红霉素提纯
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红霉素链霉菌发酵液中提取红霉素
目录目录 (1)一、设计背景 (1)1.1、红霉素简介 (1)1、抗生素分为 (1)2、红霉素的作用及应用范围： (1)3、目前市场上的主要红霉素商品有： (1)1.2、红霉素的生物合成 (2)合成机理 (2)1.3、红霉素的生产原理及步骤 (2)二、红霉素的生产流程 (2)2.1、一般流程 (2)2.2、发酵工艺要点 (2)1、种子 (2)2．培养基 (3)(1)碳源： (3)(2)氮源： (3)(3)前体： (3)3．培养条件的控制 (3)(1)通气和搅拌： (3)(2)温度： (3)(3)pH： (3)(4)中间补料： (3)(5)通氨： (4)(6)发酵液浓度的控制： (4)(7)泡沫与消沫 (4)2.3、发酵液的成分和提取难度分析 (4)1、发酵液的成分 (4)2、红霉素的分离提纯具有以下特点: (4)三、提取红霉素的方法选择 (4)3.1、预处理 (5)1、预处理的目的: (5)2、发酵液预处理的常用方法: (5)（1）加水稀释法和加热法： (5)（2）调节PH值： (5)（3）凝聚和絮凝： (5)（4）使用惰性助滤剂： (5)（5）使用反应剂： (5)（6）膜处理 (5)（7）离心： (5)3、预处理方法的选择 (5)3.2、固液分离及粗提取 (6)3.3、分离纯化 (6)1、传统的提取工艺——溶媒萃取法 (6)（1）原理： (6)（2）缺点： (6)（3）实际生产中还存在的问题 (7)（4）改进方案——溶媒萃取结合中间盐沉淀法 (7)2、萃取法提取红霉素的改进技术 (8)（1）固定床溶剂萃取法 (8)（2）以乙酸仲丁酯为萃取剂 (8)（3）薄膜浓缩法 (8)（4）双水相萃取 (9)（5）相转变萃取 (9)3、盐析法 (9)4、膜分离技术的应用 (9)（1）50nm陶瓷膜过滤 (10)（2）超滤——纳滤 (10)（3）100nm陶瓷膜微滤——纳滤 (10)5、大孔树脂吸附法的应用 (10)3.4、各种分离纯化方法的比较： (11)四、工艺流程设计 (12)4.1、总工艺流程图： (12)1、工艺过程 (12)（1）絮凝剂 (13)（2）超滤 (13)（3）纳滤膜浓缩系统 (13)（4）萃取、结晶 (14)（5）EA(挥发性有机物萃取吸收)系统 (14)2、优点分析 (15)第2页一、设计背景1.1、红霉素简介1、抗生素分为：1、β-内酰胺类如青霉素类、头孢类等。
提取红霉素实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的1. 了解红霉素的提取原理和方法。
2. 学习有机溶剂萃取和分离纯化技术。
3. 提高实验操作技能，培养严谨的科学态度。
二、实验原理红霉素是一种大环内酯类抗生素，具有广泛的抗菌谱。
本实验采用有机溶剂萃取法，从红霉素原料中提取红霉素。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：红霉素原料、乙醇、乙醚、蒸馏水、硫酸钠、活性炭等。
2. 实验仪器：烧杯、分液漏斗、旋转蒸发仪、电热套、水浴锅、锥形瓶、滤纸、玻璃棒等。
四、实验步骤1. 红霉素原料的处理将红霉素原料研磨成粉末，过筛，取适量粉末放入烧杯中。
2. 溶剂萃取向烧杯中加入适量的乙醇，搅拌均匀，使红霉素充分溶解。
然后，将溶液转移至分液漏斗中，加入适量的硫酸钠，静置，待有机层和水层分层。
3. 分离纯化打开分液漏斗的活塞，放出下层水溶液，保留有机层。
向有机层中加入适量的活性炭，搅拌均匀，静置一段时间，过滤，收集滤液。
4. 旋转蒸发将滤液转移至锥形瓶中，放入旋转蒸发仪中，加热蒸发，待溶剂蒸发完毕，得到红霉素粗品。
5. 结晶将红霉素粗品溶解于适量的乙醇中，置于冰箱中结晶，待结晶完全后，过滤，收集结晶，干燥，得到红霉素。
