青霉素的生产工艺流程优秀课件
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青霉素的提取工艺ppt课件
生产原理：
发酵液的预处理
发酵液中的杂质很多，其中对提取影响最 大的高价无机离子（钙，镁，铁离子等）和 蛋白质。因此要先除杂。 1.单级萃取：包括一个混合器和一个分离器。 料液F和溶剂S加入混合器中经接触达到平衡 后，用来分离得到的萃取液F和萃余液R。 2.多级错流萃取：料液经萃取后，萃余液在 于新鲜萃取剂接触，在进行萃取。此方法萃 取较完全。 3.多级逆流萃取：在第一级中加入料液，并 逐渐向下一级移动，而在最后一级中加入萃 取液，并逐级向前一级移动。
提取过程中洗涤用水
青霉素G
36.0
9.8
0.0
10.4
中空纤维更新液膜提取工艺经济效益评价
优点： (1) 提取效率高、产量大：新工艺提取青霉素G总收率约 为 80%。 (2) 萃取剂损失量较少：新工艺中采用的混合萃取剂均微 溶于水，其损失量小于发酵滤液量的1.0%。 (3) 后续处理简单：新工艺所采用萃取剂 （7%DOA+30%异辛醇+煤油）中的3 种物质均微溶 于水，完成提取过程后，只需经过简单的分相处理即可重 复利用。 (4) 过程能耗低：可在常温条件下操作，可极大减少能量 消耗。且不需要对循环使用的萃取剂进行蒸馏提纯以及对 萃余液中的溶剂进行蒸馏回收过程，故能耗大大降低。
化学式
青霉素 化学本质：盐酸巴氨西林。其化学名 为1-乙氧甲酰乙氧6-〔D(-)-2-氨基-2-乙 酰氨基〕青霉烷酸盐酸盐。 分子式：C16H18N3O4S· HCl 分子量：384.5 青霉素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。
青霉素发酵生产工艺PPT课件
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5.补料控制：
发酵过程中除以中间补糖控制糖浓度及pH外，
补加氮源也可提高发酵单位。经试验证实：若在发酵
60～70h开始分次补加硫酸铵，则在90h后菌丝含氮
量几乎不下降，维持在6%～7%，，且60%～70%的
菌丝处于年幼阶段，菌丝呼吸强度维持在二氧化碳量近
30μl/（mg菌丝·h），抗生素产率为最高水平的
前体要在发酵开始20h后加入，并在整个发酵过 程中控制在50µg/ml左右。前体用量大于0.1%时，青 霉素的生物合成均下降。所以一般发酵液中前体浓度以
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3.pH ： 在青霉素发酵过程中，pH是通过下列手段控
制的：如pH过高，则添加糖、硫酸或无机氮源； 若pH过低，则加入碳酸钙、氢氧化钠、氨或尿素， 也可提高通气量。另外，也可利用自动加入酸或 碱的方法，使发酵液pH维持在6.8～7.2，以提高 青霉素产量。
目前普遍采用淀粉的酶水解产物，葡萄糖化液流 加，以降低成本。
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（2）氮源: 氮源的作用是供应菌体合成氨基酸和三肽
的原料，以进一步合成青霉素。主要有机氮源 为玉米浆、棉籽饼粉、花生饼粉、酵母粉、蛋 白胨等。玉米浆为较理想的氮源，含固体量少， 有利于通气及氧的传递，因而利用率较高。
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4.温度： 青霉菌生长的适宜温度为30℃，而分泌青霉
素的适宜温度是20℃左右，因此生产上采用变温 控制的方法，使之适合不同阶段的需要。一般一 级种子的培养温度控制在27±1℃左右；二级种子 的培养温度控制在25±1℃左右；发酵前期和中期 的温度控制在26℃左右；发酵后期的温度控制在 24℃左右。
青霉素的发酵过程控制
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5.补料控制：
发酵过程中除以中间补糖控制糖浓度及pH外，
补加氮源也可提高发酵单位。经试验证实：若在发酵
60～70h开始分次补加硫酸铵，则在90h后菌丝含氮
量几乎不下降，维持在6%～7%，，且60%～70%的
菌丝处于年幼阶段，菌丝呼吸强度维持在二氧化碳量近
30μl/（mg菌丝·h），抗生素产率为最高水平的
前体要在发酵开始20h后加入，并在整个发酵过 程中控制在50µg/ml左右。前体用量大于0.1%时，青 霉素的生物合成均下降。所以一般发酵液中前体浓度以
