青霉素生产工艺-(1)
青霉素的生产工艺
青霉素的生产工艺
青霉素的生产工艺主要包括以下步骤:
1. 选用高效的青霉素生产菌株进行发酵。
通常选用产生青霉素的链霉菌属、放线菌属或马铃薯杆菌等菌株。
2. 准备培养基。
培养基不仅需提供菌株生长所需的碳、氮、磷等元素和营养物质,还需添加产生青霉素所需的特定物质,如酚红酸、L-赖氨酸等。
3. 进行大规模的发酵。
将选好的菌株接种到多孔发酵罐中,利用发酵罐内的温度、pH值、曲速等我们需要的条件进行大规模的发酵。
4. 青霉素的提取和提纯。
通过离心、过滤、蒸发等步骤分离出发酵液和青霉素后,利用溶剂萃取、二次结晶等技术进行提纯和纯化。
5. 对纯净的青霉素进行制剂。
将提纯后的青霉素转化为片剂、注射液、口服药水等不同剂型,用于临床使用。
需要注意的是,在整个生产工艺中需要严格控制发酵条件、培养基配比、菌株筛选等步骤,确保青霉素的质量和产量。
同时还要注意生产工艺的卫生、安全等问题,避免细菌污染等不良影响。
青霉素生产工艺过程
青霉素生产工艺过程一、青霉素的发酵工艺过程一、青霉素的发酵工艺过程1、工艺流程、工艺流程(1)丝状菌三级发酵工艺流程)丝状菌三级发酵工艺流程冷冻管(冷冻管(2525℃,孢子培养,,孢子培养,77天)——斜面母瓶(天)——斜面母瓶(252525℃,孢子培养,℃,孢子培养,℃,孢子培养,77天)——大米孢子(大米孢子(262626℃,种子培养℃,种子培养56h,1:1.5vvm 56h,1:1.5vvm)——一级种子培养液()——一级种子培养液()——一级种子培养液(272727℃,种子℃,种子培养,培养,24h,1:1.5vvm 24h,1:1.5vvm 24h,1:1.5vvm)——二级种子培养液()——二级种子培养液()——二级种子培养液(27~2627~2627~26℃℃,发酵发酵,7,7天,1:0.95vvm ,1:0.95vvm))——发酵液。
——发酵液。
(2)球状菌二级发酵工艺流程)球状菌二级发酵工艺流程冷冻管(冷冻管(252525℃,孢子培养,℃,孢子培养,℃,孢子培养,6~86~8天)——亲米(天)——亲米(252525℃,孢子培养,℃,孢子培养,℃,孢子培养,8~108~10天)——生产米(生产米(282828℃,孢子培养,℃,孢子培养,℃,孢子培养,56~60h,1:1.5vvm 56~60h,1:1.5vvm 56~60h,1:1.5vvm)——种子培养液()——种子培养液()——种子培养液(26~25-2426~25-2426~25-24℃,℃,发酵,发酵,77天,天,11:0.8vvm 0.8vvm)——发酵液。
)——发酵液。
)——发酵液。
2、工艺控制、工艺控制(1)影响发酵产率的因素)影响发酵产率的因素基质浓度:在分批发酵中,在分批发酵中,常常因为前期基质量浓度过高,常常因为前期基质量浓度过高,常常因为前期基质量浓度过高,对生物合成酶系对生物合成酶系产生阻遏(或抑制)或对菌丝生长产生抑制(如葡萄糖和钱的阻遏或抑制,苯乙酸的生长抑制)酸的生长抑制),,而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成,而后期基质浓度低限制了菌丝生长和产物合成,为了避免这一为了避免这一现象,现象,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,在青霉素发酵中通常采用补料分批操作法,即对容易产生阻遏、即对容易产生阻遏、即对容易产生阻遏、抑制和限抑制和限制作用的基质进行缓慢流加以维持一定的最适浓度。
青霉素的生产工艺流程
青霉素的生产工艺流程
青霉素(Penicillin)是一种广谱抗生素,对多种细菌有抑制作用。
以下是青霉素的生产工艺流程:
1. 青霉菌培养:选择优良的青霉菌菌株,如溶血性青霉菌(Penicillium chrysogenum),并将其接种于培养基中,培养基中包含有机物和无机盐等营养物质。
2. 静态培养:将培养瓶装入培养箱内,控制温度、湿度和通气条件,使细菌在培养基中进行繁殖。
细菌释放出的酸性物质可以抑制其他细菌的生长,因此其他细菌对青霉菌的影响较小。
