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1、红霉素提取新工艺1前言红霉素属于大环内酯类抗生素老品种，但由于衍生产品众多，应用范围还是较广，市场 需求量较大。红霉素提取工艺中常用到的工艺是板框过滤加溶媒萃取萃取的老工艺，此工艺一般十亿 收率可以在7580之间，但由于生产中需要么消耗大量的硫酸锌和溶媒，菌渣处理困难， 造成提取成本昂贵，污染较大，企业生产成本居高不下，竞争力日益下降。针对传统工艺技术存在的主要问题 ,三达膜科技（厦门）有限公司整合了膜技术、连 续离子交换技术以及EA技术，开发出了一套全新的红霉素生产工艺，可大大降低红霉素提 取成本，减少废水排放、提高产品质量。2技术介绍21 原有工艺介绍目前市场上比较常用的是用硫氰酸红霉素，
2、其原有工艺如下：工艺说明：发酵液放罐后，经碱化和絮凝处理后，用板框过滤，滤液再用复合溶媒萃取， 溶媒相加入硫氰酸钠和冰醋酸，使硫氰酸红霉素结晶出来，晶体经过洗涤、烘干，既得硫氰 酸红霉素。此工艺应用时间较久，工艺稳定，其主要缺点为：a. 需要大量絮凝剂红霉素过滤时消耗的絮凝剂主要是硫酸锌，加量约为发酵液的4，折合到每公斤产品成本约为 2530 元，费用很高；并且硫酸锌作为重金属，过滤菌渣不容易处理。b. 萃取工艺成本较高红霉素萃取工艺需要消耗大量的复合溶媒，据统计，目前生产一公斤硫氰酸红霉素需要消耗溶媒 1 升，价值约 10 元；溶媒需要大量的酸碱清洗再生，造成溶媒中残留红霉素的损 耗，降低收
3、率约 35。c. 离心机投资运行成本较高萃取时需要大量的离心机进行离心分离，投资大，能耗高，并且由于是在溶媒环境中运 行，非常危险。2三达公司红霉素提取新工艺基于红霉素原有提取工艺的缺点，三达公司立足自身资源，整合了膜技术、连续离交技 术以及EA （有机溶媒萃取吸收）技术，开发出了一套全新的红霉素提取新技术，新工艺采 用超滤膜、树脂以及纳滤膜技术来浓缩和纯化红霉素料液，替代了原有的板框萃取来浓缩 料液的工艺，可以明显的降低红霉素生产成本，再结合新工艺的后续纯化措施，可有效的提 高红霉素产品的质量，提高产品的竞争力。首先发酵液放罐后，用碱调节pH到8,加入0.03%甲醛溶液，进行超滤过滤，滤渣由
4、 于不加入任何絮凝剂，免除了重金属污染，可以作为肥料等，降低处理难度；膜超滤出来的 滤液已经剔除了大分子颗粒及蛋白，再经过连续离子交换树脂脱色和进一步纯化后，用纳滤 膜进行浓缩，当浓缩液效价达到20000u/m 1,进后工艺处理，而纳滤透析液可以返回超滤工 段作为超滤加水套用，可大大降低废水排放量，节约资源和污水处理成本；浓缩液加入一定 量的碱或NaSCN,可以得到红霉素碱或者硫氰酸红霉素结晶，晶体过滤后，再用丙酮溶解， 去除不溶物，在丙酮液中加入水使红霉素结晶出来，晶体烘干得到成品，而丙酮溶液用三达 EA技术回收丙酮，剩余母液可以返回浓缩工序利用或返回到离交工序。23 技术简介231 红霉素
5、发酵液膜过滤技系统运用超滤膜过滤发酵液，不需要添加助滤剂，过滤成本极低，并可有效去除发酵液营养 物质残留和剔除大分子蛋白，对料液适应性强，料液质量稳定，设备自动化成都高，人员操 作方便，劳动强度大大降低，工艺收率一般在 96以上。由于过滤时发酵液不需要加入硫 酸锌，不用担心重金属污染，滤渣处理也比较容易。三达公司作为工业分离行业的先行者，目前已经在发酵液分离领域成功应用了近 500 套发酵液过滤设备，创造了良好的经济效益和社会效益；膜品种涵盖有机平板膜、陶瓷膜以 及金属膜，目前在红霉素发酵液过滤领域我们推荐使用陶瓷膜系统。232 连续离交系统陶瓷膜可以去除料液中的大分子物质及不溶物，但由于色素