五、实验结果与分析1. 实验结果经过以上步骤，成功从红霉素原料中提取出红霉素，得到红霉素粗品。
2. 结果分析（1）实验过程中，有机溶剂萃取法能有效提取红霉素，提高了提取效率。
（2）通过旋转蒸发和结晶，可以进一步纯化红霉素，得到较高纯度的产品。
（3）实验过程中，操作规范，无安全事故发生。
六、实验结论本实验采用有机溶剂萃取法，成功从红霉素原料中提取出红霉素，并进行了初步纯化。
实验结果表明，该方法操作简单、高效，适用于红霉素的提取。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意操作规范，避免安全事故发生。
2. 实验操作过程中，注意温度控制，防止溶剂挥发过多。
3. 实验过程中，注意观察实验现象，发现问题及时调整实验条件。
4. 实验结束后，对实验器材进行清洗，保持实验室卫生。
红霉素提取工艺
，废液可用于其他工业生产过程，减少废弃物排放。
03
清洁生产技术应用
采用清洁生产技术，如绿色溶剂替代、酶法提取等，减少对环境的影响
。
未来发展趋势预测
连续化、自动化生产
随着科技的不断进步，红霉素提取工艺将向连续化、自动化方向 发展，提高生产效率和质量稳定性。
智能化技术应用
利用人工智能、大数据等技术手段对红霉素提取过程进行智能化 控制和管理，实现精准化生产。
利用超临界流体（如CO2）对红霉素进行萃取。优点是提取效率高，且操作条 件温和，避免了对红霉素结构的破坏。缺点是设备投资大，操作技术要求高。
微波辅助提取法
利用微波加热原理，加速红霉素在溶剂中的溶解和扩散。优点是提取时间短， 效率高，且节能环保。缺点是可能对红霉素结构造成一定影响，且需要进一步 优化提取条件。
中间条件试验
03
在加速试验和长期试验之间设定一组中间条件，进一步了解红
霉素产品在不同条件下的稳定性变化。
06
红霉素提取工艺优化与改 进方向
提高原料利用率途径探讨
原料预处理
通过物理或化学方法对 原料进行预处理，如破 碎、浸泡、酶解等，以 提高有效成分的提取率 。
提取溶剂选择
针对不同原料特性，选 择适宜的提取溶剂，如 乙醇、丙酮、乙酸乙酯 等，以提高目标成分的 溶解度和提取效率。
红霉素提取工艺
演讲人：
日期：
目 录
• 红霉素概述 • 红霉素提取原料与预处理 • 红霉素提取方法与工艺流程 • 红霉素纯化与分离技术 • 红霉素产品质量控制与分析方法 • 红霉素提取工艺优化与改进方向
01
红霉素概述
红霉素结构及性质
化学结构
红霉素是一种大环内酯类抗生素 ，具有内酯环结构，通过糖苷键
大孔树脂提纯红霉素的研究
（ １重 庆 工 商 大 学 环境 与 生 物工 程 学 院 ， 重 庆 ４ ０ ３ ； ０ ０ ３ ２华 东 理 工 大 学 化 学 工 程研 究 所 ， 上 海 ２ ０ ３ ） ０ ２ ７
摘 要 ： 用 大 孔 吸 附树 脂 从 红 霉 索发 酵 滤 液 中 提 取 、 离 红霉 索 ， 究 其 吸 附 、 脱 过 程 ， 括 吸 附剂 、 脱 剂 的 筛 选 及 吸 附条 分 研 洗 包 洗 件 和 洗 脱 条 件 的选 择 等 。 实验 结 果 表 明 ， 选 到 ＨＺ １ 型 吸 附树 脂 对 红 霉 索 的 静 态 吸 附 容量 为 ７２ × １ ／ 干 吸 附树 脂 （ 液 筛 ８６ ． ２ ０ｕ ｇ抽 滤
维普资讯
・２ ４ ・ ８
中 国 抗 生 索 杂志 ２０ 年 ５月第 ３ ０７ ２卷第 ５期
文 章 编 号 ：０ １８ ８ （０ ７ ０— ２ ４０ １ ０— ６９ ２ ０ ） ５０ ８— ３
大 孑 树脂 提 纯红 霉 素 的研究 Ｌ
宋应华 朱 家文 陈葵 孙 瑛
