【正文】 。方法 :以含 1mmol/L 的 EDTA 的25mmol/L 檸檬酸鈉溶液（用 0． 1mol/L 的氫氧化鈉液調 pH 值至 11． 5）作為運行緩沖液 ， 未涂層毛細管柱為 70cm*)， 有效長度為 64cm， 采用壓力方式由毛細管柱的陽極旱樣 5s， 運動電壓為 15kV， 分離溫度為 20 度 ， 檢測波長為 254nm， 并將方法測得的結果與藥典規(guī)定方法測得 的結果進行了比較 ， 結果 :所確定的實驗條件可使土霉素與數(shù)種相關物質得到令人滿意的分離 ， 其分離效率較法定方法的為高 ， 結論 :本方法可使土霉素與數(shù)種相關物質分離 ， 分析時間較短 ， 能有效控制我國現(xiàn)行工藝生產的土霉素質量以及監(jiān)控儲存條件對質量的影響。解決了超濾膜的清洗問題 ， 保證了其重復使用。一種土霉素純化方法 ， 其特征在于它是先將土霉素溶解在含有鹽酸和另外一種在— 有緩沖作用的酸的混合水溶液 中 ， 用堿回調至一定ｐＨ值 ， 加入凈化劑 ， 而后分別用 5— 10 萬分子量超濾膜和 6000— 10000 分子量超濾膜過濾 ， 最后按無菌操作要求經稀釋加堿調節(jié) pH 值結晶。一般在 500 毫升三角瓶中裝 50— 80 毫升 ， 1000 毫升三角瓶中裝入 100— 200 毫升培 養(yǎng)液即可。 培養(yǎng)液的配制方法是 :（ %） 淀粉 : 糊精 : 酵母粉 : 氯化鈉 : 碳酸鈣 : 硫酸銨 : 磷酸二氫鉀 : 水 :100 毫升 把以上成分混 合攪成米湯狀 ， 把磷酸二氫鉀溶于少量水中 ， 同時倒入定量的沸水中攪拌均勻 ， 分裝在三角瓶里 ， 塞上棉塞 ， 再用雙層紗布和一層廢報紙把瓶口包好 ， 用繩扎緊 ， 在高壓滅菌器中 ， 以 大氣壓滅菌 30 分鐘 ， 或采用間歇滅菌法進行滅菌。 培養(yǎng)基斜面制成后 ， 在接種箱中把沙土孢子接種到斜面上 ， 放在保溫箱里 ， 在 37℃條件下培養(yǎng)五至七天 ， 即可生出一層白色的孢子。其生產工藝流程如圖 所示 : → 圖 工藝流程圖 發(fā)酵工藝過程 種子制備 （ 1）沙土孢子制備 土霉菌砂土管系采用放線菌龜裂鏈絲菌。 5) 向配套專業(yè)（土建、自控儀表、供水、環(huán)保、供電、供熱、采暖通風、技術經濟）內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書 7 提出設計要求和有關資料。 設計 步驟 工藝設計在初步階段 ， 可分為下面幾個步驟 : 1) 選擇并確定生產流程 ， 確定技術經濟指標。 （ 3）必須充分考慮各種明顯的和潛在的危險 ， 保證生產人員的健康安全 ， 如生物反應器等壓力容器 ， 易燃、易爆、揮發(fā)性溶劑的管理以及基因工程菌的微生物擴散等。過程設計依據生物工藝條件 ， 選擇合理的原料 ， 確定最經濟和安全的途徑 ， 使之生產出符合一定質量的生物技術產品。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書 6 第二章 總論 指 導思想 發(fā)酵工廠工藝設計是一種創(chuàng)造性、實踐性活動 ， 包括工藝設計和非工藝設計。 土霉素原料藥在市場競爭中的最大優(yōu)勢是價格低廉 ， 因此 ， 多年來它大量用于畜禽藥及飼料添加劑。其中 2/3 左右供應出口 ， 主要出口歐洲、東南亞等地 ， 屬外向型品種。