土霉素生产工艺
- 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)。
土霉素生产工艺摘要:目的:土霉素生产工艺的概述。
方法:土霉素提取工艺是通过黄血盐-硫酸锌作净化剂协同去除蛋白质等高分子杂质,然后用树脂脱色进一步净化土霉素滤液,最后调pH至左右结晶得到土霉素碱产品。
关键词:生产工艺;土霉素;黄血盐-硫酸锌
1 土霉素概述
土霉素又称为地霉素或氧四环素,英文名称(Terramycin Oxytetracycline)属于抗菌素的一种,对多种球菌和杆菌有抗菌作用,对立克次体和阿米巴病原虫也有抑制作用,用来治疗上呼吸道感染﹑胃肠道感染﹑斑疹伤寒等,现今主要用于畜禽药及饲料添加剂。土霉素是一个典型的利用生物工程技术生产的产品,生产工艺涉及种子培养、发酵、提取、过滤、脱色、结晶、离心和干燥等重要的单元操作和工程概念。
土霉素简介
1.1.1 名称与化学结构式
中文名:土霉素
英文名:OXYtetracycline
化学名:(4s,4аR,5S,5аR,6S,12аS)-N-4-二甲胺基-1,4,4а,5,5а,6,11,12а-八氢,5, 6,10,12,12а- 六羟基-6-甲基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺。
分子式:C22H24N2O9 相对分子质量:
1.1.2 性状与理化性质?[1]
土霉素又名氧四环素,为灰白色至黄色的结晶粉末,无臭,味苦,熔点是180℃,在日光下颜色变暗在碱性溶液中易破坏失效。土霉素盐酸盐为黄色结晶,味苦,熔点190~194℃,有吸湿性,但水分和光线不影响其效价,在室温下长期保存不变质,不失效。盐酸盐易溶于水,溶于甲醇,微溶于无水乙醇,不溶于三氯甲烷和乙醚,在酸性条件下不稳定。添加到饲料中,在室温下保存四个月,效价下降4%~9%,制粒时效价下降5%~7%。
土霉素生产菌种
土霉素是由放线菌(龟裂链霉菌)所产生的抗生素。土霉素钙盐是发酵培养液中入碳酸钙,经过滤,干燥而制得。
2 土霉素生产工艺
土霉素的生产工艺流程概述
土霉素生产工艺主要分为:发酵、酸化过滤、脱色结晶、离心干燥四个阶段。其生产工艺流程,如图:
土霉素工艺流程简图
发酵工艺流程
2.2.1 斜面孢子制备
首先培养三支斜面孢子, 斜面孢子的培养基是由麸皮和琼脂组成,用水配制。培养孢子条件:斜面孢子在~36.8℃培养,不得高于37℃。若36℃超过2小时则生产能力明显下降,不可用于生产。而且在袍子培养过程中还需保持一定相对湿度,湿度55%~60%。培养时间96个小时。将三支斜面孢子加入无菌水之后制成悬浮液。将悬浮液放置于4℃~6℃的冰箱中备用。
2.2.2 一级种子罐发酵
一级种子罐采用实罐蒸汽灭菌法灭菌。培养温度为31℃,采用夹套式换热(自动温度调节),罐内生长弱,无动力设备,设备密封。发酵约28h,培养液可趋于浓厚,并转黄色,种子培养液pH值为~时,移入二级种子罐。
2.2.3 二级种子罐发酵
二级种子罐采用实罐蒸汽灭菌法灭菌。培养温度为31℃,采用夹套式换热(自动温度调节),有搅拌动力设备。二级罐发酵约28h,培养液外观深粽、稠、有气泡,pH大于移入三级发酵罐。
2.2.4 三级发酵罐发酵
