菌素溶解在水中，通过离心、过滤等步骤获得提取液，再通过浓缩方法得到青霉菌素。
醇提法则是将青霉菌素溶解在乙醇中，青霉菌素在乙醇的溶解度更高，因此可以得到更高纯度的提取物。
而酸提法则是利用青霉菌素在酸性条件下的溶解性更高的特点，通过酸溶液将青霉菌素提取出来。
然而，传统方法在提取效率和纯化程度上存在一些限制。
首先，传统方法中可能存在一些杂质，影响了提纯效果。
其次，传统方法耗时长、操作复杂，产出有限，不适应大规模生产的需求。
因此，科学家们开始着手研究新的提取和纯化方法。
二、新的提取方法近年来，新的提取方法不断被开发和改进。
其中，超声波提取法是一种被广泛研究的青霉菌素提取方法。
超声波提取法采用超声波的物理效应，通过声波振动使细胞壁破裂，释放出细胞内的青霉菌素。
相比传统方法，超声波提取法具有提取效率高、操作简单、时间短等优点。
然而，超声波提取法也存在一些问题，如超声波对青霉菌素的分解、提取液中可能存在的杂质等。
因此，未来需要进一步完善超声波提取法的优化方案，以提高提取效果。
除了超声波提取法，还有一种被广泛研究的新颖提取方法是微波辅助提取法。
微波辅助提取法利用微波的能量使细胞内的青霉菌素被有效解吸。
相对于传统方法，微波辅助提取法可以提高提取效率，减少操作时间，适应大规模生产的要求。
但是，微波辅助提取法仍需注意提取温度、微波功率等参数的控制，以避免影响提取效果。
三、纯化方法的研究在青霉菌素的纯化方法研究中，常用的方法包括萃取法、溶剂结晶法和色谱法。
萃取法是一种将青霉菌素从复杂混合物中提取出来的技术，通过萃取剂的选择可以分离得到较纯的青霉菌素。
浅析青霉素提纯工艺生产现状和研究进展
浅析青霉素提纯工艺生产现状和研究进展作者：张小双来源：《科学导报·学术》2020年第24期摘要：青霉素具有极强的消毒杀菌功能以及较低的副作用，因此被广泛应用于现代医疗中，成为主要的杀菌消毒药品。
青霉素提纯工艺的发展有利于推动我国医学和药学领域的新发展，因此，研究青霉素提纯工艺的发展现状以及创新青霉素提纯工艺有利于实现青霉素提纯工艺的进步和完善。
本文首先分析了青霉素的相关概念和特性，其次分析了目前现有的青霉素提纯工艺，最后分析了青霉素提纯工艺的发展方向和发展目标，以期实现青霉素提纯工艺的创新发展为更多领域提供有效的资源。
关键词：青霉素;提纯工艺;发展现状;新发展一、青霉素概述1929年青霉素被Flemming发现并提出，这是世界上首次发现青霉素的存在，同时证实了其杀菌消毒的作用和较小的副作用，因此，青霉素成为第一个被应用于医学领域的抗生素。
青霉素发展至今仍是不可代替的抗菌药物，自身具有抗菌杀毒、作用快、危害小、成本低等优点，在临床中被广泛使用。
青霉素能够在细菌细胞的繁殖过程中消灭细菌，其分子中含有的β—内酰胺环可以破坏细菌的细胞壁，从而彻底的消灭细菌。
青霉菌在同一菌种不同环境下产生的物质以及不同菌种同一环境下产生的物质统一被称为青霉素，可以说青霉素是青霉菌的产物，是一类抗生素的总称。
青霉素发酵液中包含五种以上的天然青霉素，例如青霉素F、G、X、K、F和V等等，因此青霉素不仅是优秀的抗生药物，还是裂解生产半合成抗生素，如6-氨基青霉烷酸（6-APA）、7-氨基-3-去乙酰氧基头孢烷酸（7-ADCA）等的重要原材料，在整个抗生素行业的发展中起到了不可替代的作用。
二、青霉素提纯工艺的现状分析青霉素的提纯工艺是生产青霉素的关键工作，提纯工艺主要步骤包括七项内容，主要是发酵液、过滤、一次萃取、反萃取、二次萃取、脱色、结晶，在上述过程中，萃取技术是关键环节，占据了较大的工作量，只要完成了萃取工作，就相当于完成了青霉素的提纯。
青霉素提炼萃取工艺的探讨
青霉素提炼萃取工艺的探讨作者：赵丽丽来源：《中国科技博览》2015年第16期[摘要]在所有抗生素药物中，青霉素的重要性比较突出，对其进行提炼和萃取是制药工程的重要项目。
从传统的制取工艺中可以看出，提炼的精度不够，不仅造成了严重的环境污染，还降低了资源的利用率。
因此，本次研究中，主要采用的是三种工艺和制取模式共同作用来对青霉素进行提取，对这三种制取方式进行分析，找到比较合适的制取方式。
希望能够和相关的制药行业的相关人员进行交流。
[关键词]青霉素；提取；工艺中图分类号：P211 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）16-0364-01通常情况下，青霉素也被成为青霉素钠或者是苄青霉素钾等等。
青霉素的主要来源是青霉菌培养液，青霉素中含有适量的青梅烷，在细胞生长的过程中能够起到一定的杀菌作用。