3. 青霉素提取:培养一定时间后,将发酵液离心分离,然后将得到的混合物加入乙醇中,使其沉淀。
经过过滤和干燥,可以得到带有青霉素的粉末。
4. 绿色液相提取:将青霉素粉末加入溶剂中,形成绿色溶液。
通过溶剂萃取的方式,使青霉素和其他杂质分离。
5. 结晶提纯:通过酸化、碱化等反应,控制溶液的pH值,促使青霉素结晶。
青霉素结晶后,经过过滤和洗涤,可以得到较纯的青霉素晶体。
6. 干燥:将青霉素晶体进行干燥,去除多余的水分。
干燥后的青霉素可以作为药物原料使用。
7. 检测和包装:对青霉素进行质量检测,包括纯度和含量的检
测等。
合格的青霉素产品经过包装,可以用于制备药物。
以上就是青霉素的生产工艺流程的简要介绍。
青霉素的生产过程需要严格的卫生条件和控制,以确保产品的质量和安全性。
青霉素的生产过程也在不断改进和优化,以提高产量和纯度,并减少对环境的负面影响。
青霉素生产工艺1
• 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。
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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。
6.泡沫的控制 :
在发酵过程中产生大量泡沫, 可以用天然油脂, 如豆油、 玉米油等或用化学合成消泡剂 “ 泡敌 ” 来消泡。
应当控制其用量并要少量多次加入, 尤其在发酵前期 不宜多用, 否则会影响菌体的呼吸代谢 。
加消沫剂控制泡沫,必要时还加入酸、碱以调节发 酵液的pH。
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染菌处理
染菌是发酵工业长期以来不能彻底解 决的问题,因此如何解决染菌问题就成了 发酵工业的工作重点之一。要解决染菌问 题首要问题就是要能检测出是否染菌。
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2019/10/21
染菌通常通过三个途径发现:无菌试 验,发酵液直接镜检,发酵液的生化分析。 其中无菌试验是判断染菌的主要依据。
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染菌的处理
• 染菌在发酵过程的每个阶段都可能发生,下面就 各个不同的阶段的染菌情况和处理办法一一说明。
⒈种子培养期染菌 ⒉发酵前期染菌 ⒊发酵中期染菌 ⒋发酵后期染菌
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染菌的处理
• ⒈种子培养期染菌
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青霉素产生菌的生长过程
分生孢子发芽期
菌丝繁殖期 脂肪粒形成期
菌丝生长期
脂肪粒减少,小空孢
大空孢
青霉素分泌期
青霉素的工艺过程
青霉素的工艺过程
青霉素(Penicillin)是一种广谱抗生素,其工艺过程如下:
1. 青霉菌培养:选择适宜的青霉菌菌株,如金黄色葡萄球菌、链球菌等,并将其转入培养基中进行培养。
培养基通常包含适量的碳源、氮源、矿物盐和其他必需营养物质。
2. 发酵:将培养基加入发酵罐中,并控制适当的温度、pH值和氧气供应,以提供最佳的生长环境。
青霉菌在发酵过程中会产生青霉素。
3. 静置培养:在发酵结束后,将发酵液进行离心分离,得到菌体和混合物。
菌体可以用于下一批的青霉素发酵,而混合物则需要经过后续处理。
4. 提取青霉素:混合物通常含有青霉素、其他杂质和溶剂,需要经过提取工艺进行分离。
常用的提取方法包括酸化、溶剂萃取和离子交换等。
通过这些方法可以将青霉素从混合物中纯化并得到高纯度的青霉素溶液。
5. 结晶:通过调节青霉素溶液的温度、浓度和pH值等条件,使其逐渐结晶。
结晶通常采用冷却结晶或浓缩结晶等方法。
6. 干燥:将青霉素结晶体进行过滤和干燥,以去除残留的溶剂和水分,得到纯净的青霉素晶体。
7. 包装和贮存:将干燥的青霉素晶体进行包装,并在适当的环境条件下进行贮存,以保证其质量和稳定性。
