青霉素提取精制工艺过程演示文稿

微生物制药工艺及反应器（第十章）
② 浓度：结晶液浓度过高时，杂质含量也相应升高， 对成品质量有影响；如果浓度过低，则设备利用率低， 母液体积增加，相应地残留在母液中的发酵单位也增 加，同时增加原材料(如氯化钠)的消耗，从而提高成本。 因此工艺上要求青霉素钠盐结晶液的浓度应控制在 10—20万u／m1左右较适宜。
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③ 色泽：要求结晶液的颜色应为淡黄色透明液体。 因为结晶液的颜色也能表示其质量情况，结晶液色泽 不好，就直接影响到成品的色级。
④ 温度：二次青霉素钠盐水溶液在低温条件下较稳 定，因此在5℃左右存放。
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⑤ 丁酯含量：如果二次青霉素钠盐水溶液中含过量 多的丁酯，则将使结晶不易控制，容易使晶形长乱， 影响洗涤效果，使成品质量下降，同时也影响收率。
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⑴ 预处理及过滤
① 发酵滤液冷却至10℃→ ② 鼓式真空过滤机过滤→ ③ 一次滤液pH6.2-7.2，蛋白质0.05%-0.2%→ ④ 沉淀蛋白质加10%硫酸调pH4.5-5.0， 0.05%PPB，0.7%硅藻土助滤剂→ ⑤ 板框过滤机过滤→ ⑥ 二次滤液（澄清透明）→萃取。
青霉素提取精制工艺过程演示文稿
微生物制药工艺及反应器（第十章）
第三节 青霉素生产工艺过程 二、青霉素的提取和精制工艺过程 1. 工艺流程简图
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2. 工艺控制
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。
⑴ 预处理及过滤 ⑵ 提取 ⑶ 脱色 ⑷ 结晶
但普鲁卡因青霉素结晶是放热反应，因此在整个反 应过程中温度控制在5—20℃较适宜。温度过高要造 成对青霉素的破坏；温度过低会增加反应液的粘度， 造成晶体过细，给洗涤过滤工作带来困难，从而影响 产品质量。
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⑶ 盐酸普鲁卡因水溶液的加入速度 在普鲁卡因青 霉素结晶的过程中，是采用先行加入晶种的方法，故 反应剂盐酸普鲁卡因水溶液的加入速度是“先馒后 快”。先慢是为了让先行加入的晶种迅速生长为晶体。 如果反应一开始反应剂加入速度很快。则造成反应液 过饱和度增加很快，此时晶核形成速度大于晶体生长 速度，在反应液中会增加许多不规则的小晶核，先行 加入的晶种失去控制晶体形态的作用，造成晶体形态 混乱。
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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。
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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：
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直接结晶：在二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 mol/ml NaOH 萃取，pH6.4-6.8下得到钠盐水浓缩液。加2.5倍体积 丁醇，16－26℃，0.67-1.3KPa下共沸蒸馏。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。
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晶种的质量(即大小、均匀度)好坏，对晶体形态控 制有着关键的作用。工艺上要求晶种的形态应椭圆形， 直径在2微米左右。如果加入的晶种直径过大，则结晶 后生成的晶体相应也大。因此控制晶种的质量，对晶 体的形态有着直接影响。
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⑵ 温度 温度高能加强分子运动，反应速度快，晶 体生长快，形成的晶体颗粒较大；温度低，晶体生长 较慢，晶体颗粒较细小。
卧式离心机（POD）分离
————→NaHCO3缓冲溶液（青霉素）
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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）
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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。
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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。
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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）
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10℃以下 pH值6.8～7.4
2．一次（BA）萃取液——————————— —
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下面以青霉素盐溶液结晶普鲁卡因青霉素为例来说 明其工艺要求。在结晶过程中应注意控制晶体大小、 纯度和形态等要求。
⑴ 晶种 晶体形态的控制关键在于品种的采用。在 结晶开始时加入一定量的晶种，以便在大量结晶前预 先增加很多晶核，在结晶过程中这些晶核相互地成长 为晶体，这样成长速度快，而每颗晶核上成长的量并 不多。从而得到微细的品粒，同时形态也得到了保证。
活性炭150-300g/10亿单位
二次BA萃取液 ——————————————
石棉过滤板源自文库
———→脱色 ——————→ 过滤 ——→ 结晶
萃取条件：为减少青霉素降解，整个萃取过程应在 低温10 ℃以下进行。萃取罐冷冻盐水冷却。
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⑷ 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。