年产400吨红霉素的工艺设计

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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

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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 3

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

4 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