年产400吨红霉素的工艺设计
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年产300吨罗红霉素原料药工艺设计(安徽工程科技学院生化系芜湖 241000)摘要罗红霉素为半合成的大环内酯类抗生素。
合成路线基本上都是以硫氰酸红霉素为原料,经肟化成红霉素肟,再和甲氧乙氧氯甲醚反应得罗红霉素。
罗红霉素生产过程中,如何提高肟化效率、产品收率、溶剂回收和减少“三废”是医药工业面临的难题 11]。
现在国内企业生产罗红霉素所使用的工艺,肟化率在63%-70%范围内,罗红霉素产品质量收率一般在80%左右,但是相比较国外先进工艺,生产成本高,产品纯度低。
更为严峻的是很多企业没有对溶剂等原料充分回收利用,选择了直接排放,不但浪费资源,而且污染环境。
参考国内外的文献,对罗红霉素工艺路线进行了设计,不但要获得较高的产品收率,而且要对溶剂进行回收,避免污染环境,达到清洁生产。
本文对300吨罗红霉素原料药生产进行工艺设计,主要包括:工艺流程设计及优化、物料衡算、工艺设备的计算和选型、能量计算等。
关键词:红霉素肟;醚化;罗红霉素;工艺设计。
The technology design of the erythromycin produced300 tons per yearzhong wei(Anhui University of Technology & Science The biochemistry engineering department wuhu 241000)AbstractRoxithromyein is a kind of semi-synthetical antibiotic drugs of large ring lactone. Roxithromycin is synthesized from methoxy ethoxy methyl chloride and oximido erythromycin that has been oximated from sulfocyanic acid and erythromycin. In the roxithromycin production line, how to raise efficiency of oximation reaction and the rate of roxithromycin, melting agent recovery are the problems the medicine industry to face. Now the local business enterprise produces roxithromycin, the rate is between 63% and 70%, the quality rate of roxithromycin is generally about 80%, but compare with foreign advanced craft, the production cost is higher, and the product purity is not high. More serious, a lot of business enterprises didn't recover the solvent, and chose direct emissions. Not only resource is wasted, but also environment is polluted. Preparation referred to the literature at home and abroad, The technical course of Roxithromycin was designed, not only want to acquire a higher product rate, but also want to recover the solvent, avoid pollution environment, attain to sweep production.The scheme to the erythromycin produced 300 tons per year technological design process including technological process design, the balance of calculation,technics calculation and equipment choosing,energy calculation etc.Keyword:erythromyein oxime;etherifieation;roxithromyein;technological design。
年产1200吨红霉素生产工厂设计1. 简介本文档将为您介绍一种设计年产1200吨红霉素的生产工厂方案。
红霉素是一种重要的抗生素,具有广谱的抗菌活性,被广泛应用于畜牧业和医疗行业。
设计一座高效、安全、环保的生产工厂对于满足市场需求至关重要。
2. 工厂布局2.1 原料处理区原料处理区是生产工厂的起点,所有原料将在此区域进行处理和准备。
该区域应包括原料接收区、原料储存区和原料配方区。
原料接收区应配备一台称重设备,以确保准确的原料投入。
原料储存区应设计合理的货架和仓储设施,以确保原料的保存和管理。
原料配方区应设置混合设备和配料系统,以确保配料的准确性和一致性。