需要注意的是,以上是青霉素的一般工艺过程,不同的青霉素类别和生产厂家可能会有一些差异。
同时,生产过程中也要遵循相关的质量管理和安全规定,以确保产品的质量和安全性。
青霉素生产工艺_(1)
青霉素生产工艺摘要:青霉素是人类最早发现的一种极其重要的抗生素,其杀伤革兰氏阳性细菌的神奇功效在二战中挽救了众多士兵的生命。
它的发现对药物学乃至整个人类发展的重要意义。
本文将对青霉素的生产工艺及其提取进行深入的讲解。
关键词:青霉素生产工艺发酵提取一、青霉素的生物学特性青霉素类抗生素是β-酰胺类中1种,在分类上属于A类,酶的活性位点上有丝氨酸,又称活性位点丝氨酸酶,其作用机制是水解β-酰胺类抗生素的β-酰胺环,使抗生素失去活性。
由于β-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。
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。
二、青霉素的发酵青霉素的发酵生产的一般工艺流程:青霉素生产菌不同,发酵工业也有区别。
丝状菌的青霉素发酵工艺流程:沙土管→斜面母瓶(孢子培养,25℃,6~7d)→大米孢子斜面(孢子培养,25℃,6~7d)→种子罐(种子培养,25℃,40~45h)→繁殖罐(种子培养,25℃,13~15h)→发酵罐(发酵,26℃,6~7d)→放罐球状菌的青霉素发酵工艺流程:冷冻管→斜面母瓶(孢子培养,25℃,6~8d)→大米孢子斜面(孢子培养,25℃,8~10d)→种子罐(种子培养,28℃,50~60h)→发酵罐(发酵,26℃,6~7d)→放罐青霉素的分批发酵分为菌丝生长和产物合成两个阶段,进入合成阶段的必要条件是降低菌丝的生长速率。
影响青霉素发酵产率的因素有环境和生理因素两个方面,前者包括温度、PH、培养基种类及浓度、溶解氧饱和度等;后者包括菌体浓度、菌体生长速率、菌丝形态等。
菌体生长和青霉素合成最适温度并不相同,一般前阶段略高于后阶段。
青霉素的生产工艺及设备
青霉素的生产工艺及设备引言青霉素是一种重要的抗生素,被广泛应用于医疗领域。
在青霉素的生产过程中,合理的工艺和先进的设备是确保高质量产品的关键因素。
本文将介绍青霉素的生产工艺及常用的生产设备。
青霉素的生产工艺青霉素的生产工艺主要包括以下几个步骤:1.青霉菌的培养:选用高产菌株进行培养,通常使用青霉菌的液体培养基,如玉米粉培养基、磷酸二氢钾培养基等。
2.发酵:将培养好的青霉菌菌种接种到发酵罐中,通过控制温度、pH值、搅拌速度等条件,使菌株能够在较短的时间内大量繁殖。
3.青霉素的提取:经过一定时间的发酵后,菌体中产生的青霉素需要进行提取。
常用的提取方法有有机溶剂法、浸提法等。
4.纯化:提取得到的青霉素溶液中可能含有其他杂质,需要进行纯化。
纯化的方法主要包括结晶、蒸馏、析出等。
5.干燥:纯化后的青霉素需要进行干燥,以去除水分,确保产品的稳定性和质量。
6.包装:最后,将干燥后的青霉素进行包装,以便储存和运输。
青霉素的生产设备在青霉素的生产过程中,需要使用一系列的生产设备,以确保生产工艺的顺利进行。
以下是常用的设备:1.发酵罐:用于培养青霉菌菌种并进行发酵过程。
发酵罐通常由不锈钢制成,具有良好的耐腐蚀性和可调节的温度、pH值、搅拌速度等参数。
2.静态混合器:用于混合发酵罐中的培养基和青霉菌菌种,保证菌株能够均匀分布并获得充分营养。
3.分离设备:包括离心机、过滤器等,用于将发酵液中的青霉菌菌体和代谢产物分离。
离心机通过离心力将菌体和液体分离,而过滤器则通过微孔等作用将菌体滤出。
4.萃取设备:用于青霉素的提取,常用的设备有搅拌式萃取塔、液液萃取塔等。
这些设备利用溶剂对溶解青霉素,实现青霉素的分离。
5.真空干燥器:用于将纯化后的青霉素产品进行干燥,去除水分。
真空干燥器通过降低压力,加速水分的挥发,从而实现青霉素的干燥。
6.包装设备:用于将干燥后的青霉素产品进行包装。
常见的包装设备有自动包装机、药物包装机等,可以根据需要进行不同规格和容量的包装。
写出青霉素提取工艺流程及作用