三级发酵罐采用实罐蒸汽灭菌法灭菌,接种量为15~20%,发酵全程温度控制在30~31℃,分段培养。采用列管式换热(自动温度调节),有搅拌动力设备。发酵过程,菌体大量生长,培养基快速消耗,需要对其进行补料控制。发酵导致pH降低,需补氨水调节pH。产生的大量泡沫,需加消沫剂进行消沫。发酵过程消耗氧气,需通氧补充,通气量为:~m。发酵过程通氨、补糖的工艺具体控制的方法不甚相同。接种后发酵pH低于时,开始通氨,通氨量的多少参考pH。要求100h前pH在~,100h后~,放罐前8小时停止通氨。根据发酵液的残糖值补入总糖(即淀粉酵解液),一般在100h 前残糖控制~%,100h至150h控制~%,150h至放罐前6h控制%。在菌丝接近自溶期前放罐。
酸化过滤工艺流程
2.3.1 酸化
土霉素能和钙、镁等金属离子,某些季胺益、碱等形成复合物沉淀(即不溶性络合物)。在发酵过程中,这些复合物积聚在菌丝中,在液体中的浓
度不高。发酵结束后,土霉素大部分沉积在菌丝中,发酵液中很少。因此,应对土霉素发酵液进行酸化等处理,使菌丝中的单位释放出来,以保证产品收率和质量。
2.3.1.1酸化剂的选择
酸化剂一般可采用盐酸、硫酸、草酸、磷酸等,但根据土霉素滤液质量的要求,若滤液中有钙离子存在,则对直接沉淀是否完全有一定的影响,通过生产实践认为采用草酸作酸化剂较好。因为草酸去钙较完全,析出的草酸钙还能促进蛋白质的凝结,提高滤液质量。草酸属于弱酸,比盐酸、硫酸等对设备腐蚀性较小,但其价格较贵,并可促使差向土霉素等异构物的产生。在采用草酸作酸化剂时,必须降低温度,要求15℃以下,尽量缩短操作时间,避免或减少差向异构化。在有条件的情况下,应进行草酸回收工作。鉴于以上因素,酸化剂采用草酸和盐酸。
2.3.1.2酸化pH的控制
加草酸酸化调pH的目的是为释放菌丝中的单位,同时还得考虑土霉素的稳定性、成品质量及提炼成本,故对酸化pH要严格控制。目前工艺上控制在~范围内.
2.3.1.3发酵液的纯化
发酵液中同时存在着许多有机和无机的杂质,为了进一步提高滤液质量,为直接沉淀法创造有利条件,必须在发酵液的预处理过程中添加纯化剂。目前生产上是利用黄血盐和硫酸锌的协同作用来去除蛋白质,同时去除铁离子,并加入硼砂,以提高滤液质量。在不影响滤液质量的前提下,纯化剂的加入量应尽量减少,以降低成本。
2.3.2 过滤
过滤工艺采用板框过滤机过滤。滤布可以去除一些杂质。正批液经过板框过滤机后直接进入正批液储罐。为了提高过滤机中土霉素的利用率,采用三级过滤和顶洗的方法。顶洗的要求是高于4000单位的滤液才能够进入过滤机后进入正批液的储罐。
脱色结晶工艺流程
2.4.1 脱色
为了进一步去除滤液中的色素和有机杂质,以提高滤液质量,将滤液通入脱色罐,由其中的122-2树脂进行脱色。该树脂在酸性滤液中氢离子不活泼,不能发生电离及离子交换作用,但能生成氢键。其生成的氢键可吸附溶液中带正电的铁离子、色素及其它有机杂质,从而提高土霉素滤液的色泽和质量。树脂在氢氧化钠溶液中,由氢型变成钠型,失去氢键的活性,使其吸附的色素和杂质解离出来,再经酸作用可恢复其氢键的活性,重复使用。
2.4.2 结晶
土霉素发酵液经过上述预处理后,即可在酸性脱色液中用碱化剂调节pH 至等电点,使土霉素直接从滤液中沉淀结晶出来。
2.4.2.1碱化剂的选择
碱化剂一般可采用氢氧化钠、氢氧化铵、及碳酸钠、亚硫酸钠等,各有其特点。
2.4.2.2 pH的控制与产量和质量关系
在连续结晶过程中,pH的高低对产品质量有一定影响。土霉素的等电点为~,在~之间,游离碱在水中的溶解度几乎不变。若pH控制在接近等电