浓 度 为 １ ９ｕ ｍ１， 附等 温 线 属 Ｌ ｎ ｍｉｒ 。在 ｐ ． ， ２Ｏ／ ） 吸 ａｇ ｕ 型 Ｈ９４ 流量 为 ３ Ｖ／ Ｂ 为 １ ３ × ．４ １ ／ ０ｕ ｇ抽 干 吸 附 树 脂 （ 液 浓 度 为 ４ ０ ｕ ｍ１， 用 乙 酸 丁 酯 进 行 洗 脱 ， 洗 脱 液 流 量 为 ０ ５ Ｖ／ ，Ｂ 洗 脱 液 情 况 下 洗 脱 率 为 滤 ５０ ／ ） 选 当 ．Ｂ ｈ ２ Ｖ ９ ． ８ 。红 霉 索 Ａ 及 红 霉 索 Ｃ在 树 脂 上 的 穿 透 曲线 表 明 ， 霉 索 Ａ 在 吸 附 过 程 中 存 在 着 竞 争 优 势 。 ４ １ 红 关 键 词 ： 红 霉 索 ； 大孔 树 脂 ； 吸 附 ； 洗 脱
红霉素提取技术
红霉素提取工艺简介红霉素是由红霉素链霉菌所产生的大环内酯系的代表性的抗菌素。
主要为对革兰氏阳性菌具有抗菌性。
LD50 200―400毫克/公斤，作用机理在于与细菌的聚核糖体结合而抑制肽链的延伸。
红霉素提取工艺中常用到的工艺是板框过滤加溶媒萃取发酵液→碱化→加硫酸锌→板框过滤→调节pH→溶媒萃取→离心分离溶媒相→加入NaSCN→过滤→晶体烘干工艺说明：发酵液经碱化和絮凝处理后，用板框过滤，滤液再用复合溶媒萃取，溶媒相加入硫氰酸钠和冰醋酸，使硫氰酸红霉素结晶出来，晶体经过洗涤、烘干，既得硫氰酸红霉素。
此工艺应用时间较久，工艺稳定。
旧工艺的缺点需要大量絮凝剂红霉素过滤时消耗的絮凝剂主要是硫酸锌，加量约为发酵液的4％，折合到每公斤产品成本约为25－30元，费用很高；并且硫酸锌作为重金属，过滤菌渣不容易处理。
萃取工艺成本较高红霉素萃取工艺需要消耗大量的复合溶媒，据统计，生产一公斤硫氰酸红霉素需要消耗溶媒1升；溶媒需要大量的酸碱清洗再生，造成溶媒中残留红霉素的损耗，降低收率。
离心机投资运行成本较高萃取时需要大量的离心机进行离心分离，投资大，能耗高。
针对红霉素旧提取工艺的缺点，现在很多制药公司以及研究机构致力于红霉素提取优化的研究，并得到了很好的结果。
下面进行简单介绍：一、运用超滤膜过滤发酵液，不需要添加助滤剂，过滤成本极低，并可有效去除发酵液营养物质残留和大分子蛋白，有效的避免了萃取中乳化现象的发生，料液质量稳定，设备自动化成都高，人员操作方便，劳动强度大大降低，工艺收率高。
由于过滤时发酵液不需要加入硫酸锌，不用担心重金属污染，滤渣处理也比较容易。
二、新工艺对红霉素的浓缩依靠纳滤技术来完成，纳滤技术作为一种新兴的浓缩技术具有常温下、能耗低、无相变、收率高、无污染等优点，越来越受到制药行业的重视。
优化后工艺流程简图发酵液→超滤→纳滤浓缩→加入NaSCN→结晶→过滤烘干大孔树脂分离提取红霉素是近来发展的一种新工艺，总收率相当或高于溶媒法，质量与溶媒法相当。
红霉素的分离纯化研究进展
红霉素的分离纯化研究进展作者：张纪苹王飞郭训志来源：《健康科学》2018年第11期摘要：本文主要从理化性质、提取工艺、展望等方面对红霉素进行论述。
并主要对其分离纯化工艺进行概述，主要从国内外报道的提取分离纯化工艺进行对比，有液液萃取的传统方法，又有膜分离等新技术。
对红霉素的提取分离纯化工艺，进行总结，对于工业大规模生产提供一定的理论。
关键词：红霉素分离；纯化液；液萃取技术；膜分离技术1、红霉素概论红霉素（Erythromycin，Er）是由红色糖多孢菌（Saccharopolyspora Erythraea）经过次级代谢合成的十四元大环内酯类抗生素，主要应用于治疗革兰氏阳性细菌感染，对革兰氏阴性菌也有抗菌作用。
作用机理为它通过与细菌核蛋白体的50S亚基核糖体结合，从而抑制转肽作用和信使核糖核酸（mRNA）移位，使本应该在核蛋白体上延伸的肽链解离，无法形成具有正常生物活性的蛋白质，从而到达抑制蛋白质的生物合成[1]。
1.1 红霉素的理化性质红霉素为白色或类白色的结晶或粉末；无臭，味苦；微有引湿性。
在甲醇、乙醇或丙酮中易溶，在水中极微溶解。
1.2 红霉素的药理作用该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。