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3.pH ： 在青霉素发酵过程中，pH是通过下列手段控
制的：如pH过高，则添加糖、硫酸或无机氮源； 若pH过低，则加入碳酸钙、氢氧化钠、氨或尿素， 也可提高通气量。另外，也可利用自动加入酸或 碱的方法，使发酵液pH维持在6.8～7.2，以提高 青霉素产量。
目前普遍采用淀粉的酶水解产物，葡萄糖化液流 加，以降低成本。
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（2）氮源: 氮源的作用是供应菌体合成氨基酸和三肽
的原料，以进一步合成青霉素。主要有机氮源 为玉米浆、棉籽饼粉、花生饼粉、酵母粉、蛋 白胨等。玉米浆为较理想的氮源，含固体量少， 有利于通气及氧的传递，因而利用率较高。
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4.温度： 青霉菌生长的适宜温度为30℃，而分泌青霉
素的适宜温度是20℃左右，因此生产上采用变温 控制的方法，使之适合不同阶段的需要。一般一 级种子的培养温度控制在27±1℃左右；二级种子 的培养温度控制在25±1℃左右；发酵前期和中期 的温度控制在26℃左右；发酵后期的温度控制在 24℃左右。
青霉素的发酵过程控制
青霉素生产工艺(PPT37页)全
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 脂肪粒减少，小空孢 大空孢 自溶
菌丝生长期
青霉素分泌期
菌丝自溶期
1－4期为菌丝生长期，3期的菌体适宜为种子。 4－5期为生产期，生产能力最强，通过工程措施，延长此期，获得高产。 在第六期到来之前结束发酵。
青霉素发酵过程中的代谢变化分为菌体生长、青霉素合成和菌体自溶三个阶段。
返 回
染 菌 的 处 理
⒉发酵前期染菌 发酵前朗主要是菌体生长繁殖，代谢产物生成很少，染菌后杂菌容易繁殖，与生产菌争夺营养成分和氧分，严重干扰生产菌的生长繁殖和产物的生成，因此要特别注意发酵前期的染菌。当发酵前期染菌时，由于营养成分消耗不多，能耗也不大，从经济性的角度考虑应迅速重新灭菌，补充必要的营养成分，重新接种进行发酵。
5. 菌丝状态： 菌丝浓度：发酵过程中必须控制菌丝浓度不超过临界菌体浓度, 从而使氧传递速率与氧消耗速率在某一溶氧水平上达到平衡。 菌丝生长速度：在葡萄糖限制生长的条件下，当比生长速率低于0.015h-1时，比生产速率与比生长速率成正比。因此, 要在发酵过程中达到并维持最大比生产速率,必须使比生长速率不低0.015h-1。 菌丝形态：青霉素产生菌分化主要呈丝状生长和结球生长两种形态。在丝状菌发酵中, 控制菌丝形态使其保持适当的分支和长度, 并避免结球 , 是获得高产的关键要素之一。而在球状菌发酵中, 使菌丝球保持适当大小和松紧,并尽量减少游离菌丝的含量, 也是充分发挥其生产能力的关键素之一。
发酵工艺控制
4. pH 值、溶氧 ： pH值：青霉素发酵的最适pH 值一般认为在6.8～7.2 左右, 应尽量避免 pH 值超过7.0。因为青霉素在碱性条件下不稳定,容易加速其水解。 溶氧:对于好氧的青霉素发酵来说,溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。当溶氧浓度降到30%饱和度以下时,青霉素产率急剧下降,低于10%饱和度时,则造成不可逆的损害。溶氧浓度过高,说明菌丝生长不良或加糖率过低,造成呼吸强度下降,同样影响生产能力的发挥。 在罐的夹层或蛇管中需通冷却水以维持一定罐温。 在整个发酵过程中，需不断通无菌空气和搅拌，以维持一定罐压或溶氧。
分生孢子发芽期 菌丝繁殖期 脂肪粒形成期 脂肪粒减少，小空孢 大空孢 自溶
菌丝生长期
青霉素分泌期
菌丝自溶期
1－4期为菌丝生长期，3期的菌体适宜为种子。 4－5期为生产期，生产能力最强，通过工程措施，延长此期，获得高产。 在第六期到来之前结束发酵。
青霉素发酵过程中的代谢变化分为菌体生长、青霉素合成和菌体自溶三个阶段。
返 回
染 菌 的 处 理
⒉发酵前期染菌 发酵前朗主要是菌体生长繁殖，代谢产物生成很少，染菌后杂菌容易繁殖，与生产菌争夺营养成分和氧分，严重干扰生产菌的生长繁殖和产物的生成，因此要特别注意发酵前期的染菌。当发酵前期染菌时，由于营养成分消耗不多，能耗也不大，从经济性的角度考虑应迅速重新灭菌，补充必要的营养成分，重新接种进行发酵。