写出青霉素提取工艺流程及作用下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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青霉素的生产工艺流程
青霉素的生产工艺流程
《青霉素的生产工艺流程》
青霉素是一种广泛应用的抗生素,其生产工艺流程经过多年的发展和优化,现已比较成熟。
下面我们来了解一下青霉素的生产工艺流程。
1. 发酵原料准备
青霉素的生产主要依赖于青霉菌的发酵,因此首先需要准备发酵原料。
通常使用的原料包括玉米粉、葡萄糖、氨水等,这些原料提供了青霉菌生长和合成青霉素所需的营养物质。
2. 发酵罐
准备好发酵原料后,需要将其加入发酵罐中。
发酵罐内需控制好温度、湿度和氧气供应等条件,以促进青霉菌的生长和青霉素的合成。
3. 提取青霉素
当发酵过程结束后,青霉素已经在发酵液中合成。
接下来需要进行提取工艺,将青霉素从发酵液中分离出来。
提取工艺通常包括分液、萃取、结晶等步骤。
4. 青霉素精制
通过提取工艺得到的青霉素并不纯净,还需进行进一步的精制工艺,以去除杂质并提高青霉素的纯度和活性。
5. 包装和贮存
经过精制的青霉素最终需要进行包装,以便于运输和使用。
此外,青霉素的贮存条件也十分重要,需要妥善保存,以确保其品质和稳定性。
总的来说,青霉素的生产工艺流程主要包括发酵、提取、精制和包装等环节。
在整个生产过程中,需要严格控制各项参数,确保青霉素的质量和产量达到预期目标。
随着生物工程技术的发展和进步,相信青霉素的生产工艺将会进一步改善和完善,为人类健康事业做出更大的贡献。
青霉素发酵生产工艺介绍
青霉素发酵生产工艺介绍引言青霉素是一种广泛应用于医药领域的抗生素药物,具有抗菌作用。
它可有效治疗多种感染,成为临床上不可或缺的抗生素之一。
青霉素的生产主要通过发酵工艺实现,本文将介绍青霉素的发酵生产工艺。
青霉素的发酵生产工艺选材和制种青霉素的生产需要选择合适的发酵菌种。
常见的菌种有青霉菌和链霉菌,它们都能高效地产生青霉素。
制种过程中,首先要选择适宜的基质,如葡萄糖、麦芽糖等,将其加入发酵培养基中,以提供营养物质供菌种生长。
同时,还需要对发酵容器进行无菌处理,确保制种环境的卫生。
发酵过程发酵是青霉素生产的关键步骤。
在制种完成后,将菌种转移到发酵培养基中,以开启青霉素的生产过程。
发酵过程需要控制合适的温度、pH值和通氧速率等条件,以保证产酸和产生青霉素的效果。
一般情况下,发酵温度控制在25-30摄氏度,pH值控制在5.5-6.5范围内。
在发酵过程中,还需要进行补料操作,以补充发酵液中的营养物质。
通常会根据菌种的需要,在合适的时间点添加特定的营养物质,以促进青霉素的产生。
此外,还需要监测发酵液的生物量、酸度和溶解氧含量等指标,以及时调整发酵条件。
青霉素的提取和纯化发酵过程完成后,青霉素被积累在发酵液中。
为了提取和纯化青霉素,通常需要进行一系列的操作。
首先,将发酵液经过过滤或离心,去除细胞渣和固体颗粒。
接下来,利用适当的溶剂和提取剂,将青霉素从发酵液中提取出来。
提取过程中,可采用溶剂萃取、离子交换或凝胶过滤等技术。
提取后,还需要对青霉素进行纯化。
通常会通过吸附、洗脱和结晶等方法,去除杂质和非青霉素成分,使得最终产品纯度达到要求。
在纯化过程中,需要注意避免高温和酸碱环境,以免对青霉素产生不良影响。
青霉素的包装和贮存最后一步是对青霉素进行包装和贮存。
将纯化后的青霉素药物填充到合适的容器中,并进行密封和标识。
包装过程需要保持无菌环境,以防止药物受到污染。
同时,在贮存过程中,需注意避免高温和潮湿环境,以保持青霉素的稳定性和药效。
青霉素生产工艺
青霉素生产工艺青霉素(Penicillin)是一种广泛应用于抗生素领域的药物,用于治疗多种细菌感染。
青霉素的生产工艺是一个复杂的过程,需要经过多个步骤才能得到高质量的药物产品。
下面将介绍一种常见的青霉素生产工艺。
首先,在青霉菌(Penicillium chrysogenum)的培养基中,加入碳源(如葡萄糖)、氮源(如酵母浸没物)和一些微量元素,如氯化钾和硫酸镁。
将培养基放入发酵罐中,使其产生青霉素。
青霉菌培养过程通常分为两个阶段:生长阶段和产青霉素阶段。
