链霉素工艺流程设计课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,链霉素的生产工艺,组员：王晓、江兰、何艺、陈雪君、曹海燕,链霉素的生产工艺组员：王晓、江兰、何艺、陈雪君、曹海燕,1,目录,2,1,3,4,链霉素简介,结构及理化性质,工艺合成,工艺评价、优化及中试放大,目录 2 1 3 4链霉素简介结构及理化性质工艺合成工艺评价,2,一、,链 霉 素 简 介,链霉素（,S,treptomycin,）是一种氨基葡萄糖型抗生素，分子式,C,21,H,39,N,7,O,12,，分子量：,581.59,。,链霉素（,Streptomycin,）是瓦克斯曼,Waksman S.A.),于,1944,年从灰色链霉 菌（,Streptomyces,griseus,）培养液中分离出来的一种碱性抗生素。,一、链 霉 素 简 介链霉素（Streptomycin）是一,3,毒性,LD,50,(mg/kg),：对许多革兰氏染色阴性或阳性均有效制备或来源：由灰色链霉菌的发酵液提取得的一种抗生素,。,毒性LD50(mg/kg)：对许多革兰氏染色阴性或阳性均有效,4,链霉素的化学结构,链霉素是由链霉胍、链霉糖和,N-,甲基,-L-,葡萄糖胺组成的三糖苷，属于氨基糖苷类抗生素。,链霉素的化学结构链霉素是由链霉胍、链霉糖和N-甲基-L-葡萄,5,二、链 霉 素 理 化 性 质,链霉素游离碱为白色粉末。其大多数盐类也是白色粉末或结晶，无嗅，味微苦。,链霉素在中性溶液中能以三级阳离子形式存在，所以可以用离子交换法进行提取。,二、链 霉 素 理 化 性 质,6,稳定性,链霉素的水溶液比较稳定，但其易受pH和温度的影响较大。短时间加热，如在70,o,C加热半小时，对活性无明显影响。100,o,C加热10min，活性约损失一半。最稳定的pH是4.04.5。,稳定性 链霉素的水溶液比较稳定，但其易受pH和温度的,7,溶解度,由于链霉素分子中含很多亲水基团（羟基和胺基），故易溶于水，而很难溶于有机溶剂。链霉素盐酸盐易溶于甲醇，难溶于乙醇，而硫酸盐即使在甲醇中也很难溶解。,链霉素硫酸盐的溶解度（28,）,溶解度 由于链霉素分子中含很多亲水基团（羟基和胺基）,8,三、合成工艺,前段全是采用微生物发酵,砂土孢子,转入试管斜面，培养,一级试管斜面菌种,转入试管斜面，培养,二级试管斜面菌种,转入三角瓶液体培养基，培养,27,恒温培养,7d,27,培养,6d,孢子成熟后，保存于,4,冰箱里,于,27,培养,45,48h,于,27,培养,62,63h,，通气量为,1:1.5vvm,三角瓶菌液（菌液立即用最好，也可保存于,4,冰箱里，但不超过一周）,以,0.2%,0.4%,的接种量,转入一级种子罐，培养,以10%,左右的接种量，转入二级种子罐，培养,二级种子培养液,于,27,培养,55,60h,，通气量为,1:1.5vvm,一级种子培养液,以,10%,左右的接种量，于,27.5,培养,54,56h,，通气量为,1:1.1vvm,转入三级种子罐,三级种子发酵液,以,20%,的接种量转入发酵罐，发酵,发酵液,后处理工段,三、合成工艺前段全是采用微生物发酵砂土孢子转入试管斜面，培养,9,分离提纯工艺,分离提纯工艺,10,传统工艺分离链霉素,一般采用蒸汽加热（,70,75,）方法使蛋白质凝固变性。添加磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物，然后通过板框过滤或离心分离将这些沉淀物除去。,链霉素传统的提取方法采用活性炭吸附法、带溶法、沉淀法、离子交换法,传统工艺分离链霉素一般采用蒸汽加热（7075）方法使蛋白,11,国内外提取工艺,国内外提取工艺,12,链霉素生物提取的途径,链霉素生物提取的途径,13,四、工艺评价和优化,传统工艺合成链霉素,会添加磷酸或一些络合剂如三聚磷酸等使高价离子草酸、磷酸生成不溶性沉淀物。,这一预处理既增加了链霉素提炼成本，又会降低产品纯度、污染环境。,四、工艺评价和优化 传统工艺合成链霉素会添加磷酸或一些络,14,同时所得的发酵滤液中仍存在许多蛋白、多肽和其它各种杂质，将会减少树脂的吸附容量或污染树脂，造成树脂的沉降和堵塞，进而缩短树脂的寿命，增加 抗生素提炼的成本。