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制药打印
月产30吨红霉素发酵车间设计
目录
目录I
第一章绪论1
1.1红霉素的理化性质1
1.2红霉素的特性1
1.3红霉素的作用2
1.4发展概况2
1.5生产前景3
第二章生产方案的确定4
2.1菌种选择与培育4
2.1.1菌种选择4
2.1.2孢子的制备4
2.1.3菌种培养4
2.2发酵罐培养4
2.2.1碳源氮源:
4
2.2.2其他主要营养物质4
2.3培养基的具体情况:
5
2.4发酵条件控制6
2.4.1通气和搅拌6
2.4.2pH值6
2.4.3温度7
2.4.4红霉素粘度7
2.4.5泡沫和消泡7
2.4.6染菌处理7
2.4.7中间补料8
2.5发酵的预处理和过滤8
2.6萃取过程8
2.7结晶过程9
2.8发酵流程的确定9
第三章物料衡算10
3.1提取的一般工艺流程:
10
3.2淋洗过程:
10
3.3成盐过程:
11
3.4丁提过程:
11
3.5板框过滤过程:
11
3.7发酵罐(大罐)中各物质的计算:
13
3.8中罐中各物质的计算:
13
3.9小罐中各物质量计算:
14
第四章设备选型及尺寸计算16
4.1发酵罐计算16
4.1.1总容积的计算:
16
4.1.2发酵罐个数的确定:
16
4.1.3主要尺寸的计算:
16
4.1.4搅拌器设计:
17
4.2二级种子罐:
17
4.3一级种子罐:
18
4.4预处理罐:
19
4.5板框过滤机及储罐:
19
4.6碟片式分离机:
19
4.7高速离心机:
20
4.8真空干燥机:
20
第五章三废处理21
第六章总平面布置说明22
6.1工厂总平面布置设计原则22
6.2车间布置设计原则22
参考文献24
结语25
第一章绪论
1.1红霉素的理化性质
红霉素(Erythromycin)分子式及结构式:
C37H67O13N
分子量:
733.94g/mol
结构:
红霉素是由红霉内酯与去氧氨基己糖和红霉糖缩合而成的碱性苷。
红霉内酯环含有13个碳原子,内酯环的C-3通过氧原子与红霉糖相联结,C-5通过氧原子与去氧氨基己糖相连接。
红霉糖本身不含氮,是含有一个甲氧基的己糖,去氧氨基己糖。
成分:
由链霉素Streptomycinelytrous所产生,是一种碱性抗生素。
其游离碱供口服用,乳糖酸盐供注射用。
此外,尚有其琥珀酸乙酯(琥乙红霉素)、丙酸酯的十二烷基硫酸盐(依托红霉素)供药用。
1.2红霉素的特性
红霉素碱易溶于醇类,醚,丙酮,氯仿和醋酸乙酯,醋酸戊酯,不甚溶于水,在水中的溶解度与一般化合物不同,如:
60℃,1.14mg/mL;40℃,1.28mg/mL;19℃,3.10mg/mL;7℃,14.20mg/mL;1℃,15.00mg/mL。
红霉素在水中的溶解度是随温度升高而减少,以55℃时为最小,因此工业上利用此性质加温至45—55℃并保温,使红霉素碱从水中析出结晶
红霉素为白色或类白色饿结晶或粉末;无臭,苦味,微有引湿性。
起水合物熔点为135~140℃,熔溶于甲醇、乙醇或丙酮,微溶于水。
无水乙醇(20mg/mL)中比旋度为–71°~–78°。
红霉素抗菌谱窄,水溶性小,只能口服,半衰期是1~2h,而且在酸中不稳定,易被胃酸破坏,易分解迅速失去活性,因此早期对红霉素的结构修饰为增加红霉素的稳定性和水溶性,主要将红霉素制成各种酯类和盐类的前体药物。