由于青霉素的杀菌性能较强，而且自身的毒性较低，因此，在医药行业得到广泛的应用和推广。
青霉素药物本身是一种弱酸，一直以来所采用的萃取法就是溶媒法，但是这种方法在实际的应用中会存在较大的能耗量。
1、仪器与试药在青霉素萃取试验中所采用的仪器种类较多，其中包括高效液相色谱仪，保护柱，水浴锅以及天平和离心机等等。
这些仪器在进行实验之前，都经过了严格地检验。
可以在试验中发挥其应有的性能。
而且实验仪器主要来源于国内的著名科技有限公司，有些设备是从国外进口。
所用的试药种类主要有磷酸三丁酯、煤油以及甲醇等等。
所用的青霉素主要来自于华北制药集团。
对于仪器和试药的选择需要经过技术人员专业的检验，同时还要做好检验记录，在实际的制取工作中以备不时之需。
2、实验整个实验的过程包含三种实验，其一萃取平衡实验，其二为整体液膜实验，其三为离子交换实验。
2.1 萃取平衡实验在试验中，主要以磷酸三丁酯为实验载体，取适量的没有所谓稀释剂。
准备一个锥形瓶，将有机相和水进行融合，二者各取20ml，将溶液的温度控制到恒温的状态下，然后对其进程时约5分钟的震荡。
青霉素萃取工艺条件研究
清华大学学报(自然科学版)JOURANL OF TSINGHUA UNIVERSITY(SCIENCE AND TECHNOLOGY)1999年第39卷第10期V ol.39No.10 1999青霉素萃取工艺条件研究苗勇亓平言苏玉山文摘对青霉素萃取理论模型进行研究，并作了大量的实验研究，发现传统的青霉素萃取工艺条件(pH=1.8～2.2，温度为5 ℃，相比V O /VW=1/2～1/2.5，采用两级萃取)不是最佳的。
提出了新的萃取操作工艺条件，即pH=3.0±0.2，温度为常温20 ℃，相比VO /VW=1/3～1/4，并采用三级萃取以保证萃取率。
实验证明，提高萃取的pH值，有利于萃取体系选择性的提高，可以减小青霉素的损失；提高萃取温度将极大地降低能耗；适当降低萃取相比，有利于提高产品质量，减少对杂酸的萃取。
关键词青霉素；萃取；工艺条件分类号TQ 460.6Study on technical conditionsof penicillin extractionMIAO Yong, QI Pingyan, SU YushanDepartment of Chemical Engineering,Tsinghua University, Beijing 100084, ChinaAbstract Based on the study of the theory model of penicillin extraction and experiment results, it is found that the traditional technical condition of penicillin extraction(pH=1.8～2.2, 5 ℃, VO /VW=1/2～1/2.5, two-stage countercurrentextraction) is not the best choice. A new operation condition ispresented, that is pH=3.0±0.2, 20℃, VO /VW=1/3～1/4,three-stage countercurrent extraction. The experiment results show that, it is benefit for the selectivity and yield rate to raise the pH value; raising the temperature can cut down the energy cost; the quality of the product is improved and the extraction of impure acid is decreased by reducing the phase ratio.Key words penicillin；extraction；technical condition青霉素是目前生产量最大应用最广泛的一类抗生素。
青霉素V钾提取工艺与研究进展
青霉素V钾提取工艺与研究进展作者：冯薇张小双宋海英来源：《科学导报·学术》2020年第24期摘要：综述了青霉素V钾的提取工艺现状及提取工艺的研究进展，重点介绍了青霉素V 钾提取工艺的膜分离技术、萃取工艺、结晶工艺研究情况，并对青霉素V钾的未来发展方向提出了几点建议。