,同时所得的发酵滤液中仍存在许多蛋白、多肽和其它各种杂质，将会,15,离子交换法工艺路线的评价,需用的原辅料少且易得，并有足够数量的供应,中间体容易以较纯形式分离出来，质量,符合标准，多步反应能够实现连续操作,可在易于控制的条件下进行制备如安全、无毒,设备条件要求不苛刻,收率最佳、经济效益最好,优点,离子交换法工艺路线的评价需用的原辅料少且易得，并有足够数量的,16,缺点,1,、操作过程复杂，且操作控制要求严格，操作工序多,2,、化学合成途径较复杂，需要经过多步反应,3,、合成过程中生成含硫废弃液，使得三废处理复杂,缺点1、操作过程复杂，且操作控制要求严格，操作工序多,17,生物提取法的评价,优点,1,、需要的原料材料少且易得，并有足够数量的供应,2,、设备条件要求不苛刻,3,、“三废”少并且易于治理,生物提取法的评价优点1、需要的原料材料少且易得，并有足够数量,18,1,、分解代谢产物的调节过程中甘露糖链霉素的控制很复杂,2,、无机磷的调节过程中，无机磷浓度的浓度很难控制，正常生长所需的无机磷浓度抑制链霉素的形成,3,、生物合成过程中步骤也比较复杂，需要经过多步反应,缺点,1、分解代谢产物的调节过程中甘露糖链霉素的控制很复杂缺点,19,薄膜浓缩,取代,膜法工艺,投资较大,容易堵塞,不适于高粘度液体,在任何膜能承受的温度下分离,清洁，环保，占地少,运行成本低,无相变的纯物理手段,1.离子交换法,链霉素提纯工艺的优化,薄膜浓缩取代膜法工艺投资较大容易堵塞不适于高粘度液体在任何,20,2.过滤,Flow-cel,超滤技术替代传统的板框压滤,/,鼓式真空过滤方法。 其最大的特点是在不需要加入助滤剂、絮凝沉淀剂及其他任何化学试剂的情况下，不仅可把菌丝体及其他固体杂质完全分离，而且可以把,99,以上的蛋白,(,包括溶解性的蛋白,),与菌丝体一起剔除。,2.过滤Flow-cel超滤技术替代传统的板框压滤/鼓式真空,21,链霉素提纯方法,链霉素提纯方法,22,中式放大,中式放大的目的是验证、复审和完善实验室工艺所研究确定的反应条件，对研究选定的工业化生产设备的结构、材质、安装和车间布置等进行验证性研究，提供物质和能量耗损等，从而为工业化生产提供数据，此外还能为药品的 临床研究实验等提供更多的样品，并培养技术人员及操作工人。,中式放大 中式放大的目的是验证、复审和完善实验室工艺所,23,中式放大的研究内容,合成工艺路线的复审,设备型式与材质、搅拌器型式与搅拌速度,反应条件的进一步验证与研究,原辅材料和中间体的质量控制,工艺流程与操作方法的确定,中式放大的研究内容 合成工艺路线的复审,24,反应器的放大是中式放大的关键。其放大的方法有经验放大、相似放大法和数学模拟放大法。,中式放大涉及诸多的化学及物理过程，物料衡算是放大工作的起点。包括转化率、收率与选择性等的计算过程。,反应器的放大是中式放大的关键。其放大的方法有经验放大、相似放,25,实行放大主要依据,由实验室条件，模拟链霉素的工业生产,:,对高产链霉菌进行复壮和筛选,.,链霉素发酵提取分离。在链霉素的发酵过程中，通过斜面孢子培养，摇瓶进行种子培养,实行放大主要依据由实验室条件，模拟链霉素的工业生产:对高产链,26,同时根据查资料显示：利用正交试验确定出链霉素影响因子的作用为：玉米浆,葡萄糖,黄豆饼粉,(NH4,）,2SO4,。从而计算出链霉素发酵生产的培养基除基础培养基外还应加入：葡萄糖,4%,，黄豆饼粉,0.8%,，玉米浆,1.5%,，（,NH4,）,2SO4 0.5%,。,同时根据查资料显示：利用正交试验确定出链霉素影响因子的作用为,27,放大实验的具体方法,按照确定的培养基，放入发酵罐中进行放大培养五天，每隔,24,小时测量包括,PH,值，,DO,值，还原糖浓度，链霉素效价，生物量等参数。还原糖浓度、链霉素效价和生物量的测量分别采用的是,DNS,法，紫外分光光度法（比色法）和干重法。,放大实验的具体方法按照确定的培养基，放入发酵罐中进行放大培养,28,放大小结,（,1,）随着链霉素发酵培养中糖的消耗，链霉素的效价也是降低的。说明一次性投料，糖源供应不够。,（,2),确定链霉素发酵培养的最适,PH,值,且最好控制在这一值上。,放大小结（1）随着链霉素发酵培养中糖的消耗，链霉素的效价也是,29,（,3,） 链霉菌是好氧菌，菌体的生产及发酵产物的积累都要消耗氧。因此发酵过程当中需保证必须的供氧量。,（,4,）根据参数的变化，以单位体积功率相等的原则改变搅拌转速及空气流量来进行发酵容积的扩大设计,（3） 链霉菌是好氧菌，菌体的生产及发酵产物的积累都要消耗氧,30,发酵工艺流程图,发酵工艺流程图,31,发酵液提取及纯化工艺流程图,发酵液提取及纯化工艺流程图,32,厂房布置图,1,厂房布置图1,33,厂房布置图,2,厂房布置图2,34,链霉素工艺流程设计课件,35,设备布置图,设备布置图,36,谢谢观赏！,谢谢观赏！,37,A,陈雪君,江兰,何艺,王晓,曹海燕,收集资料（放大）,收集资料（优化）,收集资料、工艺流程图,收集资料（评价）厂房布置图,整理资料、制作,PPT,、演讲、设备布置图,A陈雪君江兰何艺王晓曹海燕收集资料（放大）收集资料（优化）收,38,docin/sanshengshiyuan,doc88/sanshenglu,更多精品资源请访问,docin/sanshengshiyuan 更多精品,39,