为了增加起在水中的溶解性,用红霉素与乳糖醛酸成盐,得到红霉素乳糖醛酸盐,可供注射使用。
由于红霉素的结构中存在多个羟基,在起9位上有一个羟基,因此红霉素在酸性条件下不稳定,易发生分子内的脱水环合。
在酸性液中,红霉素C-6上的羟基与C-9的羰基形成半缩酮的羟基,再与C-8上氢消去一分子水,生成8,9-脱水-6,9-半缩酮衍生物。
然后C-12上的羟基与C-8,C-9双键加成,进行分子内环合,生成6,9,12-螺环酮;最后起C-11羟基与C-10上的氢消去一分子水,同时水解成红霉胺和克拉定糖。
这种降解反应使红霉素失去抗菌活性。
1.3红霉素的作用
本品为大环内酯类抗生素,抗菌谱和青霉素相似,主要是对革兰阳性菌如金葡菌、溶血性链球菌、肺炎球菌、白喉杆菌、炭疽杆菌及梭形芽胞杆菌等,均有强大抗菌作用。
对革兰阴性菌如脑膜炎双球菌、淋球菌、百日咳杆菌、流感杆菌、布氏杆菌、部分痢疾杆菌及大肠杆菌等有一定作用。
特点是对青霉素产生耐药性的菌株,对本品敏感。
作用机制主要是与核糖核蛋白体的50S亚单位相结合,抑制肽酰基转移酶,影响核糖核蛋白体的移位过程,妨碍肽链增长,抑制细菌蛋白质的合成,系抑菌剂。
作用机理:
红霉素可以透过细菌细胞膜,在接近供位(P位)与细菌核糖体的50S亚基成可逆性结合,阻断转移核糖核酸(t-RNA)结合在P位上,同时也阻断多肽链自受位(A位)至P位的转移,从而抑制细菌蛋白质合成。
药理作用:
抗菌谱与青霉素近似,对革兰阳性菌,如葡萄球菌、化脓性链球菌、绿色链球菌、肺炎链球菌、粪链球菌、梭状芽孢杆菌、白喉杆菌等有较强的抑制作用。
对革兰阴性菌,如淋球菌、螺旋杆菌、百日咳杆菌、布氏杆菌、军团菌、以及流感嗜血杆菌、拟杆菌也有相当的抑制作用。
此外,对支原体、放线菌、螺旋体、立克次体、衣原体、奴卡菌、少数分枝杆菌和阿米巴原虫有抑制作用。
金黄色葡萄球菌对本品易耐药。
1.4发展概况
50年代–80年代(第一代)霉素A为代表,部分复合物,基本以发酵产品原药、制剂使用,对许多致病菌如衣原体、支原体、军团菌、幽门螺杆菌、弯曲杆菌活性较强。
80年代–90年代(第二代)红霉素A的6,9位结构改造物(罗红霉素、克拉霉素、阿奇霉素)为代表,能有效阻止酸催化引起的内酯环的缩酮化,抗耐药性无明显增强。
90年代(第三代)3-位脱克拉定糖后氧化形成酮内酯,6-位的取代;11,12位的结构改造,形成二环结构;在此基础上的三环、四环;糖基上的修饰;二位的卤化、酯化等。
1.5生产前景
红霉素最早于1952年由J·M·McGuire等人以在菲律宾群岛土样中分离到的红霉素菌发酵制得。
美国礼来公司和Abott公司最先生产红霉素并将产品推向市场。
多年来,红霉素产量稳步增长,20世纪80年代初,全球产量已达到800吨,占全球抗生素总量的3.2%。
20世纪90年代开始,国际市场上红霉素畅销,促进了生产,产量有了较大幅度增长。
全球红霉素产量1990年为1500吨,1996年达到3200吨,目前已有6000吨左右,成为世界抗生素市场上第三大类药物。
世界上红霉素的主要生产国有美国、意大利、日本、法国、西班牙、葡萄牙、印度、波兰和中国。
据有关人士预测,今后全球红霉素产量还将以年均4%的速度稳步增长。
