土霉素的生产工艺(xin)

1、土霉素消费工艺流程.第一章：绪论1.1 土霉素化学式及性状1.2 作用机理1.3 土霉素的运用1.4 土霉素的消费.1.1 土霉素化学性质及性状 土霉素(Terramycin)又称地霉素、氧四环素(Oxytetracycline)，化学名：(4s,4R,5S,5R,6S,12S)-N-4-二甲胺基-1,4,4,5,5,6,11,12-八氢,5, 6,10,12,12-六羟基-6-甲基-1,11-二氧代并四苯-2-甲酰胺，是四环素类抗生素的一种，因构造上含有四并苯基的母核而得名。化学式如下： 本品为灰白色至黄色的结晶粉末，无臭，味苦，熔点是180，在空气中性质稳定，在日光下颜色变暗在碱性溶液中易

2、破坏失效。土霉素的盐酸盐为黄色结晶，味苦，熔点190194，有吸湿性，但水分和光线不影响其效价，在室温下长期保管不蜕变，不失效。盐酸盐易溶于水，溶于甲醇，微溶于无水乙醇，不溶于三氯甲烷和乙醚，在酸性条件下不稳定。添加到饲料中，在室温下保管四个月，效价下降4%9%，制粒时效价下降5%7%。.1.2 作用机理 本品为广谱抑菌剂，能特异性地与细菌核糖体30S亚基的A位置结合，抑制肽链的增长和影响细菌蛋白质的合成，能抑制动物肠道内的有害微生物，激活大肠中有利于营养物质合成的微生物。可使动物肠壁变薄，更有利于营养物质的吸收和利用，从而提高肠道吸收效率。许多立克次体属、支原体属、衣原体属、螺旋体、阿米巴原

3、虫和某些疟原虫也对本品敏感。肠球菌属对其耐药。其他如放线菌属、炭疽杆菌、单核细胞增多性李斯特菌、梭状芽孢杆菌、奴卡菌属、弧菌、布鲁菌属、弯曲杆菌、耶尔森菌等对本品敏感。.1.3 土霉素的运用 土霉素为四环类抗生素，消费工艺简单、消费本钱较低，可作为消费其它新型抗生素的原料。 土霉素价钱低廉，可以作为饲料添加剂用于养殖业。实际阐明：土霉素用于饲料添加剂，可以改善饲料转化效率，促进畜禽生长，提高畜禽抗疾病才干。 土霉素对多数革兰氏阳性菌(如肺炎球菌，溶血性链球菌，草绿色链球菌以及部分葡萄糖球菌，炭疽杆菌)和革兰氏阴性菌(如大肠杆菌，产气杆菌，破伤风，肺炎杆菌，流感杆菌，百日咳杆菌等)均有抗菌作用。

4、临床上主要用于肺炎、败血症、斑疹、伤寒、淋巴肉芽肿、沙眼及其他细菌性感染等。对伤寒有效，也可用于阿米巴痢疾和阴道滴虫病患者。此外还能抑制立克次体和沙眼病毒及淋巴肉芽肿病毒 。 作为抗生素，上世纪六七十年代时，土霉素曾在抗菌药市场上占重要位置，但伴随着其它多种高效抗生素的诞生与开展，土霉素市场快速走向衰落。目前，土霉素曾经极少用于临床了。.1.4 土霉素的消费 土霉素通常由龟裂链丝菌(streptomyces rimosus)发酵得到，目前国内提取工艺普通以草酸(或部分盐酸替代草酸)作酸化剂调理发酵液pH值，利用黄血盐钠和硫酸锌作净化剂生成普鲁士蓝沉淀协同去除Fe3+及高分子杂质，再经122-2

5、树脂脱色，调理pH至4.6，枯燥得到土霉素废品1。.第二章：工艺流程2.1 土霉素发酵工艺流程2.2 土霉素提取消费工艺流程及单 元操作.2.1 土霉素发酵工艺流程2.1.1 菌种引见 龟裂链丝菌(streptomyces rimosus)属放线菌，孢子丝初旋至螺旋形。孢子长圆形至柱形，外表光滑。 蔗糖硝酸盐琼脂：气丝白色，斑片状，在边缘。基丝薄，乳脂色，后较丰厚，红褐色至橙色。可溶色素略微黄色。葡糖天冬素琼脂：气丝白色，基丝初乳脂色，后变微褐色至橙褐色。可溶色素微黄色至金色。淀粉琼脂：无气丝。基丝乳脂色，中心褐色。甘油天冬素琼脂(ISP)、无机盐淀粉琼脂(ISP)、酵母精麦芽精琼脂 (ISP