2.2 发酵区发酵区是红霉素生产的核心区域,也是产生红霉素的关键步骤。
该区域应配备发酵罐、搅拌设备和温度控制装置。
发酵罐应具备合适的体积和材料,以支持大规模的红霉素生产。
搅拌设备应设计合理的转速和力度,以确保发酵过程的均匀性。
温度控制装置应能够精确控制发酵温度,以提高生产效率和产品质量。
2.3 分离区分离区是将发酵液中的红霉素分离出来的区域。
该区域应配备离心机、过滤设备和凝析器。
离心机应具备高分离效率和大容量,以快速分离红霉素和细胞残渣。
过滤设备应设计合适的孔径和过滤面积,以确保过滤效果和流量。
凝析器应具备足够的冷却能力,以将红霉素从溶液中提取出来。
2.4 纯化区纯化区是将分离出来的红霉素进行纯化和提纯的区域。
该区域应配备柱层析设备、溶液制备设备和结晶设备。
柱层析设备应具备高效的层析效果和大容量,以提高纯化效率。
溶液制备设备应能够精确配制溶液,并确保溶液的纯净度。
结晶设备应具备恒温和搅拌功能,以促进结晶过程的进行。
2.5 包装区包装区是将红霉素产品进行包装和存储的区域。
该区域应设有包装设备和储存设备。
包装设备应能够自动完成红霉素产品的包装,包括称重、灌装和封口等工序。
储存设备应设计合理的货架和仓储环境,以确保包装好的产品的保存和管理。
3. 设备选型为了设计一座高效的生产工厂,我们需要对各个区域的设备进行合理的选型。
毕业设计330吨/年红霉素生产工厂的初步设计摘要本设计是为330吨/年红霉素生产工厂而进行的初步工艺设计。
根据毕业设计大纲和设计任务要求该设计分别对各工艺作了详细阐述,以理论计算为依据,以实际工厂设计为参考,力求接近并切合实际。
其主要包括生产工艺的各种指标、设备选形设计计算、物料衡算、水、电、汽的估算以及工艺流程图的设计。
整个设计过程在保证达到设计要求和实际需要的前提下力求环保节能,从而能够获得更好的收益,降低对环境的影响,减少对环境的压力。
最终理论计算结果在总收率65%的前提下,在发酵工段检测红霉素含量14000 U/mL,成品单位为720 U/mg,最终确定选用发酵罐体积为100 m3(8个),一级种子发酵罐0.5 m3(4个),二级种子发酵罐4 m3(4个),三级种子罐32 m3(4个)。
提取工段总收率为70%,选取板框压滤机6个,溶媒萃取池3个,三足式离心机6个。
符合设计的基本要求,同时满足国家标准。
该设计成果主要采用形式为发酵车间平面布置图(1张),发酵工艺流程图(1张),发酵车间设备布置立面图(1张),提取车间设备布置图(1张)和发酵罐的三视图(1张)并编写详细数据说明书。
关键词:红霉素;工艺流程;设计An Initial Technological Design for 330 t/aErythromycin FactoryMao HailongBiology Engineering 0801, School of Environmental and Biological Engineering, LiaoNing Shihua University, 113001, FushunAbstractThis subject is an initial technological design for Erythromycin with year output of 330 ton. According to the requirement, the process of erythromycin production and the calculation of the mass balance and heat quantity balance are completed. In this subject, all of them processes are expounded in detail. All the contents are based on the academic calculations. We refer to the practical designs in companies and make our best to approach to the practice. it mainly includes the production craft each kind of target, the equipment chooses the shape design calculation, material of the graduated arm of a steelyard calculation, the water, the electricity, the steam estimate as well as the flow chart design. The entire design process strives to guarantee the achievement of the design requirements and the actual needs.We also notice the environmental protection and energy conservation, which can bring a better income, reduce the diverse impact on the environment, and reduce the pressure on the environment. Under the condition of the final