生物分離工程課程設(shè)計報告書(編輯修改稿)
2025-05-01 23:37 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 一、設(shè)計基本依據(jù) 青霉素發(fā)酵液中除了含有目標(biāo)產(chǎn)物青霉素鉀鹽，還含有大量雜質(zhì)如各種雜蛋白質(zhì)，為了有效去除蛋白質(zhì)要加入絮凝劑進行沉淀過濾處理。當(dāng)然，過濾知識初步去除大部分雜蛋白，還需要進一步進行萃取，結(jié)晶等精處理過程。 青霉素鉀(benzylpenicillin potassium)又名汴青霉素，汴青霉素G鉀鹽，分子式C16H17KN2O4S。本品為白色晶體性粉末，無臭或微有特異性臭，有吸濕性。易溶于水，生理鹽水，葡萄糖溶液。水溶液在室溫放置易失效，遇酸，堿，氧化劑等迅速失效。二、分離原理發(fā)酵液結(jié)束后，目標(biāo)產(chǎn)物存在于發(fā)酵液中，而且濃度較低，如抗生素只有10－30Kg/m3，含有大量雜質(zhì)，它們影響后續(xù)工藝的有效提取，因此必須對其進行的預(yù)處理，目的在于濃縮目的產(chǎn)物，去除大部分雜質(zhì)，改變發(fā)酵液的流變學(xué)特征，利于后續(xù)的分離純化過程。是進行分離純化的一個工序。發(fā)酵液在萃取之前需預(yù)處理，發(fā)酵液加少量絮凝劑沉淀蛋白，然后經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓過濾或板框過濾，除掉菌絲體及部分蛋白。青霉素易降解，發(fā)酵液及濾液應(yīng)冷至10 ℃以下，過濾收率一般90%左右。菌絲體粗長10181。m，采用鼓式真空過濾機過濾，濾渣形成緊密餅狀，容易從濾布上刮下。，%。需要進一步除去蛋白質(zhì)。改善過濾和除去蛋白質(zhì)的措施：，%溴代十五烷吡啶PPB，%硅藻土為助濾劑。再通過板框式過濾機。濾液澄清透明，進行萃取。青霉素的提取采用溶媒萃取法。青霉素游離酸易溶于有機溶劑，而青霉素鹽易溶于水。利用這一性質(zhì)，在酸性條件下青霉素轉(zhuǎn)入有機溶媒中，調(diào)節(jié)pH，再轉(zhuǎn)入中性水相，反復(fù)幾次萃取，即可提純濃縮。選擇對青霉素分配系數(shù)高的有機溶劑。工業(yè)上通常用醋酸丁酯和戊酯。萃取2－3次。從發(fā)酵液萃取到乙酸丁酯時，從乙酸丁酯反萃到水相時。為了避免pH波動，采用硫酸鹽、碳酸鹽緩沖液進行反萃。發(fā)酵液與溶劑比例為3－4。幾次萃取后，濃縮10倍，濃度幾乎達到結(jié)晶要求。萃取總收率在85％左右。所得濾液多采用二次萃取，用10%~，加入醋酸丁酯，用量為濾液體積的三分之一，~。在一次丁酯萃取時，由于濾液含有大量蛋白，通常加入破乳劑防止乳化。第一次萃取，存在蛋白質(zhì)，%乳化劑PPB。萃取條件：為減少青霉素降解，整個萃取過程應(yīng)在低溫下進行（10 ℃以下）。萃取罐冷凍鹽水冷卻。萃取液一般通過結(jié)晶提純。青霉素鉀鹽在醋酸丁酯中溶解度很小，在二次丁酯萃取液中加入醋酸鉀乙醇溶液，青霉素鉀鹽就結(jié)晶析出。然后采用重結(jié)晶方法，進一步提高純度，將鉀鹽溶于KOH溶液，調(diào)pH至中性，加無水丁醇，在真空條件下，共沸蒸餾結(jié)晶得純品。共沸蒸餾結(jié)晶：萃取液。，16－26℃。水和丁醇形成共沸物而蒸出。鈉鹽結(jié)晶析出。結(jié)晶經(jīng)過洗滌、干燥后，得到青霉素產(chǎn)品。三、提取工藝設(shè)計及物料衡算：發(fā)酵液在萃取之前需預(yù)處理，發(fā)酵液加少量絮凝劑沉淀蛋白，然后經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓過濾或板框過濾，除掉菌絲體及部分蛋白。青霉素易降解，發(fā)酵液及濾液應(yīng)冷至10 ℃以下，過濾收率一般90%左右。：物料衡算是根據(jù)質(zhì)量守恒定律而建立起來的。物料衡算是進入系統(tǒng)
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