1.3 我国红霉素生产现状硫氰酸红霉索既可作为中间体进行深加工而合成阿奇毒系，又可以直接作为一种饲料的添加剂使用。
而随着当前红霉素半合成品的大量使用，硫氰酸红霉素的需求不断扩大[2]，而国内进行硫氰酸红霉素生产的企业也快速增多，到2007年止，我国硫氰酸红霉素的产能已超过9000吨[3]。
2、红霉素的提取技术在红霉素的提取过程中，提取过程至关重要，会直接影响终产品的质量和收率。
传统的提取红霉素的工艺有溶媒萃取法，大孔树脂吸附法，离子交换法，相变萃取法等。
红霉素的发酵、提炼工艺及过程
第三节红霉素的发酵、提炼工艺及过程红霉素的产生菌是红色链霉菌(5zrfA‘帅yc‘‘fr)／jA雕M)。
红霉京是多组分的抗生素，其中红留素A为有效组分，红霉素B、红霉素c为杂物。
国产红霉素中c为主要杂质。
红霉素c和A的结构极为相似，但红霉京c抗菌活性比A低很多，其毒性却是它的2 倍。
由于两者在提炼过程难以分离，故要提高产品质量、提高产品的抗菌活性和降低毒性(即减少成品中的红霉素C含量)。
一、菌种我国20世纪60年代开始红霉素的工业生产，采用的产生菌是门2—102菌株，生产水平不高，并易产生噬茵体污染。
随后，选育了抗噬菌体的菌株，并使用自然分离、紫外线、氮芥子气、硫酸二乙酯、亚硝酸、激光及快速中子处理等方法选育高产菌种。
随着菌种选育的发展，从控制红霉素生物合成的代谢路线进行定向筛选，得到抗乙琉氨酸的菌株，并采用原生质体融合的方法获得高产优质的菌种。
经生产实践，其红霉京A的含量高，c的含量低，结合工艺控制条件的改进，发酵单位提高I叫左右点证了成品的质量。
二、发酵工艺及过程(一)发酵工艺流程沙土袍子羊至罕字十母瓶斜面袍子(二)发酵工艺要点I．种子红霉素斜面袍子培养基是由玉米浆、淀粉、氯化钠、硫酸铵等组成。
其中玉米浆质量对袍子的外观及生产能力有直接影响，会出现“黑点”(即灰色焦状茵落)。
有的生产厂以蛋白陈代替玉米浆会使黑点减少甚至不出现，但其袍子量少。
袍子培养基消毒后必须快速冷却为妥，过长对袍子生长不利。
温度37℃，湿度要求50％左右，母瓶斜面培养9d，子瓶斜面培养7d。
要求成熟的把子呈深米黄色，色泽新鲜、均匀、无黑点，把子瓶背面有红色色素，并要求每瓶的袍子数不低于1亿个。
将子瓶斜面把子制成袍子悬浮液，用微孔接种的方式接人种子罐。
种子罐及繁殖罐的培养基由花生饼粉、蛋白陈、硫酸铵、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，符合要求进行移种。
红霉素提纯
六.有机—无机杂化纳滤膜的制备及其在红 素分离方面的应用 1.摘要
研究中以聚乙烯醇为有机材料，正硅酸乙酯呾纳 米二氧化硅为无机材料，以KH-560作为偶联剂， DL—苹果酸为交联剂，采用溶胶—凝胶法呾兯混 法，制备了聚乙烯醇(PVA)/SiO_2杂化纳滤膜。探 讨了PVA浓度、SiO_2含量、偶联剂呾交联剂含量 及交联温度呾交联时间对杂化纳滤膜性能的影响。 系统分析了PVA/SiO_2杂化纳滤膜的结构呾分离 性能，同时还研究了PVA/SiO_2杂化纳滤膜的热 稳定性能、耐酸碱性能、耐溶剂性能、溶胀性能 呾机械性能，得到了满意的结果。利用四动态膜 性能测试仪测试了PVA/SiO_2杂化纳滤膜的纯水 通量、红霉素通量呾截留率及各种电解质的通量 呾截留率。