erythromycin's calculation 65%, the content of erythromycin fermentation broth is 14000 U/mL.The content of the end erythromycin product is 720μ/mg.The final selection of fermenter's volume is 100 m3. We need eight fermenters, four 0.5 m3First seed fermenters, four 4 m3 Second seed fermenters, four 32 m3 Third seed fermenters . The yield coefficient of Extraction process is 70%. Finally, we chose 6 Plate and frame filter presses, 3 Solvent extraction pools and 6 Centrifuge. All in all ,the designation meets thenormal requirements and meet the national standards . In the end ,there is a Fermentation floor-plan (1), Flow chat (1), Fermentation process equipment general arrangement (1), Extraction process equipment general arrangement (1), Fermenter orthographic views (1) and compilation particular data instruction booklet.Key word: Erythromycin; Process; Design目录1.绪论 (2)1.1 红霉素的理化性质 (2)1.2 国内生产现状 (2)1.3 红霉素销售状况 (2)1.4红霉素生产的改善 (2)1.5 红霉素生产过程的控制技术 (4)1.6 红霉素提取脱色方面的研究 (6)1.7 红霉素生产过程相关的设备 (6)2.工艺原则和流程的确定 (8)2.1 工艺原则 (8)2.2 工艺流程的确定 (8)3.工艺计算 (10)3.1设计指标及主要物性参数 (10)3.2 发酵工段工艺计算 (13)3.3无菌空气处理 (36)3.4提取工段工艺计算 (37)3.5三废的处理 (39)4.总平面布置说明 (41)4.1工厂总平面布置设计原则 (41)4.2车间布置设计原则 (41)5.总结 (43)6.参考文献 (44)致谢 (1)1.绪论1.1 红霉素的理化性质红霉素(Erythromycin,Er)为十四元大环内酯类抗生素,是红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)的次级代谢产物,包括ErA-ErF,其中ErA的抑菌活性最高。
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红霉素生产工艺
红霉素是一种重要的广谱抗生素,具有广泛的应用领域,在医药行业中具有重要地位。
下面介绍一种常见的红霉素生产工艺。
红霉素生产的原料主要有发酵基质、齐夏姆素和种子菌。
首先,将红霉素的种子菌通过悬浮液接种到含有高糖量和氮源的发酵培养基中。
随后,在适宜的条件下进行培养和发酵。
一般采用液态发酵,可以提高生产效率和纯度。
在发酵过程中,需要控制温度、pH值、溶氧量和搅拌速度等
因素,以保证菌体的正常生长和代谢。
此外,还需添加适量的齐夏姆素作为抗生素产生启动物。
发酵培养基的配方也影响着红霉素的产量和质量。
常用的发酵基质包括葡萄糖、麦芽糊精、玉米浆等,可以提供菌体所需的碳源和能量。
随着发酵的进行,红霉素会渐渐积累在发酵液中。
当红霉素产生到一定浓度时,需要进行分离和提取。
一般采用脂质萃取法。
即将发酵液与有机溶剂相接触,通过摇床或搅拌等方式,使红霉素从水相转移到有机相中。
得到红霉素的有机相后,需要经过一系列的分离和纯化步骤。
首先,将有机溶剂蒸发,得到红霉素的粗品。
然后,通过结晶、过滤、洗涤和干燥等过程,得到纯净的红霉素颗粒。
最后经过筛分和包装,即可成为成品红霉素。
红霉素的生产工艺的优化,可以通过改变发酵条件、配方和提取过程等来提高产量和纯度。
同时,红霉素的质量控制也是非常重要的,需要进行严格的检验和分析。
红霉素生产工艺需要严格的操作和控制,以确保生产过程的安全和高效。
同时,红霉素是一种抗生素,其使用也需要遵循医学和药学的相关规范和指导。
年产1200吨红霉素生产工厂设计随着医疗科技的不断进步,红霉素作为一种有效的抗生素,广泛应用于临床治疗中。
为满足市场需求,设计一个年产1200吨红霉素的生产工厂势在必行。
本文将从工厂的规划、设备选型、生产流程以及质量控制等方面进行论述,以确保工厂高效稳定的生产。
一、工厂规划在设计工厂之前,需要对工厂的用地进行评估。
考虑到红霉素生产对环境保护的要求,工厂应位于交通便利的工业园区,离居民区较远。
同时,选址时还要考虑到原料和产成品的运输便利性。
工厂的建筑设计应严格按照药品生产的GMP标准进行,确保生产过程的卫生与安全。
包括良好的通风系统、防尘措施以及严格的操作规范等。
二、设备选型红霉素生产工艺涉及多个环节,包括发酵、提纯、干燥等。