据分析,今后红霉素及其衍生物系列产品的市场仍有较大拓展空间,销售额还将持续增加临床应用有特色:
红霉素特别是其衍生物疗效确切,抗菌谱广,抗菌活性强既可口服,又可注射,不良反应小,对某些细菌感染的疾病有独特的疗效,市场消费需求大,多年来,在我国药品市场中,抗感染药物的销售额始终位居第1,目前年销售额已达400多亿元人民币,占全国年药品销售总额的30%左右。
在抗感染药物市场中,大环内酯类抗生素和头孢菌素类、喹诺酮类、青霉素类一起,成为四大主力军团。
后市发展潜力巨大,目前,我国仍为发展中国家,13亿人口的人均年用药金额不到10美元,与发达国家60美元~100美元的用药水平相比差距很大。
今后,随着人民生活水平的逐步提高,医疗保障体系的日趋完善,对药品的总体需求还将不断扩大,医药市场这个蛋糕必将越做越大,红霉素及其衍生物市场销售额也必定水涨船高。
第二章生产方案确定
2.1菌种选择与培育
2.1.1菌种选择
本设计采用的是红霉素链霉菌,在实验室其发酵效价可达到10000~12000u/mL。
红霉素链霉菌在合成的琼脂培养基上生长的菌落是由淡黄色变为微带褐色的红色,色素不渗透到培养基中,气生菌丝为白色,孢子丝呈不紧密的螺旋状,为3~5圈,孢子呈球状,菌种以冷冻管保存的孢子质量好。
2.1.2孢子的制备
孢子培养用含淀粉,玉米浆,NaCl,(NH3)SO4等的琼斜面培养基。
孢子培养基消毒后快速冷却,冷却时间长对孢子生长不利。
接种后在温度37℃、湿度50%左右条件下避光培养,因为光会抑制孢子的行成,母瓶斜面培养9d,子瓶斜面培养7d。
要求成熟的孢子呈深米黄色,色泽鲜艳、均匀、无黑点,孢子瓶背面有红色色素,并要求每瓶的孢子数不低于1亿个。
将菌种瓶斜面孢子制成孢子悬浮液,用微孔接种的方式接入菌种罐。
2.1.3菌种培养
一级菌种罐及二级菌种罐的培养基由花生饼粉、蛋白胨、硫酸铵、淀粉、葡萄糖等组成。
一级菌种罐的培养温度为35℃,培养时间为40h左右。
符合要求的菌种培养液移入发酵罐中,接种量为10%。
2.2发酵罐培养
2.2.1碳源氮源:
红霉素生产最适合碳源是蔗糖,在蔗糖浓度为7.0%时,红霉素产量和菌丝干重最大,各种碳源的效果大小的顺序为:
蔗糖>葡萄糖>淀粉>糊精。
蔗糖效果比葡萄糖好的原因可能是蔗糖的分解速率正适合菌体对糖的利用速率,不会因单独使用葡萄糖而积累中间产物或使pH值下降。
生产上采用葡萄糖(约占80%)和淀粉(约占20%)的混合碳源,其效果与使用蔗糖相似。
2.2.2其他主要营养物质
无机盐和微量元素:
无机盐和微量元素是生理活性物质的组成成分或具有生理调节作用,磷(核酸)、硫、铁(细胞色素)、镁、钙(调节细胞膜透性)、锰、铜、锌(辅酶或激活剂)、钴、钾、钠(调节渗透压)、氯。
一般低浓度起促进作用,高浓度起抑制作用。
水:
菌体细胞的主要成分,营养传递的介质。
良好导体,调节细胞生长。
生长因子:
生长因子是指微生物生长不可缺少的微量有机物,包括氨基酸、维生素、核苷酸、脂肪酸等。
一般天然成分中含有,无需添加。
但对于营养缺陷型(氨基酸、核苷酸)菌株,必需添加。
前体与促进剂:
前体是加入到发酵培养基中的某些化合物,能被直接参与产物的生物合成,组成产物分子的一部分,而自身的结构没有发生多大的变化。