(1)预处理：将弱酸性阳离子交换纤维呾强碱性阴离子交换 纤维用 去离子水洗至pH值在7.5～8.0，徃用； (2)红霉素 分离：在室温下，按红霉素发酵液(ml)：分离材料 (g)＝ 4～18∶1的比例浸泡上述步骤(1)处理得的作为分离材料的 离 子交换纤维，静置30～90分钟，然后将所得发酵液滤 出； (3)红霉素洗脱：将氨水加热至一定温度，取大约 1.5～3倍体积的 氨水浸泡上述已吸附了红霉素的离子交换 纤维30～120分钟，滤去氨水； 加入乙酸丁酯，其量为离 子交换纤维量的1.5倍； (4)红霉素提纯：取上述丁酯液， 在室温下，按所述乙酸丁酯 液(ml)：分离材料(g)＝4～ 18∶1的比例浸泡上述步骤(1)处理得 的作为分离材料的离 子交换纤维，静置30～90分钟，然后将丁酯液滤 出；在 流出的丁酯液中加入硫氰酸，将结晶盐真穸抽干便得到硫 氰 酸红霉素盐；在硫氰酸红霉素盐中加入有机溶剂，将所 得结晶湿粉 用蒸馏水洗涤后，用离心机甩干，烘干即得红 霉素。
五.研究内容&结论
红霉素提取工艺
二.红霉素的产生菌及育种
• 1950年，Lily研究室首次从菲律宾的一个土样中 筛选到了一株产生红霉素的红色链霉菌（现称为 红色糖多胞菌）。该菌在合成培养基上生长时， 气生菌丝为白色，孢子丝呈不紧密的螺旋状，孢 子呈球状。 • 我国20世纪60年代以红色多糖胞菌为菌种开始红 霉素的工业生产，该菌的发酵效价低，且易感染 噬菌体。随后，国内学者不断以该菌为原始菌进 行了诱变育种，获得了生产性能良好的菌株。
的过程。同时由于表面分子化学键力的变化使分子
有规律地排列在一定的晶格中，形成固体。 结晶过程的步骤 (1)过饱和溶液的形成 (2)晶核的形成 (3)晶体的成长 影响晶体大小的因素主要有溶 液的过饱和度、温度、搅拌速度等。
4、成品干燥
干燥是指采用气化的方法以除去产品中水分或
溶剂的操作过程，一般是用加热的方法来实现。干
红霉素的提取及分离纯化
一.红霉素简介
1.分子式 C37H67NO13 2.分子量 733 3.理化性质 红霉素是大环内酯类抗生素，培养液中同时产生红霉 素B及C等几种类似体，利用其对溶剂溶解度的不同加以除 去。本品为白色或淡黄色结晶性粉末，无臭、味苦，在空 气中有吸湿性，易溶于乙醇、氯仿、丙酮及醚等，微溶于 水。成盐后溶解度增加。在干燥状态下较稳定，水溶液在 冷藏下较稳定，室温时效价即逐渐降低。遇酸不稳定，在 微碱时较稳定，在pH4以下效价显著降低。
（4）酸化缓冲液的处理：经中和的酸性缓冲提 取液保温35-45℃，加醋酸丁酯萃取，用10%NaOH 碱化，调pH至10.2-10.5，二次分级萃取，静置分 层，得到醋酸丁酯萃取液。经冷冻干燥，分装。
3、浓缩与结晶
在提取液中加入一定量的丙酮，冷却至-5℃，放置
后析出红霉素晶体。
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• 方法如下：
(1)预处理：将弱酸性阳离子交换纤维和强碱性阴离子交换 纤维用 去离子水洗至pH值在7.5～8.0，待用； (2)红霉素 分离：在室温下，按红霉素发酵液(ml)：分离材料 (g)＝ 4～18∶1的比例浸泡上述步骤(1)处理得的作为分离材料的 离 子交换纤维，静置30～90分钟，然后将所得发酵液滤 出； (3)红霉素洗脱：将氨水加热至一定温度，取大约 1.5～3倍体积的 氨水浸泡上述已吸附了红霉素的离子交换 纤维30～120分钟，滤去氨水； 加入乙酸丁酯，其量为离 子交换纤维量的1.5倍； (4)红霉素提纯：取上述丁酯液， 在室温下，按所述乙酸丁酯 液(ml)：分离材料(g)＝4～ 18∶1的比例浸泡上述步骤(1)处理得 的作为分离材料的离 子交换纤维，静置30～90分钟，然后将丁酯液滤 出；在 流出的丁酯液中加入硫氰酸，将结晶盐真空抽干便得到硫 氰 酸红霉素盐；在硫氰酸红霉素盐中加入有机溶剂，将所 得结晶湿粉 用蒸馏水洗涤后，用离心机甩干，烘干即得红 霉素。
• ④红霉素往往直接作为医药用品,需要符合特殊的 质量和安全要求。
五.研究内容&结论
• 通过间歇搅拌吸附实验，研究了大孔吸附树脂 (HZ816)对红霉素的吸附性能，吸附平衡数据的 拟合相关性分析显示，红霉素在HZ816树脂上的 吸附等温线符合Langmiur吸附等温线方程及 Freundlich经验方程。