为确保工厂的高效运作,必须选择符合要求的高效设备。
在发酵环节中,应选择稳定性好、温度和氧气控制精确的发酵罐。
在提纯环节中,应采用先进的色谱柱技术和超滤膜技术,以确保产品的纯度和质量。
此外,还需要选择适用的干燥设备,以便将产成品迅速干燥,提高生产效率。
三、生产流程红霉素的生产流程通常包括发酵、提纯、干燥和包装等环节。
在发酵环节中,首先需要培养合适的菌种,并将其转入发酵罐进行发酵。
发酵过程需严格控制温度、氧气和pH值等参数。
发酵完成后,将发酵液转入提纯环节。
通过色谱柱技术和超滤膜技术,将产生的红霉素提纯到符合要求的浓度。
接下来,需将红霉素液体迅速干燥,采用顶喷干燥机等干燥设备,以保持产品的稳定性和有效成分的活性。
最后,将干燥的红霉素进行包装,符合药品包装的卫生与安全标准,确保产品的质量。
四、质量控制红霉素作为一种临床用药,质量控制尤为重要。
工厂应建立严格的质量控制体系,包括原材料的进货检验、生产过程的监控以及最终产品的质量检验。
原材料的进货检验应满足国家药典的标准,确保原材料的质量稳定可靠。
同时,生产过程中应监控关键参数,如发酵液的温度、pH值、氧气含量等,确保产品质量可控。
最终产品的质量检验应包括红霉素的纯度、活性以及微生物限度等指标,以确保产品满足药典要求。
330吨/年红霉素生产工厂的初步设计摘要本设计是为330吨/年红霉素生产工厂而进行的初步工艺设计。
根据毕业设计大纲和设计任务要求该设计分别对各工艺作了详细阐述.以理论计算为依据.以实际工厂设计为参考.力求接近并切合实际。
其主要包括生产工艺的各种指标、设备选形设计计算、物料衡算、水、电、汽的估算以及工艺流程图的设计。
整个设计过程在保证达到设计要求和实际需要的前提下力求环保节能.从而能够获得更好的收益.降低对环境的影响.减少对环境的压力。
最终理论计算结果在总收率65%的前提下.在发酵工段检测红霉素含量14000 U/mL.成品单位为720 U/mg.最终确定选用发酵罐体积为100 m3(8个).一级种子发酵罐0.5 m3(4个).二级种子发酵罐4 m3(4个).三级种子罐32 m3(4个)。
提取工段总收率为70%.选取板框压滤机6个.溶媒萃取池3个.三足式离心机6个。
符合设计的基本要求.同时满足国家标准。
该设计成果主要采用形式为发酵车间平面布置图(1张).发酵工艺流程图(1张).发酵车间设备布置立面图(1张).提取车间设备布置图(1张)和发酵罐的三视图(1张)并编写详细数据说明书。
关键词:红霉素;工艺流程;设计An Initial Technological Design for 330 t/aErythromycin FactoryMao HailongBiology Engineering 0801, School of Environmental and Biological Engineering, LiaoNing Shihua University, 113001, FushunAbstractThis subject is an initial technological design for Erythromycin with year output of 330 ton. According to the requirement, the process of erythromycin production and the calculation of the mass balance and heat quantity balance are completed. In this subject, all of them processes are expounded in detail. All the contents are based on the academic calculations. We refer to the practical designs in companies and make our best to approach to the practice. it mainly includes the production craft each kind of target, the equipment chooses the shape design calculation, material of the graduated arm of a steelyard calculation, the water, the electricity, the steam estimate as well as the flow chart design. The entire design process strives to guarantee the achievement of the design requirements and the actual needs.We also notice the environmental protection and energy conservation, which can bring a better income, reduce the diverse impact on the environment, and reduce the pressure on the environment. Under the condition of the final erythromycin's calculation 65%, the