在生长阶段,培养基中的碳源和氮源为青霉菌提供了生长所需的营养物质。
同时,培养罐中的温度、湿度和通氧量等条件都要合适,以保证菌体的正常生长。
在合适的条件下,青霉菌会快速繁殖并形成菌群。
当菌群达到一定密度时,进入产青霉素阶段。
此时,青霉菌开始产生青霉素。
在产青霉素的过程中,青霉菌分泌的酶能够将培养基中的碳源转化为青霉素,同时酶还能代谢一部分底物,产生其他有机物。
接下来,菌群的培养液经过离心机离心分离,将菌体和培养液分离开来。
分离后的菌体可以进一步用于青霉菌发酵罐中的细菌接种,以继续产生青霉素。
分离得到的培养液中含有一定量的青霉素和其他有机物。
为了提取纯净的青霉素,需要对培养液进行一系列的处理。
首先,通过加入酸或碱,使得青霉素以盐酸或乳酸钠的形式沉淀出来。
沉淀物再经过过滤、洗涤和干燥等步骤,得到青霉素的粗品。
粗品青霉素还需要进一步经过结晶、过滤和干燥等处理,以提高纯度。
通过控制温度和浓度等因素,在合适的条件下,青霉素在溶液中结晶形成晶体。
晶体经过过滤和干燥后,得到纯净的青霉素产品。
最后,在生产工艺的最后阶段,青霉素产品需要经过包装、封装和标签贴附等处理,以便于存放和使用。
同时,还需要对产品进行质量检测,确保符合国家标准和规定。
通过上述生产工艺,可以获得高质量的青霉素产品。
青霉素的生产工艺是一个非常复杂的过程,需要严格控制各个步骤的条件和参数,以确保产出的产品纯净、安全、有效。
青霉素的生产工艺及设备
青霉素的生产工艺及设备引言青霉素是一种重要的抗生素药物,具有广谱抗菌活性,对许多细菌感染有很好的疗效。
本文将介绍青霉素的生产工艺及相关设备,以帮助读者了解青霉素的生产过程。
1. 青霉素的生产工艺青霉素的生产工艺一般包括以下几个步骤:1.1 青霉菌培养青霉菌是合成青霉素的关键菌种。
首先需要在适当的培养基中培养青霉菌,提供合适的温度、湿度和氧气条件,以促进菌落的生长。
1.2 发酵过程将培养好的青霉菌转移到大型发酵罐中,添加适当的发酵培养基,提供充足的营养物质供青霉菌生长。
发酵过程通常需要控制好pH值、温度、气体流速等参数,以保证产量和质量。
1.3 青霉素提取与纯化经过一定时间的发酵后,青霉菌会产生青霉素。
提取和纯化青霉素是生产过程中的关键步骤。
一般采用有机溶剂萃取、离子交换和柱层析等技术来提取青霉素,同时通过蒸馏、结晶和过滤等步骤来提高纯度。
1.4 产品包装提取纯化后的青霉素需要进行产品包装。
常见的包装形式包括药片、胶囊和注射剂等。
包装过程需要严格控制卫生条件,以确保产品的质量和安全性。
2. 相关设备在青霉素的生产过程中,需要使用以下设备:2.1 发酵罐发酵罐是用于培养青霉菌的关键设备,一般采用不锈钢材料制作。
发酵罐的设计应考虑到温度、氧气和 agitation 的控制,以及菌体生长所需的营养物质供应。
2.2 提取设备青霉素的提取过程需要使用一系列的设备,如离心机、过滤器和萃取装置等。
这些设备辅助青霉素分离和提纯过程,提高产率和纯度。
2.3 分析仪器为了保证产品质量,生产过程中需要使用分析仪器进行实时监测和质量控制。
常用的分析仪器包括高效液相色谱仪(HPLC)和气相色谱仪(GC)等,用于检测青霉素的含量和纯度。
2.4 包装设备生产完成后,青霉素需要进行包装。
常见的包装设备包括片剂压片机、胶囊填充机和注射剂灌装机等。
这些设备可以自动完成包装过程,提高生产效率。
结论青霉素的生产工艺及设备涉及多个环节,涵盖了菌种培养、发酵、提取纯化和产品包装等。
青霉素的生产工艺
青霉素的生产工艺青霉素是一种重要的抗生素,广泛应用于治疗各种感染疾病。
下面是青霉素的主要生产工艺。
青霉素的生产主要包括以下几个步骤:步骤一:菌种培养和细菌发酵首先,要获取产生青霉素的青霉菌菌株。
常用的菌株有Penicillium chrysogenum和Penicillium notatum。
菌株接种于培养基中,并经过一系列的培养步骤,包括发酵和发酵液的提取。
在发酵过程中,合理控制温度、pH值、氧气供应和营养物质等因素,以促进菌株生长和生产青霉素。
步骤二:提取和纯化青霉素通过发酵液的提取和纯化过程,将青霉素从菌体中分离出来。
首先,将发酵液经过离心或过滤等操作,除去无菌质和杂菌。
