药厂设计之抗生素的预处理和固液分离工艺

文章来源 成都药厂设计装修 作者:成都制药厂房设计 时间:2020-02-10 16:52

下面笔者谈下药厂设计之抗生素的预处理和固液分离工艺。发酵后获得的发酵液是一种混合物,其中除含有需要的产品外,还含有未转化的底物、不能转化的物质、大量水、微生物体以及各种微量杂质。因此,必须将含量甚少的目的产物从反应液(指胞外产物)或细胞(指胞内产物)中提取/分离出来,精制/纯化,才能获得合乎要求的生物药物。采用何种方法和手段取决于发酵液的特性(黏度、产物浓度、杂质含量等)和所需产品的形式(如结晶状产品、浓缩液、粗制溶液、干燥粉末等)。抗生素的提取、分离与精制或纯化大致都经过下列各阶段。

 

胞内产物需经细胞破碎、细胞碎片分离等步骤。胞外产物则将细胞去除后,对余下的液体即可进行初步纯化。在初步纯化及其以前的各步操作,处理的体积较大,着重于浓缩,称为提取或分离;以后各步为精细的分离操作,着重于纯化,称为精制(或纯化)。

 

预处理的目的是改变发酵液(培养液)的物理性质,以利于固液分离,并去除发酵液(培养液)中部分杂质便于后续各步操作。预处理的方法有加热、凝聚和絮凝。加热是最简单和经济的预处理方法,即把发酵液(养液)加热到所需温度并保温适当时间。加热能使杂蛋白变性凝固,从而降低发酵液(培养液)的黏度,使固液分离变得容易。但加热的方法只适合对热稳定的生物活性物质。凝聚和絮凝在预处理中,用于细小菌体或细胞(分泌胞外产物)、细胞的碎片(分泌胞内产物)以及蛋白质等胶体粒子的去除。其处理过程就是将一定的化学药剂预先投加到发酵液(或培养液),改变细胞、菌体和蛋白质等胶体粒子的分散状态,破坏其稳定性,使它们聚集成可分离的絮凝体,再进行分离。

 药厂设计

固液分离常用的方法有过滤、离心等。过滤和离心相比,无论是投资费用还是运转费用,前者都要小得多,因而首选方法应是过滤。但因发酵液中的不溶性固形物和菌体细胞均是柔性体,细胞个体很小,特别是细菌,过滤时形成的滤饼均是高度可压缩性的,所以造成过滤困难。

如果产物在细胞内,收集细胞后就还要进行细胞的破碎和细胞碎片的分离。细胞碎片比细胞更难分离。

细胞破碎常用的方法有机械破碎(高压匀浆、高速球磨)、非机械法(化学破碎、酶破碎、渗透压冲击法、冻结融化法、干燥法)。近年来,双水相萃取技术引起了广泛关注,它可以通过选择适当的条件,使细胞碎片集中于一相而达到分离。

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