content of erythromycin fermentation broth is 14000 U/mL.The content of the end erythromycin product is 720μ/mg.The final selection of fermenter's volume is 100 m3. We need eight fermenters, four 0.5 m3 First seed fermenters, four4 m3 Second seed fermenters, four 32 m3 Third seed fermenters . The yield coefficient of Extraction process is 70%. Finally, we chose 6 Plate and frame filter presses, 3 Solvent extraction pools and 6 Centrifuge. All in all ,the designation meets the normal requirements and meet the national standards . In the end ,there is a Fermentation floor-plan (1), Flow chat (1), Fermentation process equipment general arrangement (1), Extraction process equipment general arrangement (1), Fermenter orthographic views (1) and compilation particular data instruction booklet.Key word: Erythromycin; Process; Design目录1.绪论 (2)1.1 红霉素的理化性质 (2)1.2 国内生产现状 (2)1.3 红霉素销售状况 (2)1.4红霉素生产的改善 (2)1.5 红霉素生产过程的控制技术 (4)1.6 红霉素提取脱色方面的研究 (6)1.7 红霉素生产过程相关的设备 (6)2.工艺原则和流程的确定 (8)2.1 工艺原则 (8)2.2 工艺流程的确定 (8)3.工艺计算 (10)3.1设计指标及主要物性参数 (10)3.2 发酵工段工艺计算 (13)3.3无菌空气处理 (36)3.4提取工段工艺计算 (37)3.5三废的处理 (40)4.总平面布置说明 (42)4.1工厂总平面布置设计原则 (42)4.2车间布置设计原则 (42)5.总结 (44)6.参考文献 (45)致谢 (48)1.绪论1.1 红霉素的理化性质红霉素(Erythromycin.Er)为十四元大环内酯类抗生素.是红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)的次级代谢产物.包括ErA-ErF.其中ErA的抑菌活性最高。
红霉素生产工艺设计1. 研究背景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。
可以抑制细菌蛋白质的合成,系抑菌剂,其中主要对革兰氏阳性菌,立克次氏体等具有抗菌活性,是治疗耐药性金黄色葡萄球菌感染和溶血性链球菌感染所引起疾病的首选药物。
红霉素为大环内酯类抗生素,是1952年从红色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythaea)的培养液中分离出来的一种碱性抗生素。
后来从发酵液中分离出来红霉素A、B、C、D、E等组分。
其中以红霉素A为主要组分,抗菌活性强、且毒副作用较小;其它组分抗菌活性弱,而毒副作用又较A大。
通常所称的红霉素即指红霉素A及其盐类。
白色或类白色的结晶性粉末,微有吸湿性,味苦,易溶于醇类、丙酮、氯仿、酯类,微溶于乙醚。
红霉素在水中极微溶解,红霉素碱能和有机酸或无机酸类结合成盐,其部分盐类易溶于水。
此外能和酸酐结合成酯。
其临床应用领域的扩大和以阿奇霉素,罗红霉素,克拉霉素等为代表的新兴半合成红霉素的出现,快速拉动了红霉素原料药的生产需求。
抗菌谱广,用药方式简便,不良反应小,随着红霉素衍生物的生物药物的不断涌现,人们对红霉素的认识提升到了新的层面,如何提高红霉素发酵单位成为进来研究开发的热点。
本本本本本本本5000本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本——本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本本 2.研究主要内容(1)红霉素作用机理(2)红霉素理化性质(3)红霉素工艺流程(4)工艺流程数据的认定(5)污染的控制在生产开始采用三级发酵,以此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。
红霉素是一种广谱抗生素,可以用来治疗多种感染性疾病。
根据要求,我将就年产330吨红霉素的工厂初步设计进行以下阐述。
1.工厂布局设计为了保证生产的高效性和顺畅性,我们建议采用流水线生产的方式。
将工厂划分为不同的区域,如原料处理区、发酵区、提取区、分离区、精制区和成品包装区等。
同时,需要合理安排设备和管道的布局,以便于物料的高效输送和操作人员的安全性。
2.原料处理区在红霉素的生产过程中,需要使用一些原料,如淀粉、葡萄糖等。