然后,通过酸碱调节,将青霉素盐酸盐溶出,并使用有机溶剂萃取法,将青霉素从溶液中提取出来。
最后,对提取得到的青霉素溶液进行再结晶和过滤,得到纯度较高的青霉素。
步骤三:结晶和干燥通过结晶和干燥过程,将溶液中的青霉素进一步提纯,并将其转化为固体形态。
首先,将青霉素溶液放置在低温环境下,以促使青霉素结晶。
然后,将结晶得到的青霉素通过过滤或离心,除去残余溶液。
最后,将青霉素固体进行干燥,以去除水分,得到最终的干燥青霉素。
步骤四:包装将干燥青霉素进行包装,以确保其质量和稳定性。
通常,青霉素以粉末或片剂的形式包装,并通过密封包装保持其纯度和药效。
以上是青霉素的主要生产工艺。
在生产过程中,需要严格控制各个环节的条件和参数,以确保青霉素的质量和有效成分的含量。
此外,生产工艺还需要符合药品生产的相关标准和规范,确保生产出符合医药行业要求的高质量青霉素产品。
年产800吨青霉素生产工艺设计
年产800吨青霉素生产工艺设计一、工艺流程概述青霉素是一种广泛应用于医药领域的抗生素,其生产工艺主要包括培养、发酵、提取、纯化等步骤。
本文将详细介绍年产800吨青霉素的生产工艺设计。
二、原材料准备1. 培养基:包括碳源、氮源、磷源等成分,如葡萄糖、酵母粉、磷酸盐等。
2. 青霉菌菌种:从已有的菌株中筛选出高产菌株,进行预培养。
3. 发酵罐:容积为50m³的不锈钢罐。
三、发酵过程1. 接种:将预培养好的高产菌株接入发酵罐内,控制接种量为5%。
2. 培养条件控制:(1)温度控制:在30℃左右进行发酵。
(2)pH值控制:初始pH值为7.0左右,通过加入氢氧化钠或盐酸调节pH值。
(3)通气量控制:保持适当通气量,以保证菌体正常生长。
(4)搅拌控制:保持适当的搅拌速度,以保证培养基和菌体充分混合。
3. 发酵过程监测:(1)菌体生长情况:通过测定菌体干重、菌落形态等指标,监测菌体生长情况。
(2)代谢产物监测:通过检测代谢产物如青霉素的含量,控制发酵过程。
4. 停止发酵:在发酵过程中,当青霉素含量达到一定水平时,停止发酵。
此时,青霉素已经被分泌到培养液中。
四、提取与纯化1. 澄清:将发酵液进行澄清处理,去除杂质和细胞残渣等物质。
澄清方法包括离心、滤膜等。
2. 静置:将澄清后的液体进行静置处理,使得青霉素在液相中沉淀下来。
3. 溶解:将沉淀下来的青霉素进行溶解处理,在此过程中加入适量的溶剂如乙醇等。
4. 离子交换层析:将溶解后的青霉素进行离子交换层析处理,去除杂质物质。
5. 凝胶过滤:通过凝胶过滤,进一步去除杂质物质。
6. 活性炭吸附:通过活性炭吸附,去除残留的杂质物质。
7. 浓缩与干燥:将纯化后的青霉素进行浓缩和干燥处理,获得青霉素粉末。
五、工艺参数控制1. 发酵罐控制参数:温度、pH值、通气量、搅拌速度等。
2. 提取与纯化参数控制:澄清方式、静置时间、溶解剂种类和用量、离子交换层析柱种类和用量等。
3. 生产线控制参数:卫生条件、设备维护保养等。
青霉素的制备工艺流程
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在青霉素的制备中,菌种选育是至关重要的第一步。
青霉素提炼工艺流程
青霉素提炼工艺流程下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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青霉素生产的一般工艺流程及其注意点
青霉素生产的一般工艺流程及其注意点下载提示:该文档是本店铺精心编制而成的,希望大家下载后,能够帮助大家解决实际问题。
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青霉素是一种重要的抗生素,其生产工艺复杂,需要严格控制生产过程中的各个环节。
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青霉素生产工艺摘要:青霉素是人类最早发现的一种极其重要的抗生素,其杀伤革兰氏阳性细菌的神奇功效在二战中挽救了众多士兵的生命。