关键词：青霉素V钾;萃取;结晶中图分类号：R978.1青霉素V钾又名苯氧甲基青霉素钾盐，是一种重要的原料药和医药前体，是治疗革兰氏阳性菌及部分阴性菌感染的首选药物。
青霉素V原料广泛应用于口服制剂加工，还有6-APA、7-ADCA等中间体制备，以及半合成青霉素和头孢菌素生产。
目前，青霉素V钾国外生产厂家主要有奥地利SANDOZ，国内生产厂家主要有华北制药和威奇达公司，大部分用于出口。
目前国内外有关青霉素V生产提取的文献报道较少[1～3]。
目前，现行生产工艺采用传统的溶媒萃取工艺，在工艺控制、收率上与国外有一定的差距，有待进一步提高。
1、青霉素V钾提取生产工艺工业上青霉素V钾提取和青霉素G盐提取工艺相似。
青霉素V钾提纯工艺主要是通过发酵液过滤、萃取、反萃取、结晶几个步骤来完成的。
青霉素V钾发酵液冷却过滤后，滤液在一定的 pH 值下于萃取机内进行多级逆流萃取，得到萃取液后再进行反萃。
最后在丁醇溶液中进行蒸发结晶得到青霉素V钾盐的母晶，过滤洗涤干燥即可得到较高质量的产品。
2、青霉素V钾提取工艺研究进展天津大学的王芬卿对青霉素V的提取工艺进行了详细的研究[4]。
现行乙酸丁酯提取工艺中乳化问题直接影响青霉素的收率。
现行工艺是靠在萃取过程中加入破乳剂来减轻乳化，以提高收率。
但是，破乳剂的研发工作很難适应性质不断变化的发酵液。
此外破乳剂的使用也很难完全解决萃取效率降低的问题。
因此，提取工艺向无破乳技术方向发展也就成了大势所趋。
2.1 膜分离技术的应用传统的过滤青霉素发酵液的方法有板框过滤和真空转鼓过滤，而近年来对膜分离技术的应用研究较多。
超滤可以有效的去除大分子物质，如蛋白质、病毒、热源、炭黑等。
青霉素提取工艺的研究
科技论坛青霉素（Benzylpenicillin /Penicillin ）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[1-6]。
青霉素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[7-11]。
青霉素具有抗菌活性强，疗效高，毒性低等优点。
青霉素G 是弱酸，目前国内外生产中大多采用溶媒萃取法，生产中能耗大[12-14]。
本文对青霉素提取工艺进行研究。
1仪器与试药LC-100（梯度配置）高效液相色谱仪(上海伍丰科学仪器有限公司);henomenex 通用型保护柱(广州菲罗门科学仪器有限公司);KHW-D-1LC 精密拉伸水浴锅(上海科恒实业发展有限公司)；双向磁力搅拌器(北京来亨科贸有限责任公司)；AP-01P 型无油真空泵(天津奥特赛恩斯仪器有限公司)；奥豪斯Explorer 专业型分析天平（奥豪斯仪器上海有限公司）；PS3200超声波震荡器清洗机（普洛帝中国服务中心);5418R 小型台式冷冻离心机(Eppendorf 中国有限公司）；MW 实验室级超纯水器(北京盈安美诚科学仪器有限公司)；精密离子计PXS-4509（上海大普仪器公司）；XSYF-D 实验室废水处理设备(北京湘顺源科技有限公司)；酸度计（上海精密仪器仪表有限公司）。
青霉素G 钠盐（华北制药集团），磷酸三丁酯（上海翔康科技发展有限公司），煤油（上海千峰化工有限公司），KH2PO4（青岛市鹏远化工贸易有限公司），甲醇（广西明利化工有限公司）。
2实验2.1萃取平衡实验。
磷酸三丁酯为载体，煤油为稀释剂，将20mL 的有机相和20mL 水溶液放入锥形瓶中，恒温水浴中振荡5分钟后，将溶液取出放入分液漏斗中分层，采用高效液相测定青霉素的摩尔浓度。
磷酸三丁酯浓度600mmol/L 时，分别采用水相中的pH 值为3.1、3.5、4.0、4.5、5.0、5.5、6.0、7.0进行实验。
青霉素提取工艺的研究
25.0 feed phase stripping phase
20.0
15.0
10.0
5.0
0.0 0
100 200 300 400 500 t / min
图 7 HFRLM 实验浓度-时间变化图
Fig. 7 Variation of penicillin G concentration with
time in hollow fiber renewal liquid membrane process
Fig. 4 Effect of TBP concentration on the recovery efficiency of penicillin G
2. 结果与讨论
2.1 萃取平衡实验
TBP 与青霉素 G(Penicillin G，HP)间络 合反应属中性络合，反应方程式如下：