在原料处理区,应该设置相关的设备,如原料仓库、混合设备、加热设备等,以确保原料的质量和加工的高效性。
3.发酵区红霉素的生产需要通过微生物的发酵过程完成。
在发酵区,应该配置大型发酵罐、搅拌设备等,以提供适宜的生长环境和养分,加速微生物的繁殖和产生红霉素的过程。
4.提取区在发酵完成后,需要对发酵液进行提取。
在提取区,应该设置相应的设备,如过滤设备、离心机等,以分离红霉素和废液。
同时,提取区还应该配置适当的储存设备,以便于存储红霉素和解决废液处理的问题。
5.分离区在提取过程完成后,需要对提取液进行分离红霉素纯化处理。
在分离区,建议配置膜分离设备、冷冻设备等,以确保红霉素的纯度和质量。
6.精制区在分离和纯化后,红霉素还需要进行精制处理。
在精制区,应该配置再结晶设备、溶剂回收设备等,以提高红霉素的纯度和提高产出。
7.成品包装区最后,红霉素需要进行包装和包装,以便于运输和销售。
在成品包装区,应该配置自动包装设备、包装线等,以提高包装的效率和质量。
除了以上区域,还应该规划好工厂的实用设施,如质检实验室、储存设施、办公区域等,以满足生产和管理的需求。
总结起来,年产330吨红霉素的工厂初步设计包括原料处理区、发酵区、提取区、分离区、精制区和成品包装区等。
在设计中需要充分考虑生产的高效性、原料的质量和红霉素的纯度等因素。
同时,还需要合理布局设备和管道,以提高生产效率和操作安全性。
最后,还需要规划好工厂的实用设施,以满足生产和管理需求。
年产400吨红霉素的生产工艺设计制作人:王正红学号:*********班级:生物工程091班指导老师:***制作日期:2012.7目录一红霉素的研究现状 (3)1.1红霉素的理化性质 (3)1.2 红霉素的特性 (4)1.3红霉素的发展阶段 (4)1.4红霉素的发酵发展现状 (4)1.4.1 生产概况 (5)1.4.2 销售概况 (6)1.5 前景预测 (6)二.立题依据(提出问题,解决问题) (7)2.1材料与方法 (7)2.2 诱变方法 (8)三红霉素的生产工艺 (8)3.1本设计的工艺原则和流程的确定 (8)3.2 菌种选择与培育 (9)3.3 培养基的种类及各种成分 (9)3.4 发酵条件的控制 (12)3.5 提取工艺 (14)四物料衡算 (14)4.1总物料衡算 (14)4.2发酵车间物料衡算 (15)4.3 提取车间物料衡算 (17)4.4热量衡算 (18)五设备选型及尺寸计算 (19)5.3设备结构的工艺设计 (22)5.4生产成本的计算 (26)5.5 红霉素发酵罐 (29)5.6 参考文献 (30)一红霉素的研究现状1.1红霉素的理化性质分子式:红霉素(Erythromycin)分子式及结构式 :C37H67O13N分子量:733.94 g/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Streptomycin elytrous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。
红霉素生产物料衡算1、红霉素发酵工艺流程示意图工艺流程如下:沙土管包子母瓶斜面培养子瓶斜面培养种子培养液小罐种子液中罐种子液大罐发酵放罐放罐发酵液预处理碱化〔使PH为8.0-8.4〕板框过滤滤液〔加萃取溶媒〕轻液结晶洗水枯燥成品检验合格产品包装〔不合格产品回收)。
一般红霉素工艺如下列图所示:空气原料孢子加压配料斜面培养冷却发酵摇瓶培养除水碱化一级种子过滤萃取二级种子豆油离心丙醇成盐淋洗烘干包装销售图1:红霉素生产工艺流程示意图2、工艺技术指标及根底数据〔1〕主要技术指标见表表1:红霉素发酵工艺主要技术指标表2:培养基配比〔质量分数〕:〔2〕发酵罐补料情况丙醇:发酵后24小时开始补,开始补之前要取样观察菌丝状态,菌丝需呈网状、展开,发酵液粘度达6S 左右,补料前半小时去无菌样品,与正点取样相差1~2小时,24~32h 时间每4h 补12L 丙酮,33~144h 每小时补6L 。
糖:糖可以通过菌体代谢后而调节发酵液的PH 值,也可以做为红霉素放线菌的代谢碳源,大罐发酵30h 时取样测PH 值,大罐补淀粉液化糖1.7t ,淀粉0.3kg ,在80°C 左右保温液化30min ,一次消一到两个罐的淀粉液化糖。
油:本发酵工艺补油主要为豆油。
发酵后24开始补,其实速率为4L/h ,以后看液面调整补油速度。
假设液面高那么应提前2h 左右,每4h 补6L ,放罐前一个班每4h 补10L 。
油用于消泡和提高碳源。
水:放罐前两个班补水,每吨水加泡敌1L ,玉米浆10L ,30h 左右根据液面补500-800t 纯水,如果发酵过程中发酵液体积偏少,每班需补100-200L 纯水。
全料:6-8小时根据液面下降情况可补全料,补前半小时取样。
3、培养基总物料衡算〔1〕放罐成熟发酵液量:根据产品质量µ1、放罐发酵单位µ2、提取总收率n 、年生产天数t 、倒罐率r ,可计算生产1000kg 成品所需的发酵液量。