• 通过间歇搅拌脱色及固定床脱色实验，研究了大 孔阴离子交换树脂(D293)对红霉素发酵液的脱色 性能。发酵液经树脂脱色处理后，脱色率为68﹪， 红霉素损失率不超过2﹪。该过程的脱色、再生 最佳条件为：
• 1)脱色：流量:1.0BV\hr；温度：室温；发酵液 pH值为7.0左右； 2)再生：流量:1.0BV\hr；温度： 室温；再生溶剂：6BV50﹪乙醇盐酸(1mol\L)溶 液。
• 实验结果表明：红霉素在大孔树脂上的吸附过程同时受到 液膜扩散阻力和孔内扩散阻力的影响，液膜扩散系数kf随 着温度升高而增大，随着浓度增大而增大；孔内扩散系数 Dp随着温度升高而增大，随着浓度增大而减小。通过固定 床吸附实验，以大孔吸附树脂HZ816为吸附剂，研究了红 霉素在固定床上的吸附性能，考察了流动相流量、流动相 浓度等因素对固定床操作特性的影响，并采用Hall模型和 基于液膜及孔内扩散模型的动力学模型，研究了固定床上 红霉素在大孔吸附树脂中的吸附动力学。实验结果表明， Hall模型和考虑液膜、孔内及轴向扩散作用的动力学模型 均能较好地描述红霉素在大孔吸附树脂上的动力学行为， 模型参数液膜扩散系数kf随着上柱流量升高而增大，随着 上柱液浓度增大而减小；孔内扩散系数Dp随着流量升高而 减小，随着浓度增大而减小；轴向扩散系数Dz随着流量升 高而增大，而浓度对其影响不大。
• 吸附热力学研究表明：大孔吸附树脂对红霉素 的吸附过程是自发进行的(△G＜0)，熵总为正值， 吸附为一吸热的物理吸附过程(△H＞0)。通过间 歇吸附动力学实验，采用一级动力学Lagergren 吸附方程、颗粒内扩散模型以及液膜及孔内扩 散模型，研究了红霉素在大孔吸附树脂HZ816 中的动力学行为，考察了温度、初始浓度等因 素对红霉素在大孔吸附树脂中吸附动力学的影 响。
组员：余含 冯华杰 李奇蒙 苑金磊
目录
1 一、红霉素简介 2 二、红霉素的生产流程 3 三、提取红霉素的方法选择 4 四、工艺流程设计
一.前言
在传统的红霉素提取工艺路线中，需要耗费大量的溶剂。吸附技 术由于低能耗、低溶剂消耗等优点，在抗生素分离中，应用日趋 广泛。但由于缺乏必要的热力学和动力学数据，大孔树脂吸附技 术在红霉素分离和纯化上的应用还是一个凭经验的过程。测定红 霉素在大孔树脂上的吸附相平衡和吸附动力学性质，对红霉素吸 附过程进行模拟研究以及对整个过程进行优化设计是采用吸附技 术分离提纯红霉素必须解决的几个基础问题，有着重要的科学研 究价值。本文以红霉素为研究对象，系统地研究了大孔吸附树脂 对其的吸附行为，考察了温度、初始浓度等因素对大孔树脂吸附 性能的影响。在红霉素吸附机理研究的基础上，完善了大孔树脂 吸附法分离提取红霉素的工艺路线。
• 通过间歇搅拌吸附、洗脱及固定床吸附、洗脱实 验，研究了大孔吸附树脂(HZ816)对脱色后红霉 素发酵液的吸附性能。该工艺的吸附、洗脱最佳 条件为：
• (1)吸附：流量：3.0BV\hr；温度：室温；发酵液 pH值为9.4左右； (2)洗脱：流量：0.5BV\hr；温 度：室温；再生溶剂：2BV醋酸丁酯，洗脱率为 94.18﹪..……
二红霉素简介
• 红霉素为大环内酯类广谱抗生素，通过红霉素 链霉菌发酵而得。其抗菌谱与青霉素抗菌谱类 似，主要应用于呼吸道感染、皮肤感染等症的 治疗。红霉素同时也是第二代及第三代红霉素 半合成衍生物的原料药。
三.红霉素分离提纯简介
• 最近有一种采用以合成纤维为骨架的离子交换纤 维，从含有 红霉素的液体中分离提纯红霉素的新 方法。本发明方法利用其特殊的纤 维状物理形态 使其与红霉素具有较大的接触面积，对流体具有 较小的阻 力，利用离子交换纤维的功能集团使吸 附、解吸速度快，较现有的大孔 吸附树脂洗脱容 易和彻底，再生速度快，亲和力强，达到分离提 纯的目 的。应用本发明方法也解决了大孔树脂吸 附红霉素后再生过程较困难这 一难题，从而降低 成本。
四.红霉素分离提纯的特点