5. 菌丝状态： 菌丝浓度：发酵过程中必须控制菌丝浓度不超过临界菌体浓度, 从而使氧传递速率与氧消耗速率在某一溶氧水平上达到平衡。 菌丝生长速度：在葡萄糖限制生长的条件下，当比生长速率低于0.015h-1时，比生产速率与比生长速率成正比。因此, 要在发酵过程中达到并维持最大比生产速率,必须使比生长速率不低0.015h-1。 菌丝形态：青霉素产生菌分化主要呈丝状生长和结球生长两种形态。在丝状菌发酵中, 控制菌丝形态使其保持适当的分支和长度, 并避免结球 , 是获得高产的关键要素之一。而在球状菌发酵中, 使菌丝球保持适当大小和松紧,并尽量减少游离菌丝的含量, 也是充分发挥其生产能力的关键素之一。
发酵工艺控制
4. pH 值、溶氧 ： pH值：青霉素发酵的最适pH 值一般认为在6.8～7.2 左右, 应尽量避免 pH 值超过7.0。因为青霉素在碱性条件下不稳定,容易加速其水解。 溶氧:对于好氧的青霉素发酵来说,溶氧浓度是影响发酵过程的一个重要因素。当溶氧浓度降到30%饱和度以下时,青霉素产率急剧下降,低于10%饱和度时,则造成不可逆的损害。溶氧浓度过高,说明菌丝生长不良或加糖率过低,造成呼吸强度下降,同样影响生产能力的发挥。 在罐的夹层或蛇管中需通冷却水以维持一定罐温。 在整个发酵过程中，需不断通无菌空气和搅拌，以维持一定罐压或溶氧。
青霉素的生产工艺PPT
三、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。 • 发酵开始前，有关设备和培养基（主要是碳源、氮源、 前体和无机盐等）必须先经过灭菌，后接入种子。 • 在整个过程中，需要不断通气和搅拌，维持一定的罐 温和罐压，在发酵过程中往往要加入泡沫剂，假如酸 碱控制发酵液的PH，还需要间歇或连续的加入葡萄糖 及铵盐等化合物以补充碳源及氮源，或补进其他料液 和前体等以促进青霉素的生产。
可以用青霉素的疾病
• • • • • • • • • 1．流行性脑脊髓膜炎 2．放线菌病 3．淋病 4．奋森咽峡炎 5．莱姆病 6．多杀巴斯德菌感染 7．鼠咬热 8．李斯特菌感染 9．除脆弱拟杆菌以外的许多厌氧菌感染
青霉素生产工艺过程
菌种→孢子制备→种子→发酵→提取→ 精制→成品检验→包装→分装→（应用 →跟踪→质量分析） 1．菌种的选育技术： （1）杂交育种（2）原生质体融合 （3）基因工程（4）新抗生素产生菌获得 2．菌种保藏： （1）定期移植保存法 （2）液体石蜡封藏法 （3）真空冷冻干燥保藏法 （4）液氮超低温保藏法 （5）沙土管保藏法 （6）麦皮保藏法
•
四、生产原理
（1）发酵过程的工艺控制
•
•
基质浓度：在分批发酵中，常常因为前 期基质量浓度过高，后期基质浓度低， 对生物合成酶系产生阻遏或对菌丝生长 产生抑制。为了避免这一现象,在青霉 素发酵中通常采用补料分批操作法,即 对容易产生抑制和限制作用的基质维持 一定的最适浓度。 温度：青霉素发酵的最适温度一般认为 应在25 °C 左右。温度过高将明显降 低发酵产率,同时增加葡萄糖的维持消 耗, 降低葡萄糖至青霉素的转化率。
• 6.发酵过程控制：
青霉素的生产工艺0511课件
提取与精制问题
总结词
提取与精制是青霉素生产中的重要环节，涉及到多种分离技 术和化学反应。
详细描述
提取与精制问题主要包括青霉素的提取效率、纯度和收率等 指标。为解决这些问题，可以采用新型分离技术、高效液相 色谱和结晶技术等方法，提高青霉素的纯度和收率，降低生 产成本和提高产品质量。
06
未来青霉素生产技术的发展趋势
THANK YOU
感谢聆听
青霉素的历史
青霉素最初是从霉菌中提取的，直到1942年才开始用发酵法生产 ，逐渐成为一种广泛使用的抗生素。
青霉素的用途与重要性
青霉素的用途
青霉素是一种广谱抗生素，主要 用于治疗敏感菌引起的感染，如 肺炎、淋病、脑膜炎等。
青霉素的重要性
青霉素的发现开启了抗生素时代 ，为人类治疗细菌感染做出了巨 大贡献，尤其在二战期间挽救了 无数生命。
提高员工安全意识
通过培训、宣传等方式提高员工的安全意识，使员 工了解安全风险和应对措施。
环保处理措施
80%
废气处理
对青霉素生产过程中产生的废气 进行收集和处理，减少废气排放 对环境的影响。
100%
废水处理
对青霉素生产过程中产生的废水 进行收集和处理，确保废水达到 排放标准后再进行排放。
80%
废弃物处理
储存和运输设备
用于储存和运输青霉素产品，包括不锈钢储罐、泵、管道、阀门等。这些设备需 符合制药工业的卫生和安全要求，以确保产品质量和安全。
04
青霉素的生产安全与环保
安全生产措施
严格遵守安全操作规程
在青霉素生产过程中，应遵循安全操作规程，确保 工人的人身安全和设备安全。
定期进行安全检查
企业应定期对生产设备、安全设施进行检查，及时 发现并消除安全隐患。