(2) 结果如图 3 所示，在室温 20°C 下，以
C / mg·ml-1 PG
C / mg·ml-1 PG
失，青霉素 G 溶液可稳定 8 h 以上[1]。 整体液膜实验采用 8.69 mg/ml 的青霉
素 G 溶液，用磷酸盐缓冲液调节 pH 值到 5.0，料液相总体积为 150 mL。有机相采用 体积分数为 15%的 TBP-3%的异辛醇-煤油 为液膜相，总体积为 80 mL。由于整体液膜 实验中有机相的用量较大，搅拌过程容易产 生乳化现象，故加入少量的异辛醇来抑制乳 化产生。反萃相用 0.1 mol/L 的 Na2CO3 溶液， 用质量分数 10%的硫酸调节 pH 到 7.01，总 体积为 150 mL。采用电动搅拌仪，搅拌转 速为料液相 150 r/min，反萃相 155 r/min。 操作温度为室温 21.5°C。结果如图 5 所示。
青霉素萃取工艺条件研究
青霉素萃取工艺条件研究作者：李美进来源：《中国科技博览》2015年第10期[摘要]本文对青霉素萃取工艺条件进行了研究，分析出了最佳的萃取模型，而且进行了多次实验，证明了传统青霉素萃取工艺条件萃取效果并不是最佳的，研究人员提出了新的萃取工艺条件，pH在3.0，温度在20℃，相比VO/VW在1/3-1/4左右时，采用三级萃取可以保证最佳的萃取率，这新的青霉素萃取工艺条件下，可以减少青霉素的损失率，还可以减少杂质，提高萃取的质量。
下面笔者对实验的过程以及结果进行简单的介绍，以供相关工作者参考与借鉴。
[关键词]青霉素萃取工艺模型条件中图分类号：P141.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）10-0390-01青霉素是一种应用范围比较广的抗生素，其具有较强的抗菌性，而且毒性比较低，在临床应用时治疗效果比较好，在治疗敏感性细菌感染问题时，属于首选药物。
在青霉素萃取的过程中，对萃取工艺条件有着一定要求，传统的萃取方法是溶媒萃取法，工作人员一般会选择醋酸丁酯作为萃取剂，萃取工艺条件为pH=1.8-2.2，温度为5℃，相比VO/VW=1/2-1/2.5，在反萃取的过程中，反萃取剂选用的是碳酸氢钾溶液。
研究人员在对青霉素萃取过程进行反复的实验与研究后发现，当前采用的传统萃取方法并不是最佳的萃取工艺条件，在pH酸性条件下，青霉素具有不稳定性，在萃取的过程中会出现较大的损失，收率只能达到90%，增加了青霉素生产的成本，必须对其进行改进。
一、青霉素萃取理论模型1、青霉素在水溶液中的离解平衡青霉素对酸具有不稳定性，这主要是因为青霉素本身属于有机弱酸，在水溶液中存在电离平衡，即在上式中，HP代表青霉素分子， P-为青霉素酸根，Ka=c（H+）c（P-）/c（HP）为青霉素离解常数， -lgKa=2. 75。
在水溶液中，青霉素存在分子态与阴离子态，这两种酸根的质量在pH不同的条件下会出现不同的变化。
分子态与阴离子态量的百分比C随pH值变化的曲线如图1所示，在该图中可以看出，pH=2.75时，二者的组成相等，质量各占50%；当pH值=2.0时，分子态质量比较大，当pH=3.0时，阴离子态的质量比较大。
苯氧甲基青霉素分离技术及其应用研究进展
苯氧甲基青霉素分离技术及其应用研究进展本文对青霉素V的分析方法、提取分离技术及应用进行了阐述。
重点介绍了其应用特别是在下游产品生产技术方面的优势。
同时，对今后青霉素V技术发展方向进行了展望。
标签：青霉素;青霉素V;分离技术一、青霉素概述1929年Flemming发现了青霉素（Penicillins），这是世界上最著名的抗生素，也是人类应用于临床的第一种抗生素。
青霉素是临床抗感染的首选药物之一，长期以来，国内外临床一致证实青霉素具有抗菌作用强、疗效高、毒性低等优点，目仍广泛应用于临床，而且在治疗很多感染疾病中仍为首先药物。
青霉素是由青霉菌所产生的一类抗生素的总称，它们是由不同菌种或同一菌种在不同培养条件下培养所得的同一类化学物质。
青霉素是临床抗感染的首选药物之一，同时又是裂解生产6 APA（6氨基青霉烷酸）和7 ADCA（7氨基3去乙酰氧基头孢烷酸）等半合成抗生素中间体的重要原料，是当今β内酰胺抗生素市场的基石。
青霉素发酵液中含有5种以上天然青霉素（如青霉素F、G、X、K、F和V等），其共同的化学结构如图。
1.2青霉素V概述苯氧甲基青霉素又称青霉素V，最初是由Behrens等于1947年采用生产青霉素G菌种，在发酵过程中加入正（2羟乙基）苯氧乙酰胺特殊前体试制成功，并于1955年生产出口服制剂并应用于临床。