6、)、燕麦粉琼脂(ISP)：气丝白色或淡黄色、淡橙黄色、灰黄粉色。基丝反面灰黄色，在第一和第三种培育基上略加红色(橙黄色至暗橙黄色)。基丝色对pH不敏感。可溶色素迹量黄色，对pH不敏感。营养琼脂：气丝白色或无。基丝少，乳脂色至黄褐色、鼠灰色。可溶色素无或微黄色。葡萄糖酵母精琼脂：气丝初白色，后变鼠灰色。基丝较好，乳脂色至微褐色。可溶色素微黄至金色。马铃薯块：气丝白色至灰色、暗褐色。基丝乳脂色至红褐色。可溶色素黄褐色。 明胶液化慢。牛奶胨化，不凝固。淀粉水解有限。纤维素上不生长。硝酸盐复原。不产生类黑色素、酪氨酸酶和H2S。利用D-葡萄糖、L-阿拉伯糖、D-果糖、鼠李糖、肌醇、D-甘露醇；对D-木

7、糖利用可疑；不利用蔗糖、棉子糖。产生对革兰氏阳性和阴性细菌、原虫都有作用的土霉素(oxytetracycline)和抑制丝状真菌、酵母的龟裂杀菌素(rimocidin)。.2.1.2 菌种保藏菌种的保藏方法有：斜面菌种低温保藏法、砂土管保藏法、甘油封藏法、真空冷冻枯燥法。斜面菌种低温保藏法：利用低温对微生物生命活动有抑制造用的原理进展保藏。把斜面菌种、固体穿刺培育物或菌悬液等，直接放入45冰箱中。保藏时间普通不超越3个月，到时必需进展移接传代，再放回冰箱。砂土管保藏法：将枯燥砂粒与细土混合后灭菌制成砂土管，然后接种保藏。假设把砂土管放在低温或抽气后密封，效果更佳。此法适用于产孢子及芽孢菌种的保

8、藏。保藏期110年。甘油封藏法：向培育好的菌种斜面上，参与灭菌甘油，高出斜面1cm，然后蜡封管口，放入冰箱。该法既可防止培育基水分蒸发，又能使菌种与空气隔绝。保藏期12年。真空冷冻枯燥法：是目前比较理想的一种方法。在低于-15下，快速将细胞冻结，并坚持细胞完好，然后 在真空中使水分升华致干。在此环境中，微生物的生长和代谢都暂时停顿，不易发生变异，故可长时间保管，普通为510年，最多可达15年之久。此法兼备了 低温、枯燥及缺氧几方面条件，使微生物可以保管较长时间，但过程较费事，需求一定的设备。.2.1.3 孢子的制备 这是发酵工序的开端，是一个重要环节。抗生素产量和废质量量同菌种性能以及同孢子和

9、种子的情况有亲密关系。消费用的孢子需经过纯种和消费才干的检验，符合规定的才干用来制备种子。保藏在砂土管或冷冻枯燥管仲的菌种经无菌手续接入又麸皮、琼脂和水组成的斜面培育基中，在36.5-36.8、50%相对湿度的条件下培育4-5天，挑选菌落正常的孢子作为种子。在孢子制备的过程中，蒸馏水中可适当添加0.005%MgSO4、0.01%KH2PO4及0.015%(NH4)2HPO4，防止水质动摇对孢子质量的影响，还可以缩短孢子的成熟期。2.1.4 种子的制备 种子制备是指孢子接入种子罐后，在罐中繁衍成大量菌丝的过程，其目的是使孢子发芽、繁衍和获得足够数量的菌丝，以便接种到发酵罐当中去。种子制备所运用的

10、培育基及其它工艺条件，都要有利于孢子发芽和菌丝繁衍。种子培育基的成分根本与发酵培育基近似，培育30、30小时左右培育液趋于浓重并转为黄色。pH普通在6.0-6.4时可以移入下一级罐。移入发酵罐时pH6.0，效价在800u/ml左右。种子罐级数是在指制备种子需逐级扩展培育的次数，普通根据种子的生长特性、孢子发芽及菌体繁衍速度，以及发酵罐的容积而定。土霉素种子制备普通为二级种子罐扩展培育。.2.1.5 发酵培育基引见培育基是供微生物生长繁衍和合成各种代谢产物所需求的按一定比例配制的多种营养物质的混合物。培育基的组成和比例能否恰当，直接影响微生物的生长、消费和工艺选择、产质量量和产量等。土霉素的发酵