前体明显提高产品产量和质量,一定条件下还能控制菌体合成代谢产物的方向。
前体不仅有毒性,而且被菌体分解,因此多次少量流加工艺。
在抗生素等次级代谢产物的发酵中,经常添加前体和促进剂,以提高产量。
前体可以是产物的中间体,也可以是其中的一部。
2.3培养基的具体情况:
红霉素链霉菌在合成培养基上生长的菌落由淡黄色变成为微黄色,气生菌为白色,孢子呈不紧密的螺旋形,约3~5圈,孢子呈球状。
现在生产上使用的菌种是通过育种,选育的具体抗噬菌体,生产能力高的菌种。
选育以诱变育种为主要方法。
红色糖多孢菌一般经斜面孢子,摇瓶培养,种子罐培养后移入发酵罐进行发酵生产。
斜面孢子培养基组分(%):
淀粉1.0,硫酸铵0.3,玉米浆1.0,碳酸钙0.25,琼脂2.2,PH7.0—7.2。
斜面孢子培养基消毒后必须重视冷却时间的控制,以快速为妥,冷却时间过长对生长孢子不利。
未接种的空白斜面需放置两周,待表面无水分方可接种孢子。
斜面培养温度37℃,湿度50%左右,避光培养。
因为光会抑制孢子的形成。
培养7~10天斜面上长成白色至深米色孢子,色泽鲜艳,均匀,无黑点,背面产生红色或红棕色色素。
在母瓶斜面孢子挑选优良孢子区或单菌落接入子瓶,每批子瓶斜面孢子数不低于1亿个。
母瓶放冰箱1个月,子瓶可存放2个月。
每批孢子成熟后除做摇瓶试验测定生产能力外,还应插进一试验罐对比考察发酵水平,如不低于前批孢子,可用于生产。
玉米浆质量除对背面色素,孢子丰满程度有影响外,还影响孢瓶内灰色焦状菌落(称为黑点)的数量。
这种菌落呈草帽型,比深玉米的正常菌落生产能力低。
高产菌株的子瓶内要求无黑点。
菌种保藏采用冷冻干燥法,液氮超低温保藏法和砂土管保藏法,每年自然分离1~2次。
因红霉素产生菌从孢子发芽期到生长繁殖菌丝的过程较长,所以有些厂通过摇瓶培养,将菌丝接入种子罐,这种虽能缩短种子罐的培养时间,但操作步骤增多,稍有疏忽就容易发生染菌现象,所以大多数生产厂都采用将种子瓶孢子制成菌悬液用微孔压差法接入种子罐。
(2)摇瓶种子培养基(用百分率表示%):
淀粉4.0,糊精2.0,蛋白胨5.0,葡萄糖1.0,黄豆饼粉1.5。
硫酸铵0.25,氯化钠0.4,七水合硫酸镁0.05,磷酸二氢钾0.02,碳酸钙0.6,PH7.0。
接种后在摇床培养,菌丝生长浓厚,8%(质量分数)接入发酵罐。
(3)摇瓶发酵培养基(用百分率表示%):
淀粉4.0,葡萄糖5.0,黄豆饼粉4.5,硫酸铵0.1,磷酸二氢钾0.03~0.05,碳酸钙0.6,pH7.0,油1.2%,丙醇1.0%在种子接入发酵罐时一次加入。
28℃,摇床培养8天,发酵效价在5500u/mL以上。
(4)种子罐及繁殖罐的培养基由花生饼粉,蛋白胨,硫酸铵及淀粉,葡萄糖等组成。
种子罐的培养温度为35℃,培养时间65h左右;繁殖罐培养温度33℃,培养时间40h左右,均按移种标准检查,符合要求的进行移种。
2.4发酵条件控制
2.4.1通气和搅拌
红霉素发酵中,发酵液中的溶氧浓度对红霉素的生物合成有很大影响,培养基营养成分丰富时,发酵单位的提高与通气效率成正比。
一般要求发酵罐的通量在1:
0.8-1.2V/V/min。
如果通气量过低或搅拌不好,发酵菌生长不好,使发酵液转稀,降低红霉素的总产量。
2.4.2pH值
发酵液中的pH值对红霉素生产菌的生长和红霉素的生产合成影响很大。