青霉素V对酸稳定性高，不易被胃酸破坏，口服吸收好，其口服剂尤其适合儿童使用。
而且作注射针剂使用时，可不做皮试，安全性高。
目前，美国、英国、德国等国家均有规模生产，并在美国、日本、西班牙、荷兰和西欧等一些国家的临床上广泛使用。
青霉素V分子结构主要由β-内酰胺环和四氢噻唑环组成，其中β-内酰胺环起到主要的抗菌作用，含有苯氧甲基的侧链结构对青霉素V 的理化性质也有较大的影响。
青霉素分子中含有3个不对称碳原子，故具有旋光性。
青霉素V 用青霉素酶失活后，在268nm 和274nm 有两个苯环吸收峰，其消光系数分别为1330 和1100，比值为1.2。
双水相萃取——青霉素
双水相萃取——青霉素双水相技术在青霉素的领域的应用的可行性报告一、药品青霉素的特性青霉素是人类最早掌握的抗生素，也是目前生产量最大应用最广泛的抗生素之一。
青霉素是一大类抗生素的总称，是指从青霉菌培养液中提取的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。
然而，青霉素不耐酸碱，过酸过碱都可使其结构发生变化而失去抗菌性。
此外，青霉素为窄谱抗生素，其抗菌作用很强，低浓度时起抑菌作用，高浓度时具有强大的杀菌作用。
但只对革兰氏阳性菌及少数革兰氏阴性菌效果好，对大多数阴性菌则无效。
青霉素的抗菌机制主要抑制细菌细胞壁的合成，从而破坏其对菌体的保护作用。
细菌细胞壁的主要成分由粘肽组成，青霉素能制止粘肽的合成，而对已形成的细胞壁无破坏作用。
因此其对生长旺盛(即细胞壁生物合成时期)的敏感菌特别有效，而对代谢受到抑制的静止期细菌则效果较差。
二、双水相的特点双水相系统萃取成为新兴生物技术产业研究的热点，主要是该技术对于生物物质的分离和纯化表现出特有的优点和独特的技术优势：(1)分相时间短. (2)含水量高，在接近生理环境的体系中进行萃取，不会引起生物活性物质失活或变性；(3)界面张力小 (4)不存在有机溶剂的残留问题，且高聚物对人体无害；(5)大量杂质能与所有固体物质一同除去，使分离过程更经济；(6)易于工艺放大和连续操作，与后续提纯工序可直接相连接，无需进行特殊处理；(7)操作条件温和，整个操作过程在常温常压下进行。
(8)多种因素都可以对被萃取物质在两相的分配产生影响，故而可以利用多种手段来提高选择性和回收率。
三、华药青霉素的生产状况华北制药厂是国内生产青霉素的主要企业之一，它采用了以醋酸丁酯为萃取剂的溶媒萃取工艺，它属于酸式萃取，其酸性可以破坏青霉素活性。
溶媒萃取对青霉素的分离提纯的关键设备是离心萃取机，90年代前华药采用的罐式萃取，其萃取时间长，故而酸性溶液对青霉素活度的破坏作用大。
自1989年华药采取Decanter 离心机萃取工艺取代传统的罐式萃取工艺进行研究，青霉素混合液在数秒即将达到充分混合后高速离心分离，使青霉素快速转移到醋酸丁酯相中，大大缩短了青霉素在酸性条件下的混合、分离时间，减少了青霉素的酸性降解，分离效率较之罐式萃取工艺也大大提高。
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青霉素萃取法分离技术研究进展摘要：对青霉素分离技术中的萃取法的研究进展进行综述关键词：青霉素；萃取法；分离青霉素是目前生产量最大的抗生素,具有抗菌作用强、疗效高、毒性低等优点,是治疗细菌性感染的重要药物。
由于性价比优良,青霉素G是目前应用最广泛的天然抗生素之一,它的钾盐还是十分重要的原料药,主要用于生产一系列半合成抗生素[1]。
青霉素G的生产采用生物合成法,其分离提纯过程包括过滤、提取、共沸结晶等几道工序,其提取工艺现多采用乙酸丁酯萃取法。
但该工艺存在一些不足:如青霉素效价损失严重;生产能耗大;溶剂回收困难;使用破乳剂,增加了成本。
近年来,随着青霉素扩产,产量激增,造成供过于求的状况,为了提高行业竞争力,科技工作者围绕完善现有萃取过程和进行新技术开发两个方面进行了大量研究工作。
1.改进与完善1.1室温三级萃取新工艺苗勇等[2]对乙酸丁酯萃取青霉素的理论模型进行了探讨,并做了大量的实验研究,针对传统的青霉素萃取工艺条件进行了优化。
提出了新的萃取操作工艺条件,即pH(3.0±0.2),温度为常温20℃,相比Vo/Vw=1/3~1/4,并采用三级萃取以保证萃取率。
他们认为,适当提高萃取的pH值,有利于萃取体系选择性的提高,可以减小青霉素的损失;常温萃取可以极大地降低能耗;适当降低相比,有利于提高产品质量,减少对杂酸的萃取。
