月产1吨95%纳他霉素提取纯化工艺设计

目录

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目录............................................................................................................................. I 第一章项目总论.. (1)

1.1 纳他霉素的介绍 (1)

1.2 纳他霉素的应用 (3)

1.3 纳他霉素的提取工艺 (4)

1.4纳他霉素的纯化工艺 (4)

第二章方案设计 (5)

2.1 产品方案 (5)

2.2 生产工艺流程设计 (5)

2.2.2工艺流程说明 (6)

2.2.3工艺流程论证阐述以及工艺参数 (7)

2.3物料衡算 (8)

2.3.1技术参数 (8)

2.3.2计算 (8)

第三章设备选型 (10)

3.1发酵罐 (10)

3.2浓缩装置 (11)

3.3过滤设备 (12)

3.4结晶装置 (12)

3.5干燥器 (13)

第四章防污措施 (15)

4.1 总述 (15)

4.2 设备和管道的清洗与杀菌 (15)

4.3 废气的处理 (16)

4.4 废水的处理 (16)

4.5 废渣的处理 (16)

第五章结语 (16)

参考文献 (17)

第一章项目总论

纳他霉素(Natamycin)也称游链霉素、匹马霉素(Pimaricin)或海松素,是一种天然的多烯大环内酯类抗生素,呈白色或乳白色,几乎无嗅无味,该抗生素是一种很强的抗真菌试剂,能有效的抑制酵母菌等真菌的生长。目前,纳他霉素主要用于乳酪制品、果酱、肉类制品(肉汤、西式火腿)、广式月饼、糕点表面、易发酵食品加工器皿表面等食品行业以及医疗上用于治疗真菌引起的眼科疾病。不仅可以有效防止食品腐败,还能减少真菌毒素对人类的毒害。随着对产纳他霉素菌种及发酵生产工艺研究的不断深入,完善纳他霉素提取工艺就显得尤为重要。

1.1 纳他霉素的介绍

1.1.1纳他霉素的化学结构和理化性质

他霉素是近白色至奶油色的晶体粉末，无臭无味，相对分子量为665.75，结构式为图1-1所示。分子中有一个酸性基团和一个碱性基团，因此纳他霉素是一种两性物质，等电点为6.5，熔点为280℃。

图1.1纳他霉素的分子结构

纳他霉素也称游链霉素（Pimaricin），是一种重要的多烯类抗菌素，可以由Streptomyces natalensis 和Streptomyceschatanoogensis等链霉菌发酵生成的。该抗菌素是一种很强的抗真菌试剂，能有效地抑制酵母菌和霉菌的生长，阻止丝状真菌中黄曲霉毒素的形成。与其它抗菌成分相比，纳他霉素对哺乳动物细胞的毒性极低，可以广泛应用于由真菌引起的疾病。除此之外，由于纳他霉素的溶解度低，可用其对食品表面进行处理以增加食品的保质期，却不影响食品的风味和口感。目前，纳他霉素作为一种天然的食品防腐剂已被批准应用于某些乳制品、肉类、水果、饮料等许多食品工业中。[6]

纳他霉素的紫外吸收光谱如图1-2显示，在290、303、318 nm 处有尖锐的吸收峰，在280 nm处有肩，320 nm 处有宽峰。由于纳他霉素含有四烯环，因此在280 nm~320 nm 间出现吸收峰，而在220 nm 的最大吸收是由于纳他霉素含有发色团。

图1.2纳他霉素的紫外吸收光谱

1.1.2纳他霉素的特点

(1) 无特殊感观形状

纳他霉素是白色或奶油色，无气味、无味道的结晶粉末。它对产品的口感特性无任何影响，当用于食品表面时，只停留在表面上，抑制容易生长在表面的霉菌和酵母。而山梨酸盐具有强烈的苦味和一种柴油味，因受pH 值的制约其添加量一般大于500 mg/kg 从而影响制品的口感和风味。另外，山梨酸盐使用时会转移到食品内部，这样就降低了其在表面的浓度，使已受到抑制的酵母菌和霉菌重新生长。

(2) 适用的pH 范围广

纳他霉素在pH 3~9 范围内具有活性，与常用的山梨酸钾等防腐剂相比，适用pH 范围更宽。山梨酸钾属于酸性防腐剂，适宜在pH 5~6 范围内使用，其防腐效果随着pH 的升高而降低。

(3) 低剂量，高效率

纳他霉素对真菌有极强的抗性，使用微量即可起到作用。纳他霉素对付霉菌和酵母菌的功效比山梨酸强50 倍以上。

(4) 抑制有害真菌而不作用于有益菌群

由于纳他霉素对细菌没有作用，可直接添加到酸奶等发酵制品中，只抑制其中的霉菌和酵母菌，却不作用于酸奶中的细菌(如双歧杆菌)。另外，纳他霉素可以抑制真菌毒素的产生，其它的防腐剂则不具有这些功能。[6]

1.2 纳他霉素的应用

1.2.1纳他霉素在食品中应用

纳他霉素由于溶解度很低，被用作食品表面防腐剂以延长货架期，主要在奶酪、肉制品、茶饮料及果汁中添加，它不会干扰其它食品组分也不会带来异味。它在食品中的抗真菌作用是双效的：既可防止真菌引起的食品腐败，减少经济损失；又可防止真菌毒素给人类造成的毒素型食物中毒。与传统的抗真菌剂比较，纳他霉素有其独特性质，它在很低的浓度下仍具有活性，例如：在奶酪中纳他霉素比山梨酸钾活性高400 倍。在葡萄酒中，纳他霉素能取代山梨醇和其它抗真菌剂，它允许减少所使用的SO2量。目前，全世界已有三十多个国家采用纳他霉素作为食品防腐剂。[1]

1.2.2纳他霉素在医药工业的应用

纳他霉素除了用作食品防腐剂，还可药用。近几年，报道纳他霉素用于医疗的文献越来越多，它的临床应用范围也越来越广泛。纳他霉素以几种制剂形式(悬浮剂、乳剂、软膏和鞘状药片等)被典型地用于抗皮肤和粘液膜的真菌感染，既可以单独使用又可以与新霉