一般情况下,红霉素链霉菌生长的最适pH值为6.6-7.0,红霉素合成的最适pH为6.7-6.9。
在原始发酵培养基中,pH5.7-8.7时,对菌体生长影响不大,但在接种24h以后,如果pH值过高或过低,菌体的生长繁殖就会缓慢。
红霉素生物合成水平也差别很大,如果pH6.2-6.3时,发酵单位仅为对照的5%-10%;pH7.8时.发酵单位仅为对照的80%。
有试验证明,pH值低于6.5时,红霉素的生物合成被完全抑制,高于7.2时,菌体产生自溶。
在发酵中,一般前期的pH在6.6-7.0比较适合;在48-96h之间,以pH6.7-6.9之间为最好。
发酵液pH值的调节是通过调节培养基中生理酸性物质和生理碱性物质的用量;增强通气,调节碳源加入量以减少有机酸的积累;通入氨水,使pH值上升等措施来实现的。
2.4.3温度
红霉素链霉菌的生长、繁殖对温度很敏感.温度高时,生长繁殖速度快,较短时间内,发酵液的粘度就会达到最高峰,但菌体的衰老快,菌体自溶也加快,使发酵液粘度下降加快。
如发酵温度低,发酵菌的生长繁殖慢,到达发酵液的粘度最高峰的时间也很长,而且发酵液粘度的下降也缓慢,有利于延长红霉素的生物合成时间。
一般发酵时,采用全程32℃发酵。
发酵后期温度略降低,可防止菌体的快速自溶,延长红霉素合成的时间。
2.4.4红霉素粘度
红霉素发酵液的粘度对红霉素成品的质量影响较大,因它会影响发酵液中红霉素A和红霉素C的比例。
在一定范围内,红霉素A的含量和发酵液粘度成正比,即发酵液粘度越大,红霉素A的比例越高,红霉素的成品质量也就越好。
因此,在发酵中要适当提高发酵液的粘度。
可采用的措施有减慢搅拌速度,改变搅拌叶的型式,降低发酵温度,适当多补充氮源等。
目的是促进菌体生长,减缓菌体自溶。
但是发酵液粘度太大,通气搅拌效果不好,发酵液中的溶氧浓度又会显著下降,引起发酵水平的明显降低。
所以,在增加发酵液的粘度时一定要适合,否则,同样不能取得最佳的发酵水平。
2.4.5泡沫和消泡
发酵培养基中的黄豆饼粉,在消毒、接种培养、通气搅拌时,都会产生较多的泡沫。
为了消除泡沫对发酵的影响,可以采取发酵初期加大通气,不搅拌或少搅拌,发酵中后期通气量大,搅拌速度快时加消泡剂等方法减少泡沫产生和消除过多的泡沫。
如果用天然油脂作消泡剂,则用量不能过大,否则会促进菌体自溶,既缩短了红霉素的合成时间,又增加了提取的困难。
2.4.6染菌处理
红霉素发酵中,如果意外被杂菌污染,应立即降温至28℃培养,并在发酵罐中加入新洁尔灭。
如果发酵单位降低,则加入甲醛,停止补料等待放罐。
有时为了杀死发酵罐中的杂菌,甲醛的总量可达0.5%。
2.4.7中间补料
大罐6小时开启搅拌,8小时左右视液面情况补全料(20%),发酵过程中还原糖控制在1.2~I.5%围内10h起开始连续补液化糖和分批补入淀粉糖,每次补1~2t,分3批补入。
直至放罐前12~18小时停止加糖。
有机氮源一般每天补三至四次,根据发酵液枯度的大小决定补入量的多少,若粘度低可增加补料量,反之,则减少补料量,粘度过高还可适量补水,放罐前24小时停止补料。
前体一般在24~39小时,当发酵液长浓,pH高于6.8时开始补入,每隔24小时加一次,全程共加四至五次,总量为0.7~0.8%,遇发酵单位增长趋势好时可以适当多加。
15小时启动补丙醇,用量大概在1~1.2t左右。