按照年产1000吨青霉素工厂计算,料液中青霉素效价20000u/ml,收率70%,日处理300吨料液,可计算出从pH3.0到pH2.0所需酸量及运行费。
其冷却费用按全年平均降低10℃计算,忽略其设备投资。
两种工艺所需费用差别列于Tab.1(按1998年价格计算)。
苗勇等认为,新工艺比原工艺每年减少费用210万元,总效益可观,该工艺是可行的。
2.新分离技术的应用2.1双水相萃取/乙酸丁酯萃取关怡新等[3]研究了PEG/硫酸铵/水双水相系统用于青霉素发酵液的萃取,并进行了小试实验,得到了青霉素G的结晶,纯度为88.48%,总收率为76.56%。
该流程可直接处理发酵液,免除了发酵液的预处理,且在两相的界面上也未见乳化;将传统工艺中的3次萃取减少为1次双水相萃取和一次乙酸丁酯反萃,降低了乙酸丁酯的用量。
Rogers等[4]采用亲水性离子液体1-丁基-3-甲基咪唑盐酸盐([Bmim]Cl)和水合磷酸钾(K3PO4)可以形成上相富集离子液体和下相富集磷酸钾的双水相体系(ATPS). 刘庆芬[5]等也进行了研究离子液体双水相可以有效萃取青霉素,轻相中青霉素萃取率可达93.7%.离子液体双水相萃取青霉素是一项高效分离青霉素的新技术.离子液体双水相体系萃取青霉素的pH值在4~5之间,为弱酸性,青霉素降解率降低,萃取收率提高.萃取过程不发生乳化现象,有利于两相分离.2.2三相一步法萃取新工艺陈继[6]等将高分子聚合物/盐或两种高分子聚合物按比例加入青霉素发酵液或其滤液中，形成双水相，再加入有机相形成三相，调整Ph,通过搅拌、离心，一次完成提取、纯化及除杂过程，青霉素被提取到有机相中，色素、杂志及杂蛋白等则被分配到双水相中，有效纯化有机相，降低乳化程度，简化青霉素萃取的絮凝、破乳、冷冻脱水和脱色等工艺，综合利用多相体系的密度梯度、极性梯度，对目标产物和杂质同时进行定向分离。
2.3反胶团萃取吴子生等采用反胶团法,在室温和pH5～8的条件下进行青霉素的反胶团相转移提取研究,取得了满意的结果[7]。
一方面,由于pH对萃取率影响不大,可以在较高的pH条件下操作,另一方面,可以利用离子强度的变化将杂蛋白去除。
反胶团萃取已经在某些生物产品的提纯上得到应用,但是要用于青霉素这样的大处理量、低附加值的产品生产,还很困难。
2.4外场强化萃取外场强化可以提高化工分离过程的分离效率。
用电场来强化萃取过程，可以改善液滴表面性质，提高其传质系数，同时还能促进分散的液滴凝并团聚，缩短分相时间。
Weatherley[8，9]等在实验室研究了电场强化对二氯甲烷萃取青霉素的影响。
实验在高度为0.65m, 直径为25mm的玻璃喷淋萃取柱中进行，青霉素发酵液经静电喷嘴喷出后，作为分散相与在电场作用下的二氯甲烷逆流接触，完成萃取过程。
结果表明，该方法用于全发酵液的萃取可以提高界面传质速率，分相困难的问题也可得到解决。
在pH4,20kV电场作用下，青霉素的萃取率可以提高5倍。
电场强化萃取可作为青霉素全发酵液萃取过程中机械强化液-液接触的替代方法。
2.5支撑液膜萃取台湾清华大学化工系进行了支撑液膜法提取青霉素新工艺的研究[10],系将溶解于正癸醇的胺类试剂(LA 22)支撑在多孔的聚丙烯膜上,利用胺类与青霉素固定的化学反应,把青霉素从膜一侧的溶液选择性地转入另一侧。
目前,该办法还停留在初步探索阶段。
2.6中空纤维膜非分散萃取技术2004年张卫东教授提出了一种新型液膜技术——“中空纤维更新液膜”技术。
该技术采用疏水型中空纤维膜,膜的微孔中事先用有机萃取相浸润,料液相与反萃相分别在中空纤维膜的两侧流动,在管内相流体中加入一定量的有机萃取相,与管内相流体形成极为细小的微滴。
在流动的过程中,萃取相微滴与管内相密切接触, 形成一层极薄有机相液膜。
如图3所示,溶质从料液相被萃取到有机相微滴和壁面的有机相液膜中,其中有机相微滴在流动过程中迁移到壁面的有机相液膜;溶质扩散通过有机相液膜和存留在中空纤维膜微孔中的有机相,到达反萃相。
中空纤维更新液膜过程是一种新型的同级萃取反萃技术[11-16]，它解决了传统液膜过程存在的膜液流失、操作复杂、传质阻力高等问题，在青霉素G原位提取方面有较大应用潜力。
2.7离子交换和树脂吸附目前，离子交换和树脂吸附技术主要用于从青霉素提取、结晶的废液中回收青霉素以及在青霉素水解生产6-APA过程中去除苯乙酸以降低其浓度[17~18]。
Vyas等运用离子交换的方法从青霉素生产过程产生的废液中分离青霉素。
三种不同的阴离子交换树脂和七种不同的洗脱方式用于青霉素的吸附和解吸。
在不同的洗脱条件下，青霉素的脱附能力随所使用的树脂种类不同而变化；提高树脂中DVB的含量，青霉素的吸附能力下降。