如多西霉素（強力霉素） ， 就是以土霉素為原料經過多步反應制得的半合成抗生素 ， 其市場價格是土霉素 的 5～ 7 倍 ，產品大量出口。在國內市場上 ， 土霉素除了作為生產強力內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書 5 霉素等的原料外 ， 主要用于畜禽藥物以及飼料添加劑 ， 臨床用藥微乎其微。其中石家莊華曙制藥的規(guī)模和產量最大 ， 達 6000 噸左右 ，約占世界總產量的 1/4。因此 ， 開發(fā)利用土霉素及制劑具有良好的前景和技術基礎。脫氧土霉素 100ppm 混飲和 200ppm 混飼對雞大腸桿菌病的治愈率分別是 %及 %， 而感染對照組的死亡率為 %， 用藥組的增重效果顯著高于感染對照組 (P) [9]。土霉素糖鹽水中加入足量的土霉素 ， 又經腹腔注射 ， 經漿膜吸收并能直接與細菌。結果 ， 3 組受試牛分內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書 4 別有 16%、 12%和 76%發(fā)生子宮內膜炎。方明生等 用含量為 20ml:200mg 的長效土霉素注射液治療仔豬黃、白痢的總有效率達 %， 效果優(yōu)于環(huán)丙沙星注射液（ %）。 土霉素及制劑在獸醫(yī)臨床上的應用 土霉素制劑有土 霉素片、土霉素膠囊、土霉素軟膏以及土霉素注射液 ， 但在獸醫(yī)臨床的應用上 ， 目前還是以土霉素注射液為主。 土霉素的用途及臨床應用 作用與用途 : 抗菌譜與四環(huán)素相似 ， 對多數(shù)革蘭陽性菌、陰性菌、立克次體、 沙眼 衣原體、放線菌 及螺旋體等都有效 ， 對傷寒桿菌幾乎無效。本品與四環(huán)素類抗生素的不同品種之間存在交叉耐藥。 土霉素 藥理 作用 土霉素屬四環(huán)素類抗生素 ， 為廣譜抑菌 劑 ， 許多立克次體屬、支原體屬、衣原體屬、螺旋體對本品敏感。明膠液化慢。 ③ 不利用木糖 ， 不為鏈霉素所抑制。 土霉素生產菌種 土霉素是由龜裂鏈霉菌所產生的抗生素 ， 龜裂鏈霉菌屬于放線菌中的鏈霉菌屬 ， 其特性 :① 具有發(fā)育良好的菌絲體 ， 菌絲體分支 ， 無隔膜直徑約 — 米 ， 多核。在酸堿條件下均易發(fā)生變性反應 :在酸性條件下易脫水形成脫水物 。其 10％水溶液的 pH 為 ～ 。 為淡黃色結晶性粉末 ， 難溶于水。第二代四環(huán)素類藥物是 20 世紀 60 年代出現(xiàn)的 ， 將第一代四環(huán)素的 6 位羥基除去得到長效四環(huán)素 ， 即多西環(huán)素（脫氧土霉素 ， 強力霉素） ， 屬于半合成品。 第一個四環(huán)素類抗生素是 1948 年從金色鏈絲菌中分離得到的金霉素。四環(huán)素類藥物的抗菌強度順序為米諾環(huán)素 多西環(huán)素 美他環(huán)素 金霉素 甲金霉素 四環(huán)素 土霉素。 Production。發(fā)酵 。根據發(fā)酵罐的尺寸結構 ， 選取合理的 車間布局 ， 公用工程、安全衛(wèi)生與環(huán)境保護等為輔助工藝。 內蒙 古科 技大學 本科生畢業(yè)設計 說明書 題 目 :年產 400 噸 土 霉素發(fā)酵工段工藝設計 學生姓名 :薛紅偉 學 號 :0602121114 專 業(yè) :生物工程 班 級 :061 班 指導教師 :趙宏宇 講師 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書 I 摘 要 本設計任務是年產 400 噸土霉素的發(fā)酵工段 工藝 設計。