• ①目标产物浓度低。在发酵液中,红霉素的浓度很 低,约占0.4 %、0.8 %。众所周知,分离对象的初始 浓度越低,分离提纯的成本就越高;
• ②红霉素的性质不很稳定,且发酵液容易被污染,这 就对能够采用的分离技术手段造成了严格的限制;
• ③红霉素发酵液中杂质的浓度相对较高,其中一些 杂质的性质和红霉素很相似,用一些常规的分离技 术无法将它们分离以获得高纯度的红霉素产品:
六.有机—无机杂化纳滤膜的制备及其在红 素分离方面的应用
1.摘要
研究中以聚乙烯醇为有机材料，正硅酸乙酯和纳 米二氧化硅为无机材料，以KH-560作为偶联剂， DL—苹果酸为交联剂，采用溶胶—凝胶法和共混 法，制备了聚乙烯醇(PVA)/SiO_2杂化纳滤膜。探 讨了PVA浓度、SiO_2含量、偶联剂和交联剂含量 及交联温度和交联时间对杂化纳滤膜性能的影响。 系统分析了PVA/SiO_2杂化纳滤膜的结构和分离 性能，同时还研究了PVA/SiO_2杂化纳滤膜的热 稳定性能、耐酸碱性能、耐溶剂性能、溶胀性能 和机械性能，得到了满意的结果。利用四动态膜 性能测试仪测试了PVA/SiO_2杂化纳滤膜的纯水 通量、红霉素通量和截留率及各种电解质的通量 和截留率。
(1)预处理：将弱酸性阳离子交换纤维和强碱性阴离子交换 纤维用 去离子水洗至pH值在7.5～8.0，待用； (2)红霉素 分离：在室温下，按红霉素发酵液(ml)：分离材料 (g)＝ 4～18∶1的比例浸泡上述步骤(1)处理得的作为分离材料的 离 子交换纤维，静置30～90分钟，然后将所得发酵液滤 出； (3)红霉素洗脱：将氨水加热至一定温度，取大约 1.5～3倍体积的 氨水浸泡上述已吸附了红霉素的离子交换 纤维30～120分钟，滤去氨水； 加入乙酸丁酯，其量为离 子交换纤维量的1.5倍； (4)红霉素提纯：取上述丁酯液， 在室温下，按所述乙酸丁酯 液(ml)：分离材料(g)＝4～ 18∶1的比例浸泡上述步骤(1)处理得 的作为分离材料的离 子交换纤维，静置30～90分钟，然后将丁酯液滤 出；在 流出的丁酯液中加入硫氰酸，将结晶盐真空抽干便得到硫 氰 酸红霉素盐；在硫氰酸红霉素盐中加入有机溶剂，将所 得结晶湿粉 用蒸馏水洗涤后，用离心机甩干，烘干即得红 霉素。
• ④红霉素往往直接作为医药用品,需要符合特殊的 质量和安全要求。
五.研究内容&结论
• 通过间歇搅拌吸附实验，研究了大孔吸附树脂 (HZ816)对红霉素的吸附性能，吸附平衡数据的 拟合相关性分析显示，红霉素在HZ816树脂上的 吸附等温线符合Langmiur吸附等温线方程及 Freundlich经验方程。
• 通过间歇搅拌脱色及固定床脱色实验，研究了大 孔阴离子交换树脂(D293)对红霉素发酵液的脱色 性能。发酵液经树脂脱色处理后，脱色率为68﹪， 红霉素损失率不超过2﹪。该过程的脱色、再生 最佳条件为：
• 1)脱色：流量:1.0BV\hr；温度：室温；发酵液 pH值为7.0左右； 2)再生：流量:1.0BV\hr；温度： 室温；再生溶剂：6BV50﹪乙醇盐酸(1mol\L)溶 液。
• 实验结果表明：红霉素在大孔树脂上的吸附过程同时受到 液膜扩散阻力和孔内扩散阻力的影响，液膜扩散系数kf随 着温度升高而增大，随着浓度增大而增大；孔内扩散系数 Dp随着温度升高而增大，随着浓度增大而减小。通过固定 床吸附实验，以大孔吸附树脂HZ816为吸附剂，研究了红 霉素在固定床上的吸附性能，考察了流动相流量、流动相 浓度等因素对固定床操作特性的影响，并采用Hall模型和 基于液膜及孔内扩散模型的动力学模型，研究了固定床上 红霉素在大孔吸附树脂中的吸附动力学。实验结果表明， Hall模型和考虑液膜、孔内及轴向扩散作用的动力学模型 均能较好地描述红霉素在大孔吸附树脂上的动力学行为， 模型参数液膜扩散系数kf随着上柱流量升高而增大，随着 上柱液浓度增大而减小；孔内扩散系数Dp随着流量升高而 减小，随着浓度增大而减小；轴向扩散系数Dz随着流量升 高而增大，而浓度对其影响不大。