24小时启动补油,补油量在4.5~5t左右。
发酵过程中除了补全料和水之外,其他的补料方式全部采用自动控制系统,进行自动定时补料。
自动补料系统比人工补料有很大的好处,最主要的就是可以减少操作、染菌率和提高发酵效率。
2.5发酵的预处理和过滤
发酵液中除含有低浓度的(约占0.8)红霉素外,绝大多数是菌丝体和未用完的培养基以及各种代谢产物如蛋白质,各类色素等。
用
沉淀蛋白质,促进菌丝结团,可加快过滤速度。
由于
呈碱性,为防止红霉素被破坏,用NaOH溶液调pH至7.2—7.8.也可用碱式氯化铝来代替硫酸锌。
2.6萃取过程
红霉素是一种碱性抗生素,利用它在不同pH时能溶解在不同溶剂中的特性,用在有机溶剂及水中反复萃取的方法,达到提纯和浓缩的目的。
比较乙酸丁酯,乙酸戊酯,二氯乙烷,氯仿和二氯甲苯等不同萃取剂的提取效果,发现他们的分配系数几乎相同,但用于发酵滤液的分配系数(31~39)要比用红霉素水溶液的分配系数(50~54)低,所得红霉素的质量没有明显差别(890~895
)。
在萃取过程中,碱化和酸化的PH对收率和产品质量都有直接影响。
碱化时pH高些,对提取有利,但不能过高,否则会引起红霉素的碱性破坏,并使乳化严重。
PH过低,对萃取不利,影响收率。
所以选择在pH10.0左右用乙酸丁酯进行萃取,在pH4.5用乙酸缓冲液进行反复萃取。
2.7结晶过程
在含有27万~30万U
红霉素的乙酸丁酯提取液中加入10%丙酮,-5
℃放置,使红霉素碱析出。
加液操作温度要低,因为红霉素在丙酮中随温度升高溶解度降低,如果加液温度高会形成结晶块状物,难以过滤。
结晶产生后,可适当提高温度,减少母液中红霉素含量,使结晶完全。
结晶经洗涤后可除去红霉素C,得红霉素碱。
真空干燥,控制干燥温度在70~80℃。
2.8发酵流程的确定
为了使菌种在放大过程中保持其稳定高产的性能,同时满足发酵生产的需要,在生产开始采用二级发酵。
经过二级发酵后的种子发酵液进入发酵罐,经过一个发酵周期后放罐,进入预处理罐,期间进行发酵液的碱化处理,以便后续工作。
与处理后的发酵液通过板框压滤机进行除杂,同时清洗板框后的清洗液返回预处理罐。
接下来进行溶媒萃取,萃取液经碟片分离机后将萃取相与萃余相分离,萃余相直接通过真空抽滤回收萃取液,萃取相则进入成盐工序,成盐采用加入硫氰酸钠(NaSCN),再加入冰醋酸是硫氰酸红霉素结晶,通过高速离心得到晶体,再通过淋洗,干燥获得成品。
第三章物料衡算
物料衡算的意义:
在发酵生产和其他化工生产中,物料衡算是指:
根据质量守衡定律,凡引入某一统或设备的物料重量Gm,必等于所得到的产物重量Gp和物料损失Gt之和,即:
Gm=Gp+Gt
这一运算法则,既适用与每一个单元操作过程,也适用于整个生产过程;既可进行总物料衡算,也可对混合物中某一组分物料衡算。
通过物料平衡计算,可以求出引入和离开设备的物料(包括原料、中间体和成品等)各组分的成分、重量和体积,进而计算产品的原料消耗定额、每日或每年消耗量以及成品、副产物、废物等排出物料量。
在进行物料衡算时采用倒推法,下面均按此法计算:
本设计生产的有效成分为红霉素A,含量85%左右,副产物为红霉素B,C。
其中我们生产红霉素A的日产量是1000kg×85%=850kg。
3.1提取的一般工艺流程:
发酵液→碱化(加AlCl31%~3%,收率110%)→板框过滤(收率98%)→丁提(溶酶萃取,收率85%)→成盐(加硫氰酸钠,收率95%)→淋洗(收率99%)→烘干→成品包装→检验入库。
3.2淋洗过程:
收率为99%,其淋洗前的红霉素A的量为:
850/99%=858.58kg。
淋洗过程采用的设备为高速离心机,将成盐液放入装有滤布的高速离心机中离心以后加水进行离心淋洗除去少有的部分杂质。
表3淋洗前后红霉素A的量
淋洗之前红霉素A的量
淋洗之后红霉素A的量
收率
858.58kg
850kg
99%
3.3成盐过程:
收率为95%,那么丁提后得到的红霉素A的量为:
858.58/95%=903.77kg。
由于纯红霉素A在水中的溶解度很低,不利于服用和注射。
将其制成红霉素盐主要是增加其在水中的溶解度,而更有利于服用和注射用。
其过程采用的设备是搪瓷罐。
接着进行真空抽滤去除表面的溶媒,再经过三足式离心机淋洗。
同时应该注意的是,丁提过程中加入了溶媒物质有很重的气味而且有毒,一般要求车间通风很好且操作工应该带上口罩以减少毒气的吸入。
成盐过程的污水应该是污水处理的一个重要部分并进行丙醇的回收。
表4成盐前后红霉素A的量
成盐之前红霉素A的量
成盐之后红霉素A的量
收率
903.77kg
858.58kg
95%
3.4丁提过程:
收率为85%,那么经板框过滤出的滤液中红霉素A的量为:
903.77/85%=1063.26kg。
丁提过程主要就是溶酶萃取过程,主要设备是一个用水泥筑成的萃取池。
由于溶媒长时间使用会对金属设备产生腐蚀,因此采用水泥池为一比较经济合理的方法。
丁提过程中需要的溶媒的量比较大,本设计一次丁提过程一般需要溶媒的量为9-10t左右。
萃取液是通过碟片式液-液分离机将种液和轻液分离。
表5萃取前后红霉素A的量
萃取之前红霉素A的量
萃取之后红霉素A的量
收率
1063.26kg
903.77kg
85%
3.5板框过滤过程:
收率为98%,预处理后的红霉素A的量为:
1063.26/98%=1084.96kg。
采用的设备是常见且使用和广泛的板框压滤机。
板框压滤机有很多的缺点,如卫生条件差、操作麻烦、工作强度大等,不过就我国现在生物制药中原料药生产行业来看板框压滤机依旧是过滤工程中的主要设备。
表6过滤前后红霉素A的量
过滤之前红霉素A的量
过滤之后红霉素A的量
收率
1084.96kg
1063.26kg
98%
3.6碱化工程(发酵液的预处理):
收率为110%,发酵液中红霉素A的含量为0.8%g/mL。
预处理液中红霉素A的量为:
1084.96/110%=986.33kg。
V1×0.8%=986.33
V1+V2=V3
V3=V1×45%+V4
V4=1084.96/1.5%=72.33m3
其中0.2%为滤洗液中红霉素A的含量,
45%为发酵液中残渣的含量,
0.8%为发酵液中红霉素A的含量。
计算得出:
V1=123.29m3V2=4.52m3V3=127.81m3
上一班滤洗液红霉素A的含量为0.218%g/mL。
表7碱化前后的体积和红霉素A的量
体积(m3)
红霉素A的量(kg)
发酵液V1
123.39
98
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