6、及一些小分子物质由于分子 量小，并不能被去除，因此我们在超滤工艺后加上一道树脂工艺进行脱色和进一步除杂。我 们所筛选的树脂脱色能力良好，再生容易，对红霉素不吸附，保证处理的效果和质量。三达 公司推荐的连续离交技术是引进荷兰TLS公司SEPTOR装置，其具有以下特点： a 与传统树脂柱相比，其结构紧促，占地面积小； b 与固定床相比其树脂用量减少 5090，再生剂、冲洗水用量少；c.由于是连续运转，产品的成分浓度保持基本稳定；d 具有良好的操作弹性，可根据生产负荷自动调解进程；e. 生产过程基本无三废排放。目前SEPTOR系统已经成功使用在制药、食品、化工行业，取得了良好的效果。2. 3. 3
7、纳滤浓缩系统新工艺对红霉素的浓缩依靠纳滤技术来完成，纳滤技术作为一种新兴的浓缩技术具有常温下、能耗低、无相变、收率高、无污染等优点，越来越受到制药行业的重视。在红霉素浓缩中，我们采用连续纳滤技术，可保持生产的连续稳定进行，工艺正收率可 达 99以上，并且透析水可以回用到超滤工艺作为加水，实际收率接近 100。三达公司目前已在制药行业推广使用了上百套纳滤浓缩系统，其中最大的系统超过 1 万平方米。在长期的工业实践中，也积累了丰富的工程和安装经验。2. 3. 4 EA（挥发性有机物萃取吸收）系统在新工艺中需要消耗一定量的丙酮溶液进行产品的重结晶纯化，此时由于结晶母液除含 丙酮和水外，还有一部分未结
8、晶的红霉素，此时如果采用传统的蒸发技术回收丙酮，将会破 坏掉其中的红霉素，造成很大损失，三达公司根据多年研究，开发出了新型的有机挥发物回 收技术EA技术，其具有一次投资低、回收效果好、投资回报率高，并且最大程度的保护了 料液中的有效成分。利用EA技术回收了丙酮后，剩余水相溶液可以返回纳滤工序或树脂工 序利用，最大程度提高产品收率。2. 4技术优点及效益分析应用三达全新红霉素提取工艺，可以显著降低红霉素发酵液的过滤成本；纳滤浓缩相对 于溶媒萃取浓缩工艺，可以提高收率，减少污水排放；通过对产品的进一步纯化，产品质量 也得到了提高；选用三达连续离交技术和EA技术，可以节省投资和运行费用，并最大程度
9、的通过废母液回用来进一步提高提取的收率；而且新工艺可以在不增加生产步骤情况下得到 硫氰酸红霉素也可以得到红霉素碱。下面按300 吨/天发酵液规模将两种工艺的运行成本进 行比较：旧工艺新工艺日消耗年费用/万元日消耗年费用/万元硫酸锌费用12t/d1980电费用14000kw254溶媒费用1.8m”d594换膜费用200电费费用3000kw60树脂费用50丙酮费用0. 7m3/d200合计2634704上表列出了三达红霉素提取工艺的主要费用，这条工艺主要费用集中在电费、换膜费用、 树脂费用以及丙酮费用上，通过对比可知，对于300 吨/天发酵规模，每年新工艺节省费用 超过1900万元，折合到每公斤红霉素成本至少下降20 元。与原工艺相比，新工艺收率可达到80%以上，经在河南某厂实践检验，产品A组分一 般可比原工艺提高5个百分点。另外由于发酵液中不需要加入硫酸锌，避免了硫酸锌对环境的污染，具有很重要的环保 意义；料液经过纳滤浓缩套用后，每天可减少废水排放300 吨，废水的处理成本按5 元/吨 计算，每年可节省环保费用50 万元，在水资源日益匮乏的今天，生产中水的循环利用具有 很重要的意义。应用三达新技术提取红霉素，可以降低生产成本，减少污水排放，提高产品质量，提高 企业竞争力。