湛竞清等进行了强碱性树脂从水-正丁醇溶液中吸附青霉素G的研究，对凝胶型和大孔型树脂在动态和静态条件下的吸附行为进行了对比。
凝胶型201X4氯型树脂能很好地吸附青霉素 G，向混合洗脱剂中添加丙酮对提高洗脱效果有利。
戈悦慈等使用大孔吸附树脂从青霉素结晶母液中回收青霉素，青霉素钾盐的平均总收率62％，纯度在 95％以上。
离子交换和树脂吸附技术用于青霉素提纯，收率偏低，解吸困难。
并且其规模与产量很难适应青霉素的大规模生产。
此外，多种易挥发洗脱剂的使用可能对人体和环境造成的影响也值得我们关注。
3.青霉素提取工艺研究展望目前青霉素产品价格下跌，利润空间下降。
为了企业生存，必须进行生产工艺的改造，以降低成本，提高市场竞争力。
新的分离提纯方法虽然有着许多诱人的优点，但大多数工艺还处于实验室研究阶段，实现工业化还有很长的路要走。
笔者认为，在进行青霉素提取新工艺开发研究时，可以从以下几个方面进行考虑。
3.2 开发环境污染小的新型膜分离技术青霉素萃取分离技术研究进展谭显东等落后的分离技术已成为制约抗生素产业发展的瓶颈,因此,新型分离过程的开发势在必行。
相比于其它分离技术,膜技术具有分离效率高、节能、不破坏产品结构、少污染、操作简便等优点,并且还是一种对环境污染小的技术。
由于其优良的分离性能和诱人的经济前景,在生化分离中具有重要的作用,很可能成为现行青霉素提取工艺的换代技术。
3.3 提纯过程与发酵过程、中间体制备过程的统一协调目前,国内抗生素生产企业在进行技术革新和新产品、新工艺开发时,发酵、分离提纯和中间体制备等各个环节的研究工作几乎完全脱节,缺乏统一协调,研发工作的成效受到严重影响,整体工艺水平进步不大。
笔者认为,在开发青霉素提取新工艺时,应充分认识到,提取、分离只是整个青霉素生产过程的一个环节,在具体的研发工作中,应纵观全局,除考虑到提取工艺自身的特点和要求外,还应该注意到与其它工艺的协调和配合,以便尽可能从整体上提高生产效率、降低成本。
例如,将发酵技术与各种膜分离、膜萃取技术耦合,可以减小副产物对发酵过程的抑制作用,提高产率。
由此可见,开发清洁环保的集成化工艺、实施可持续发展战略将成为未来青霉素提纯技术的发展方向。
目前,国产青霉素除了直接用于治疗外,相当大一部分产品作为原料药,用于制备半合成抗生素工业的中间体6-APA。
我们认为,可以充分利用化工研究领域的前沿技术,构建全新的工艺流程,实现青霉素发酵-提取-中间体制备一体化。
例如,可以将萃取、生物转化、膜分离与有机相酶催化等技术耦合,以绿色萃取剂(如离子液体)为萃取相,通过中空纤维膜非分散性萃取技术实现发酵-提取过程的耦合,同时在有机相内对青霉素进行酶促催化裂解,可一步制得中间体6-APA,降低成本、提高产品收率和质量,提高国产青霉素的市场竞争力。
参考文献[1]顾觉奋,王鲁燕,倪孟祥.抗生素[M].第一版,上海:上海科学技术出版社,2001[2]苗勇,亓平言,苏玉山.青霉素萃取工艺条件研究[J].清华大学学报(自然科学版),1999,39(10):77[3]Guan Y X, Zhu Z Q, Mei L H. Technical aspects of extractive purification ofpenicillin fermentation broth by aqueous two-phase partition [J].Sep Sci Tech,1996,31(18):2589[4]Gutowski E K,Broker A G,Rogers D R,et al.Controlling theaqueous miscibility ofionic liquids:Aqueous biphasic systems ofwater-miscible ionic liquids and water-structuring salts for recycle,metathesis,and separations.J Am Chem Soc,2003,125:6632~6633[5]刘庆芬,胡雪生,王玉红等.