11、培育基由碳源、氮源、无机盐及金属离子、添加前体、消泡剂五部分组成。碳源的主要作用是：为微生物菌种的生长繁衍提供能源和合成菌体所必需的碳成分；为合成目的产物提供所需的碳成分。消费上曾以单糖葡萄糖、双糖饴糖、及多糖籼米粉、玉米粉及淀粉的解酶液作为碳源。本设计采用淀粉作为碳源，发酵相对容易控制。氮源的作用是供应菌体合成氨基酸的原料。主要有机氮源为黄豆粉饼、花生粉饼、蛋白胨、酵母粉、玉米浆等，通常运用黄豆粉饼。无机氮如氨水、硫酸铵等可适量运用。由于在发酵过程中二氧化碳的不断产生，加上培育基中有很多有机氮源含有蛋白质，因此在发酵罐内会产生大量泡沫，如不严加控制，就会产生发酵液逃液，导致染菌的后果。采用植

12、物油消沫仍旧是个好方法，一方面作为消沫剂，另一方面还可以起到碳源作用，但如今已普遍采用泡敌替代豆油。无机盐：磷酸盐浓度对放线菌的生长和抗生素的合成影响很大，故应该严厉控制磷酸盐的浓度。.2.1.6 灭菌及染菌处置灭菌指的是用化学或物理的方法杀灭或除去物料及设备中一切的有生命物质的技术或工艺流程。灭菌本质上可分杀菌和溶菌两种，前者指菌体虽死，但形体尚存，后者那么指菌体杀死后，其细胞发生溶化、消逝的景象。工业上常用的方法有：干热灭菌、湿热灭菌、化学药剂灭菌、射线灭菌和介质过滤除菌等几种。在土霉素的消费中，对培育基和发酵罐主要采用的是湿热蒸汽灭菌和空气过滤除菌的方法。染菌的处置方法：1.加强者员操作

13、的检查，规范各种操作环节；2.加强者员劳动纪律、培训及责任心的教育，精心操作，强化管理；3.加强车间内环境卫生的处置，定期喷洒消毒剂，特别留意排污口一楼地沟处的清理；4.控制合理的空气压力，在不影响消费的情况下尽能够降低风压；5.对风机冷却器、加热器定期打压试漏，保证设备完好；6.对风机跨线要定期排污，防止积存杂质及灰尘；7.操作过程中要留意防止风压急剧动摇，要缓慢开关，特别是放罐操作、调风操作及消毒吹扫操作。.8.加强空气过滤器的吹扫、泡点测试、安装、消毒压力提升至1.2公斤、降温及预过滤的位置固定操作，留意蒸汽过滤器安装质量特别是预滤筒及相关操作事项；9.对于消泡剂罐及消泡剂管道要定期打压

14、、消毒，确保无菌、无渗漏，对于隔膜阀垫片要保证完好、耐用，对于小排气阀门要特别留意消毒冷却后的防内漏问题；10.对染菌罐要加强处置，清洗、碱煮、试漏、去除死角、甲醛熏蒸、过滤器吹扫消毒、蛇管打压等；11.定期对移种管道要吹扫、清理、打压试漏，保证移种管道及附属阀门、垫片的严密度及清洁度，留意移种靠罐阀不要堵塞；12.对于发酵岗位操作人员留意冲视镜、取样、消沫操作的规范，要留意防止顶罐、逃液景象的发生；13.种子罐总空气过滤器要留意定期吹扫、清理；14.空气入罐阀两端小辫子要留意操作细节，消毒时要开启，消毒终了后要留意封锁的顺序；15.消毒操作过程中要规范操作，消毒过程中要留意各路管道的蒸汽流通

15、情况，消毒终了时要留意各阀门的操作顺序，特别是空气阀的开启时机的把握；16.留意平衡好蒸汽的运用，防止重叠作业及蒸汽的大幅度动摇；17.对空气管道的排污、排水要进展一致规范管理；.18.对于延续染菌罐可以思索处置后稀料调查；19.各罐大排气法兰的垫片要大小适中，法兰垫片不要有走漏及存料景象；20.消泡剂罐的单独空气过滤器要制定相应的消毒操作规程及消毒记录，定期消毒；21.可以思索空气过滤器吹扫后再进展进罐作业，保证空气过滤器及相应管道、阀门的无菌度；22.留意染菌罐压力表的处置，防止压力表中有杂菌存在；23.定期对无菌空气进展肉汤跟踪检验；24.消毒时留意防止淀粉等原资料有结块及消不透景象的发