它的发现对药物学乃至整个人类发展的重要意义。
本文将对青霉素的生产工艺及其提取进行深入的讲解。
关键词:青霉素生产工艺发酵提取一、青霉素的生物学特性青霉素类抗生素是β-内酰胺类中1种,在分类上属于A类,酶的活性位点上有丝氨酸,又称活性位点丝氨酸酶,其作用机制是水解β-内酰胺类抗生素的β-内酰胺环,使抗生素失去活性。
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。
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。
二、青霉素的发酵青霉素的发酵生产的一般工艺流程:青霉素生产菌不同,发酵工业也有区别。
丝状菌的青霉素发酵工艺流程:沙土管→斜面母瓶(孢子培养,25℃,6~7d)→大米孢子斜面(孢子培养,25℃,6~7d)→种子罐(种子培养,25℃,40~45h)→繁殖罐(种子培养,25℃,13~15h)→发酵罐(发酵,26℃,6~7d)→放罐球状菌的青霉素发酵工艺流程:冷冻管→斜面母瓶(孢子培养,25℃,6~8d)→大米孢子斜面(孢子培养,25℃,8~10d)→种子罐(种子培养,28℃,50~60h)→发酵罐(发酵,26℃,6~7d)→放罐青霉素的分批发酵分为菌丝生长和产物合成两个阶段,进入合成阶段的必要条件是降低菌丝的生长速率。
影响青霉素发酵产率的因素有环境和生理因素两个方面,前者包括温度、PH、培养基种类及浓度、溶解氧饱和度等;后者包括菌体浓度、菌体生长速率、菌丝形态等。
菌体生长和青霉素合成最适温度并不相同,一般前阶段略高于后阶段。
因此,在菌体生长阶段可以采取较高温度,以缩短生长时间,而到达产物合成阶段,应适当降低温度,以利于青霉素的合成。
青霉素发酵的最适PH一般在6.5左右,由于青霉素在碱性条件下不稳定,容易发生水解,因此应尽量避免PH超过7.0。
三、青霉素发酵过程控制反复分批式发酵,100m3发酵罐,装料80m3,带放6-10次,间隔24h。
带放量10%,发酵时间24h。
发酵过程需连续流加补入葡萄糖、硫酸铵以及前体物质苯乙酸盐,补糖率是最关键的控制指标,不同时期分段控制。
在青霉素的生产中,让培养基中的主要营养物只够维持青霉菌在前40h生长,而在40h后,靠低速连续补加葡萄糖和氮源等,使菌半饥饿,延长青霉素的合成期,大大提高了产量。
所需营养物限量的补加常用来控制营养缺陷型突变菌种,使代谢产物积累到最大。
(1)培养基青霉素发酵中采用补料分批操作法,对葡萄糖、铵、苯乙酸进行缓慢流加,维持一定的最适浓度。
葡萄糖的流加,波动范围较窄,浓度过低使抗生素合成速度减慢或停止,过高则导致呼吸活性下降,甚至引起自溶,葡萄糖浓度调节是根据pH,溶氧或CO2释放率予以调节。
碳源的选择:生产菌能利用多种碳源,乳糖,蔗糖,葡萄糖,阿拉伯糖,甘露糖,淀粉和天然油脂。
经济核算问题,生产成本中碳源占12%以上,对工艺影响很大;糖与6-APA结合形成糖基-6-APA,影响青霉素的产量。
葡萄糖、乳糖结合能力强,而且随时间延长而增加。
通常采用葡萄糖和乳糖。
发酵初期,利用快效的葡萄糖进行菌丝生长。
当葡萄糖耗竭后,利用缓效的乳糖,使pH稳定,分泌青霉素。
可根据形态变化,滴加葡萄糖,取代乳糖。
目前普遍采用淀粉的酶水解产物,葡萄糖化液流加。
降低成本。
氮源:玉米浆是最好的,是玉米淀粉生产时的副产品,含有多种氨基酸及其前体苯乙酸和衍生物。
玉米浆质量不稳定,可用花生饼粉或棉籽饼粉取代。
补加无机氮源。
无机盐:硫、磷、镁、钾等。
铁有毒,控制在30µg/ml以下。
流加控制:补糖,根据残糖、pH、尾气中CO2和O2含量。
残糖在0.6%左右,pH开始升高时加糖。
补氮:流加酸酸铵、氨水、尿素,控制氨基氮0.05%。
添加前体:合成阶段,苯乙酸及其衍生物,苯乙酰胺、苯乙胺、苯乙酰甘氨酸等均可为青霉素侧链的前体,直接掺入青霉素分子中。
也具有刺激青霉素合成作用。
但浓度大于0.19%时对细胞和合成有毒性。
还能被细胞氧化。
策略是流加低浓度前体,一次加入量低于0.1%,保持供应速率略大于生物合成的需要。
(2)温度一生长适宜温度30℃,分泌青霉素温度20℃。
但20℃青霉素破坏少,周期很长。