离子液体双水相萃取分离青霉素[J]科学报,2005,50(8):756-759[6] Chen J, Liu HZ, Wang B,et al. Study on the three-phaseextraction of penicillinG with a single-step method [C].Proceedings of the international solventextraction confer-ence, Johannesburg,2002,1:602[7]吴子生,贾颍萍,褚莹,高等学校化学学报,1993;14(10):1427[8] Weatherley L R, Campbell I, Kirton D,et al. Electrical-ly enhanced extractionof penicillin G into dichlorome-thane [J].J Chem Tech&Biotech,1990,48:427 [9] Weatherley L R. Some fundamental innovations in direct·384·中国抗生素杂志2005年6月第30卷第6期solvent extraction of low molecular weightbiologicalproducts [J].Miner Processing Extr Metall Rev,1998,18:147[10]LeeCJ,YehHJ,YangWJetal,BiotechnolBioengr,1993;142(4):527[11]张卫东, 李爱民, 李雪梅, 等. 液膜技术原理及中空纤维更新液膜[J]. 现代化工.2005, 25(4): 66-68.Zhang Weidong, Li Aimin, Li Xuemei, et al. Principle of liquid membrane and hollow fiber renewal liquidmembrane [J]. Modern Chemical Industry, 2005, 25(): 66-68. (in chinese)[12]Zhang W D, Liu J T, Ren Z Q, et al. Kinetic study of chromium(VI) facilitatedtransport through a bulk liquidmembrane using tri-n-butyl phosphate as carrier [J]. Chemical Engineering Journal, 2009, 150(1): 83-89.[13]Ren Z Q, Zhang W D, Liu Y M, et al. New liquid membrane technology for simultaneousextraction andstripping of copper(II) from wastewater[J]. Chemical Engineering Science, 2007, 62(22): 6090-6101.[14]Ren Z Q, Zhang W D, Dai Y, et al. Modeling of effect of pH on mass transfer ofcopper(II) extraction byhollow fiber renewal liquid membrane [J]. Industrial & Engineering Chemistry Research, 2008, 47(12):4256-4262.[15]Ren Z Q, Zhang W D, Li J, et al. Simultaneous extraction and concentration ofPenicillin G by hollow fiberrenewal liquid membrane [J]. Biotechnology Progress, 2009, 25(2): 468-475.[16]Ren Z Q, Zhang W D, Li H S, et al. Mass transfer characteristics of citric acidextraction by hollow fiberrenewal liquid membrane [J]. Chemical Engineering Journal, 2010, 146(2): 220-226.[17]Vyas S N, Patwardhan R, Padhye V M. Ion exchangersfor the recovery of penicillinfrom its waste [J].Sep SciTech,1980,15(2):111[18]谌竞清,于立军,赵永欣,等.强碱性树酯从水-正丁醇溶液中吸附青霉素G研究[J].化学工程,1999,27(3):8。