16、生，留意原资料质量，清洗罐时留意罐底存料景象；25.各罐灭菌时要留意蛇管内冷却水要彻底排除干净，防止低温死角；26.种子罐留意要定期碱煮、甲醛熏蒸，消毒时接种帽处要做排气处置；无菌室取样时要规范，防止假样；28. 留意特殊杂菌要做耐热实验；29. 留意烧碱的质量，防止堵塞碱管道；30. 留意旋风处不要堵塞；31. 留意各无菌设备、管道、阀门，不要有渗漏景象；32. 留意各罐机封处的清洁、严密；33. 灭菌柜要用好，留意消毒时的温度、压力能否正常，留意消毒时防止蒸汽带水.2.1.7 发酵及参数控制 这一过程的目的主要是为了使微生物分泌大量的抗生素。发酵开场前，有关设备和培育基必需先经过灭菌，后接

17、入种子。接种量普通为20%。发酵周期普通为194小时。发酵全程30-31分段培育，通气量为2.0v/v/M。当接种后发酵pH低于6.4时开场通氨，培育20-40小时，每4小时补一次，每次10-15L，控氨程度在45mg/100ml以上。根据发酵液残糖值补入总糖，普通在100小时前残糖控制4.0%-5.0%，100小时-150小时控制3.5%-4.0%，150小时至放罐前6小时控制在3.0%。在整个过程中，需求不断通气和搅拌，维持一定的罐温暖罐压，并隔一段时间取样进展生化分析和无菌实验，察看代谢变化、抗生素产生情况和有无杂菌污染。.2.2 土霉素提取消费流程及单元操作2.2.1 发酵液的预处置

18、土霉素因能和钙、镁等金属离子，某些季铵盐、碱等构成复合物而沉淀，在发酵过程中，这些复合物聚集在菌丝中，而在液体中浓度不高，因此，应对发酵液进展酸化的预处置使之释放出来，以保证沉淀的收率和质量。通常采用草酸作为酸化剂，其去钙较完全，析出的草酸钙还能促进蛋白质的凝结，提高滤液质量，草酸属于弱酸，比盐酸、硫酸等对设备的腐蚀性小。但其价钱较贵，并促使差向土霉素等异构物的产生，因此在草酸做酸化剂时，温度必需在15以下，且尽量缩短操作时间。通常在思索土霉素稳定性和废质量量及本钱的前提下，pH控制在1.6-1.9。.2.2.2 发酵液的纯化发酵液中同时存在着许多有机和无机的杂质，为了进一步提高滤液质量，为直

19、接沉淀发明有利条件，可参与黄血盐进而硫酸锌协同作用除去蛋白质，同时除去铁离子(黄血盐和铁离子生成普鲁士蓝沉淀)，并参与硼砂，以提高滤液质量。2.2.3 滤液脱色进一步除去滤液中的色素和有机杂质以提高滤液质量，将滤液经过122-2树脂进展脱色，该树脂在酸性滤液中氢离子不活波，不能发生电离及离子交换作用，但能生成氢键，其生成的氢键能吸附溶液中的带正电的铁离子、色素及其他有机杂质，故能使土霉素滤液的色泽和质量有所提高。树脂在氢氧化钠溶液中又氢型变成纳型，失去氢键的活性，能使其吸附的色素和杂质解离出来，再经酸作用仍能回复活性，可反复运用。现多采用板框式过滤机。.2.2.4 沉淀结晶经预处置过的滤液参与碱化剂调pH至等电点，使之沉淀继而从滤液中分别。通常运用氨水(含2-3%NaHSO3或Na2CO3及尿素)，既节约本钱，又能起到抗氧化脱色作用，效果较好。条件控制为pH4.5-4.6，28-30、结晶通常需求2小时。目前通常采用延续结晶法。经旋风分别，离心送至枯燥 2.2.5 枯燥物料经粉碎后，通常采用旋风枯燥机枯燥，并经除尘可得到最终产物。.2.3 土霉素消费总工艺流程图.第三章：设备选型.第四章：相关工艺的改良在结晶工艺中，为缩短结晶时间，提高结晶设备的利用率，经过研讨结晶过程中影响晶型的各种要素，改良了发酵液预处置