生产中采用变温控制,不同阶段不同温度。
前期控制25-26℃左右,后期降温控制23℃。
过高则会降低发酵产率,增加葡萄糖的维持消耗,降低葡萄糖至青霉素的转化得率。
有的发酵过程在菌丝生长阶段采用较高的温度,以缩短生长时间,生产阶段适当降低温度,以利于青霉素合成。
(3)pH合成的适宜pH6.4-6.6左右,避免超过7.0,青霉素在碱性条件下不稳定,易水解。
缓冲能力弱的培养基,pH降低,意味着加糖率过高造成酸性中间产物积累。
pH上升,加糖率过低不足以中和蛋白产生的氨或其他生理碱性物质。
前期pH控制在5.7~6.3,中后期pH控制6.3~6.6,通过补加氨水进行调节。
pH较低时,加入CaCO3、通氨调节或提高通气量。
pH上升时,加糖或天然油脂。
一般直接加酸或碱自动控制,流加葡萄糖控制。
(4)溶氧溶氧<30%饱和度,产率急剧下降,低于10%,则造成不可逆的损害。
所以不能低于30%饱和溶氧浓度。
通气比一般为1:0.8VVM。
溶氧过高,菌丝生长不良或加糖率过低,呼吸强度下降,影响生产能力的发挥。
适宜的搅拌速度,保证气液混合,提高溶氧,根据各阶段的生长和耗氧量不同,对搅拌转速调整。
(5)菌丝生长速度与形态、浓度对于每个有固定通气和搅拌条件的发酵罐内进行的特定好氧过程,都有一个使氧传递速率(OTR)和氧消耗率(OUR)在某一溶氧水平上达到平衡的临界菌丝浓,超过此浓度,OUR>OTR,溶氧水平下降,发酵产率下降。
在发酵稳定期,湿菌浓可达15~20%,丝状菌干重约3%,球状菌干重在5%左右。
另外,因补入物料较多,在发酵中后期一般每天带放一次,每次放掉总发酵液的10%左右。
(6)消沫发酵过程泡沫较多,需补入消沫剂。
天然油脂:玉米油;化学消沫剂:泡敌。
少量多次。
不适在前期多加入,影响呼吸代谢。
四、青霉素的提取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.发酵液预处理发酵液放罐后,首先要冷却,因为青霉素在低温时比较稳定,细菌繁殖也比较慢,可避免青霉素迅速被破坏。
青霉素菌丝教粗,一般过滤较容易,通常采用鼓式过滤及板框过滤;蛋白质的处理方法包括等电点沉淀、变性沉淀、沉淀剂沉淀、凝聚剂沉淀、絮凝剂沉淀;吸附、酶解法去除不溶性多糖等;高价金属离子的去除方法有离子交换法和沉淀法等。
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。
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。
4. 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。
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。
五、抗生素的精制1、浓缩在抗生素提取和精制的过程中,常需要通过蒸发将发酵滤液或提取液进一步浓缩,以利于后序操作。
抗生素生产中有真空浓缩和薄膜蒸发浓缩。
2、干燥干燥的目的是除去抗生素中所含的水分,以提高产品的稳定性,有利于产品的加工、储存和使用。
常用的干燥方法有减压干燥、喷雾干燥、气流干燥、冷冻干燥等。
此外也有使用常压干燥、固定床干燥及红外线干燥等。
3、脱色和去热原提炼往往是注射用抗生素提取中不可缺少的一个单元操作。
这一步操作的好坏,不仅影响下一道工序,更重要的是关系到成品的色极及热原试验等质量指标。
用活性碳可除去各种色素,同时也能出去热原。
4、结晶抗生素的精制过程中常常通过结晶的方法来制得较高纯度的成品。
抗生素的精制方法很多,生产中常用的结晶方法有以下几种:改变温度结晶、利用等电点结晶、加成盐剂结晶、加入不同溶剂结晶、共沸结晶。
另外还有盐析法、中间盐转移法、晶体洗涤法等几种精制方法。
重结晶是进一步提纯精制抗生素的有效方法,通过重结晶方法可获得高纯度抗生素产品。
六、结论发酵罐是现代微生物发酵技术的象征,它是微生物在发酵过程中生长、繁殖和形成产品的外部环境装置,它取代了传统的发酵容器:培养瓶、酱缸和酒窖,它能实现大规模的生产,最大限度地利用原料和设备,获得高产量和高效率。