年产400吨红霉素的生产工艺设计制作人:王正红学号:200907224班级:生物工程091班指导老师:康小虎制作日期:2012.7目录一红霉素的研究现状 (3)1.1红霉素的理化性质 (3)1.2 红霉素的特性 (4)1.3红霉素的发展阶段 (4)1.4红霉素的发酵发展现状 (4)1.4.1 生产概况 (5)1.4.2 销售概况 (6)1.5 前景预测 (6)二.立题依据(提出问题,解决问题) (7)2.1材料与方法 (7)2.2 诱变方法 (8)三红霉素的生产工艺 (8)3.1本设计的工艺原则和流程的确定 (8)3.2 菌种选择与培育 (9)3.3 培养基的种类及各种成分 (9)3.4 发酵条件的控制 (12)3.5 提取工艺 (14)四物料衡算 (13)4.1总物料衡算 (13)4.2发酵车间物料衡算 (15)4.3 提取车间物料衡算 (16)4.4热量衡算 (17)五设备选型及尺寸计算 (18)5.3设备结构的工艺设计 (21)5.4生产成本的计算 (25)5.5 红霉素发酵罐 (29)5.6 参考文献 (30)一红霉素的研究现状1.1红霉素的理化性质分子式:红霉素(Erythromycin)分子式及结构式 :C37H67O13N分子量:733.94 g/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Streptomycin elytrous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。
红霉素的生产工艺
红霉素是一种常用的广谱抗生素,广泛应用于临床医学中的感染疾病治疗。
红霉素的生产工艺是一个复杂的过程,涉及到多个环节和步骤。
首先,红霉素的生产需要通过菌种的培养得到红霉素产生菌株。
红霉素产生菌株属于革兰氏阳性菌,最常用的菌株是链霉菌,也有些其他菌株如菌株Streptomyces nojiriensis。
经过筛选和
变异,选出高产红霉素的产生菌株。
接下来,选择合适的培养基进行菌种的培养。
培养基的组成对红霉素的生产有重要影响,通常包括碳源、氮源、矿物质等。
碳源可以选择糖类、麸皮等,氮源可以选择蛋白质、尿素等。
同时,还需要对培养基进行合适的调节,如调节pH值、温度、通气等条件,以提高红霉素的产量。
在培养过程中,红霉素菌株会产生红霉素前体物质,这是形成红霉素的重要原料。
通过提取和分离,得到红霉素后,需要经过精细的化学合成和结晶工艺,以得到纯度高的红霉素。
最后,对红霉素进行包装和质检。
红霉素通常以粉末或片剂的形式存在,要根据不同的剂型进行包装和灭菌。
同时进行一系列质检项目,如红霉素含量、溶解度、残留溶剂、微生物限度等,确保红霉素的质量符合标准要求。
红霉素的生产工艺需要在严格的环境条件下进行,以确保产品的质量和安全性。
同时,为了提高产量和效益,还需要探索新
的工艺和技术,如应用基因工程技术改良产生菌株,优化培养基的组成和调节条件等。
红霉素作为一种重要的抗生素,对于临床医学的治疗具有重要意义。
因此,红霉素的生产工艺也是一个充满挑战和机遇的领域,需要不断努力和创新,以提高产量和质量,满足临床需求。
年产400吨红霉素的生产工艺设计制作人:王正红学号:*********班级:生物工程091班指导老师:***制作日期:2012.7目录一红霉素的研究现状 (3)1.1红霉素的理化性质 (3)1.2 红霉素的特性 (4)1.3红霉素的发展阶段 (4)1.4红霉素的发酵发展现状 (4)1.4.1 生产概况 (5)1.4.2 销售概况 (6)1.5 前景预测 (6)二.立题依据(提出问题,解决问题) (7)2.1材料与方法 (7)2.2 诱变方法 (8)三红霉素的生产工艺 (8)3.1本设计的工艺原则和流程的确定 (8)3.2 菌种选择与培育 (9)3.3 培养基的种类及各种成分 (9)3.4 发酵条件的控制 (12)3.5 提取工艺 (14)四物料衡算 (14)4.1总物料衡算 (14)4.2发酵车间物料衡算 (15)4.3 提取车间物料衡算 (17)4.4热量衡算 (18)五设备选型及尺寸计算 (19)5.3设备结构的工艺设计 (22)5.4生产成本的计算 (26)5.5 红霉素发酵罐 (29)5.6 参考文献 (30)一红霉素的研究现状1.1红霉素的理化性质分子式:红霉素(Erythromycin)分子式及结构式 :C37H67O13N分子量:733.94 g/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Streptomycin elytrous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 红霉素的发展阶段阶段特点1. 50年代–80年代(第一代)红霉素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。
2. 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。
3. 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。
1.4红霉素的发酵发展现状红霉素属大环内酯类抗生素,其水溶液呈强碱性,0 .0 66%的红霉素溶液pH为8.0~10 .5 ,8.5 %浓度的乳糖酸盐pH亦达6.0~7.5。
具有广谱抗菌作用,其抗菌谱与青霉素类似,对革兰氏阳性菌尤其敏感,对葡萄球菌,化脓性链球菌,绿色链球菌,肺炎链球菌,白喉杆菌等都有较强的抑制作用。
临床主要用于扁桃体炎,猩红热,白喉,淋病,皮肤组织感染等,对于军团肺炎和支原体肺炎可以作为首选药物。
也可用于上下呼吸道感染。
特别对于不耐青霉素的人也适用。
红霉素被收入中国药典外,还被收入美国,日本,等药典。
近年来,在竞争激烈的抗生素市场上,红霉素及其衍生物产量还在不断增长,销售节节上升,后市拓展仍有广阔空间。