本設計主要內容包括 :生產工藝選擇 ， 工藝計算（物料衡算 ， 能量衡算 ， 水、蒸汽用量 ， 標準設備、非標準設備的尺寸計算 ， 換熱設備 ， 壓縮空氣耗量等）、設備選型（標準、非標準設備）。 關鍵詞 :土霉素 。 Fermentation。這類藥物主要抑制細菌蛋白質合成起殺菌作用。 四環(huán)素類抗生素還應避免與抗酸藥、鈣鹽、鐵鹽、鎂、鋁、鉍等同服 ， 能與四環(huán)素類藥物絡合而阻礙吸收 [1]。 20 世紀 50 年代后期 ， 得到 6脫氧四環(huán)素 ， 其細菌學及藥物代謝動力學 性質有明顯的改變。 是由土壤鏈霉菌（ Streptomyces rimosus）所制備。在水中易溶 ， 在乙醇中略溶 ， 在氯仿或乙醚中不溶。在干燥條件下比較穩(wěn)定 ， 但遇光易變色。存在碳十酚羥基和碳十二烯醇基 ， 可與金屬離子整合 ， 形成有色配合物 ， 也可與鈣離子、鋁離子形成黃色配合物 ， 與鐵離子形成紅色配合物。菌絲成樹枝分支 ， 白的 ， 包子灰白色 ， 柱形?？扇苌芈晕ⅫS色。 培養(yǎng)溫度 :37℃ 保存方法 :真空冷凍干燥法。多年來由于土霉素和四環(huán)素類的廣泛應用 ， 臨床常見病原菌對土霉素素耐藥現(xiàn)象嚴重 ， 包括葡萄球菌等革蘭陽性菌及多數(shù)革蘭陰性桿菌。另一機制是可與二價陽離子（主要是鎂離子）結合 ， 破壞鎂離子與核糖體正常結合 ， 影響核糖體的功能。 由于土霉素的廣泛應用 ， 臨床常見病原菌對土霉素素耐藥現(xiàn)象嚴重 ， 并且由于其副作用嚴重 ， 現(xiàn)在臨床上多用于獸用藥。土霉素 /硫酸鋅組的治愈率明顯高于單用硫酸鋅蹄浴組（ p） [6]。 150 頭母牛被隨機分為 3 組 ， 分別為 :土霉 素治療組 ， 四環(huán)素加炎痛靜治療組及對照組。仔豬在發(fā)生白痢病的過程中 ， 由于消化道炎癥 ， 吸收機能發(fā)生障礙 ， 維生素 B1 的吸收不足 ， 糖的氧化供能就不能順利進行 ， 組織中的的丙酮酸、乳酸堆積、影響神經組織和心肌代謝 ， 病豬出現(xiàn)心跳加快、心臟衰弱癥狀。結果表明 ， 脫氧土霉素對雞大腸桿菌的最小抑菌濃度為 。同時 ，開發(fā)長效的獸用土霉素制劑（長效土霉素注射液）也將更好地被用于獸醫(yī)臨床 ， 為養(yǎng)殖增效 ， 節(jié)藥用藥成本。目前主要生產企業(yè)為石家莊華曙 制藥 、 內蒙古赤峰 制藥 、 山西星火制藥等。近年來 ， 出口量和出口價格還在下滑。 以土霉素為原料生產半合成抗生素的市場前景較好。 20 世紀末 ， 我國多西霉素年產量為 700 噸 ， 目前達 1000 噸左右。也有企業(yè)將土霉素、增效藥甲氧芐啶、維生素 B維生素 B6等組成復方土霉 素 ， 能使土霉素療效增加 ， 還能降低消化道副反應。因此 ， 在眾多抗生素品種中 ， 價格最低的土霉素今后將會在我國大量用于畜禽用藥及飼料添加劑中 ， 預計這方面的需求會不斷增長 ， 成為土霉素的主要市場。生物技術產業(yè)化裝置是由若干個單元設備以系統(tǒng)的、合理的方式組合起來的整體。 （ 2）必須進行生物工藝流程優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化 ， 達到資金、原料、設施和人員的合理最佳使用。 （ 6）保證整套系 統(tǒng)能適應和抑制外部擾動的影響 ， 達到整套系統(tǒng)的可控性。 4) 車間設備布置的方案比較和設備配置的平面和空間關系的確定及設計制圖。 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書 8 第三章 土霉素 生產工藝 土霉素生產工藝流程簡介 土霉素生產工藝主要分為 :發(fā)酵、酸化過濾、脫色結晶、干燥四個階段。 （ 2）斜面培養(yǎng)及配置 用 5%麥皮 ， 2%的洋菜或加 1%— 2%的淀粉 ， 加水 100 毫升 ， 煮成粥狀 ， 裝入試管或培養(yǎng)瓶 ， 瓶口塞上棉塞 ， 再用雙層紗布和一層廢報紙把瓶口包好 ， 用繩扎緊 ， 放在高壓滅菌器中 ， 以 個大氣壓滅菌 30 分鐘 ， 取出冷至 40℃ 左右 ， 傾斜放置 ， 成為斜面。 培養(yǎng)基的配制 把斜面上長好的土霉菌孢子用接種鏟摟到三角瓶的培養(yǎng)液里 ， 經振蕩培養(yǎng)即可制成。裝入三角瓶的培養(yǎng)液多少要適量 ， 太多菌絲生長不好 ， 太少不經濟。此法可得到較高純度、無菌、細菌內毒素合乎要求的土霉素原料。采用目前國內比較先進的中空纖維超膜過濾技術 ，選擇合適的過濾膜 ， 進行兩級過濾 ， 分別去除凈化和細菌內霉素。 土霉素的分離 采用高效毛細管電泳法分離土霉素及其相關物質。 種子罐容積確定 進料量 =接種量 +基礎培養(yǎng)基（消后） 出料量 =成品液 +損失量（逃液 +蒸發(fā)） 培養(yǎng)基 消前 96% Vd’= 96%= m3 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書 15 種子罐公稱容積 : 0 39。/d 39。 70%V ? =（ m179。L? = 6 100% 10 ??%， 符合設計要求。 ??? 取 2 臺 二級種子罐臺數(shù) : 取 T’=28h， 所以 7 2839。 h) 內蒙古科技大學畢業(yè)設計 說明書 16 則發(fā)酵罐發(fā)酵過程中的熱效應 :Q=21000? 42=882021（ KJ/h） 種子罐發(fā)酵過程中的熱效應 :Q’=21000? =176400（ KJ/h） 水的用量 （ 1） 自來水 ① 配料用水（約為消前培養(yǎng)基體積） V 發(fā) =179。 V 種 ’=10 6%=179。則 : V 總 =（ V 發(fā) + V 種 + V 補 + V 發(fā) ’ + V 種 ’ + V 補 ’） =（ +++3++）=（ m） 179。℃ ) ， 取 t1=10℃ ， t2= 25℃ 發(fā)酵罐 :Q 冷 =882021（ KJ/h） W= 882021 (25 10)???= （ Kg/h） 種子罐 :Q 冷 ’=176400（ KJ/h） W’= 176400 (25 10)???=（ Kg/h） 總用水量 : W 總 =（ W+W’） =（ +） =（ Kg/h） （ 3）實消過程冷卻水用量 A=2/ 1212KF WC stte tt?? ? （ 48） 2lnKFW CA? （ 49） 式中 :W— 冷卻水的用量 ， Kg/h A— 冷卻水流量 C2— 冷卻水的比熱容 ， KJ/(Kg.℃ ) F— 傳熱面積 ， m2 K— 平均傳熱系數(shù) ， KJ/(.℃ )