• 吸附热力学研究表明：大孔吸附树脂对红霉素 的吸附过程是自发进行的(△G＜0)，熵总为正值， 吸附为一吸热的物理吸附过程(△H＞0)。通过间 歇吸附动力学实验，采用一级动力学Lagergren 吸附方程、颗粒内扩散模型以及液膜及孔内扩 散模型，研究了红霉素在大孔吸附树脂HZ816 中的动力学行为，考察了温度、初始浓度等因 素对红霉素在大孔吸附树脂中吸附动力学的影 响。
组员：余含 冯华杰 李奇蒙 苑金磊
目录
1 一、红霉素简介 2 二、红霉素的生产流程 3 三、提取红霉素的方法选择 4 四、工艺流程设计
一.前言
在传统的红霉素提取工艺路线中，需要耗费大量的溶剂。吸附技 术由于低能耗、低溶剂消耗等优点，在抗生素分离中，应用日趋 广泛。但由于缺乏必要的热力学和动力学数据，大孔树脂吸附技 术在红霉素分离和纯化上的应用还是一个凭经验的过程。测定红 霉素在大孔树脂上的吸附相平衡和吸附动力学性质，对红霉素吸 附过程进行模拟研究以及对整个过程进行优化设计是采用吸附技 术分离提纯红霉素必须解决的几个基础问题，有着重要的科学研 究价值。本文以红霉素为研究对象，系统地研究了大孔吸附树脂 对其的吸附行为，考察了温度、初始浓度等因素对大孔树脂吸附 性能的影响。在红霉素吸附机理研究的基础上，完善了大孔树脂 吸附法分离提取红霉素的工艺路线。
• 通过间歇搅拌吸附、洗脱及固定床吸附、洗脱实 验，研究了大孔吸附树脂(HZ816)对脱色后红霉 素发酵液的吸附性能。该工艺的吸附、洗脱最佳 条件为：
• (1)吸附：流量：3.0BV\hr；温度：室温；发酵液 pH值为9.4左右； (2)洗脱：流量：0.5BV\hr；温 度：室温；再生溶剂：2BV醋酸丁酯，洗脱率为 94.18﹪..……
二红霉素简介
• 红霉素为大环内酯类广谱抗生素，通过红霉素 链霉菌发酵而得。其抗菌谱与青霉素抗菌谱类 似，主要应用于呼吸道感染、皮肤感染等症的 治疗。红霉素同时也是第二代及第三代红霉素 半合成衍生物的原料药。
三.红霉素分离提纯简介
• 最近有一种采用以合成纤维为骨架的离子交换纤 维，从含有 红霉素的液体中分离提纯红霉素的新 方法。本发明方法利用其特殊的纤 维状物理形态 使其与红霉素具有较大的接触面积，对流体具有 较小的阻 力，利用离子交换纤维的功能集团使吸 附、解吸速度快，较现有的大孔 吸附树脂洗脱容 易和彻底，再生速度快，亲和力强，达到分离提 纯的目 的。应用本发明方法也解决了大孔树脂吸 附红霉素后再生过程较困难这 一难题，从而降低 成本。
四.红霉素分离提纯的特点
• ①目标产物浓度低。在发酵液中,红霉素的浓度很 低,约占0.4 %、0.8 %。众所周知,分离对象的初始 浓度越低,分离提纯的成本就越高;
• ②红霉素的性质不很稳定,且发酵液容易被污染,这 就对能够采用的分离技术手段造成了严格的限制;
• ③红霉素发酵液中杂质的浓度相对较高,其中一些 杂质的性质和红霉素很相似,用一些常规的分离技 术无法将它们分离以获得高纯度的红霉素产品:
六.有机—无机杂化纳滤膜的制备及其在红 素分离方面的应用
1.摘要
研究中以聚乙烯醇为有机材料，正硅酸乙酯和纳 米二氧化硅为无机材料，以KH-560作为偶联剂， DL—苹果酸为交联剂，采用溶胶—凝胶法和共混 法，制备了聚乙烯醇(PVA)/SiO_2杂化纳滤膜。探 讨了PVA浓度、SiO_2含量、偶联剂和交联剂含量 及交联温度和交联时间对杂化纳滤膜性能的影响。 系统分析了PVA/SiO_2杂化纳滤膜的结构和分离 性能，同时还研究了PVA/SiO_2杂化纳滤膜的热 稳定性能、耐酸碱性能、耐溶剂性能、溶胀性能 和机械性能，得到了满意的结果。利用四动态膜 性能测试仪测试了PVA/SiO_2杂化纳滤膜的纯水 通量、红霉素通量和截留率及各种电解质的通量 和截留率。