红霉素最早于1952年的J.M.Mcguire等人在菲律宾群岛土样中分离到的红霉素经发酵制得,美国礼莱公司和Abbott公司最先生产并将产品推向市场多年来红霉素生产稳定增长,20世纪80年代全世界产量已达到800吨,占全球抗生素产量的3.2%20世纪90年代以来,国际市场上红霉素畅销,促进了生产,产量有了较大副增长。
1995年产量达到1500吨,1996年达到3200吨,目前为6000吨左右,成为世界抗生素市场上除头孢类和青霉素类以外的第三大抗生素药物。
我国红霉素发酵水平属低水平重复操作,与发达国家相比差距较大。
目前国外发酵单位已达8 000~12 000 g/ml,而国内大多企业红霉素发酵水平却一直在4 000~5 000g/ml 。
由于国外企业的技术封锁,国内红霉素生产的发酵水平一直比较落后。
红霉素发酵水平主要受工作菌种、培养基组成、发酵条件控制以及后期的分离提纯条件等多方面因素的影响,国内很多科技工作者从红霉素发酵相关参数和调控人手,希望提高红霉素发酵水平。
目前,响应面法和正交试验法是微生物发酵培养基优化常用的方法,单个因素和多种因素相互作用都会对红霉素的生物合成产生不同程度的影响。
1.4.1 生产概况我国于1958年研制成功红霉素,1960年上海第三制药厂率先生产,后有江苏、湖南、广东、陕西等地多家企业相继投产。
红霉素开始在我国投产时产量很少,全国年产量仅有几吨,其后的20年间产量增长缓慢,年产量在20吨~30吨之间徘徊。
改革开放以后,红霉素产量有了大幅增长,1980年达到90吨,1985年翻了一番,达184吨(生产能力为210吨),1990年为225吨(生产能力为254吨),1995年为302吨(生产能力为467吨),1999年达到600吨,2000年为800吨左右(生产能力超过千吨)。
据统计,自1980年以来的20多年里,我国红霉素产量增长了9倍,生产能力增长了10倍。
目前,我国拥有红霉素原料药生产批文的企业近40家。
生产规模最小的企业年产量由20年前的2.5吨发展到现今的80吨,生产规模最大的企业年产量由20年前的35吨发展到现在的450吨。
由此可见,我国红霉素的生产已由分散型逐步向集约型转变。
现在,我国主要的红霉素生产企业为利君制药股份公司、镇江制药厂、杭州中美华东药业公司、湖南岳阳中湘康神药业公司等。
利君制药股份公司自从兼并镇江制药厂后,其红霉素产量已占全国产量的50%左右,出口量已占全国出口量的60%左右。
我国红霉素多年来都出口海外市场,但总量不大。
自20世纪80年代起,我国红霉素年出口量一直徘徊在几吨到几吨之间。
近几年,我国红霉素由于受到印度低价产品的挑战,出口严重受阻,特别是罗红霉素、甲红霉素(克拉霉素)这两个红霉素衍生物,印度产品对我国冲击极大。
2002年,我国红霉素出口报价80美元/kg,而在国际市场上印度产品仅为70多美元/kg。
可喜的是,近年来,我国部分红霉素衍生物系列产品的出口也有较大增长,如利君制药股份公司的琥乙红霉素、湖南岳阳中湘康神药业公司的硫氰酸红霉素等。
2000年,我国红霉素衍生物系列产品出口创汇额在我国出口的所有医药原料药中排第35位。
2001年,我国出口红霉素产品50余吨,绝大部分为红霉素衍生物。
2002年,我国红霉素产品出口创汇2952万美元,比2001年增长了90%,在国出口的所有医药原料药中列第7位。
1.4.2 销售概况国际市场稳定增长红霉素上市后,由于疗效确切,抗菌谱较广,加之适合于对青霉素过敏的患者,因而市场销售额稳步提高。
虽然自20世纪80年代中期起,新的头孢菌素类、氨苄青霉素类、喹诺酮类药物大量涌现,抢占抗生素市场,但红霉素凭借其疗效可靠、价格低廉、副作用较小等优点,仍占据一定的市场份额。
近年来,人们相继研制出多种红霉素衍生物,如依托红霉素、琥乙红霉素、地红霉素、罗红霉素、阿奇霉素、甲红霉素(克拉霉素)等等这些新的半合成红霉素与红霉素相比,对酸更稳定,血药浓度较高,半衰期延长,口服生物利用度更高,疗效更好,且毒副反应也有所减少,因而上市后大受欢迎,销售额急速上升。
1988年,辉瑞公司研制成功阿奇霉素,在美国上市的第一年销售额就达8000万美元,以后销售额连创新高。
2000年,阿奇霉素全球销售额达13.82亿美元,在全球前200位畅销药物中列第25位。
1991年,雅培公司研制出克拉霉素,1993年全球销售额就达4亿美元,1996年达5亿美元,1998年超过10亿美元。
1999年,克拉霉素全球销售额达15亿美元,在全球最畅销的200个药物中列第2位;2000年为12.4亿美元,列第31位。
2003年度7-ACA曾经出现的650元/kg价格,其销量也是大的惊人。
目前看来抗生素类药物的市场依然是有增无减。
1.5 前景预测据分析,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,理由有以下几点:1.5.1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,如军团菌肺炎和支原体肺炎等,被列为这些疾病的首选药物。
另外,红霉素对泌尿生殖系统感染(包括性病)的治疗效果良好。
近年来,我国泌尿生殖统感染疾病的发病率在不断上升,患者众多,对抗菌药物需求很大。
而红霉素及其衍生物对青霉素过敏的患者也适用,应用面较广。
此外,近几年,我国革兰阳性菌感染又有所抬头,患病率增加。
红霉素及其衍生物对该类感染疗效尤佳,后市用量将会不断增长。
1.5.2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。
而红霉素及其衍生物长期以来一直占据着85%左右的大环内酯类抗生素市场份额,正处于销售成熟期。