CN102391329A - 一种采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法。本方法包括巴龙霉素粗品制备过程中料液经微滤膜除杂、超滤脱色和纳滤脱盐、富集，浓缩、干燥的步骤：含有巴龙霉素的料液经过微滤膜液固分离，微滤透过液经过超滤膜去除蛋白质、色素和多糖等大分子杂质，收集的透过液经过纳滤膜常温脱盐、富集，脱盐液浓缩、干燥制得巴龙霉素粗品。本发明构思新颖，生产工艺条件温和、绿色清洁、简单易行，生产周期短、生产成本低、提取收率高，实用性强、具有较大的推广应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种氨基糖苷类抗生素巴龙霉素分离生产方法，具体为涉及一种采用膜分离技术分离生产巴龙霉素的方法。
背景技术
巴龙霉素是氨基糖甙类抗生素，为治疗阿米巴痢疾特效药，也可用于治疗细菌性痢疾及其他肠胃细菌感染。对阿米巴原虫及痢疾杆菌有抑制作用，主要用于急性阿米巴痢疾及细菌性痢疾；用于口服，治疗菌痢、阿米巴痢疾和肠炎等肠道感染；通过抑制肠道共生菌丛的代谢，间接发挥抗阿米巴作用，同时还能直接杀灭阿米巴滋养体。
因此，随着在养殖业不断发展，开发一种节能高效的巴龙霉素分离生产方法，具有良好的市场前景和社会效益。
巴龙霉素是以链霉菌为产生菌、玉米淀粉、黄豆饼粉为主要原料经过深层发酵培养得到的次级代谢产物。目前巴龙霉素提取生产方法主要采用板框压滤机压滤、滤液通过离子交换树脂动态吸附或离子交换树脂直接投入发酵液进行静态吸附、实现巴龙霉素的分离提取。
目前工艺不足之处在于：动态吸附过程，发酵液板框过滤过程中即使添加助滤剂，发酵液仍较难过滤，过滤速度慢，过滤压力高达0.4-0.6Mpa，滤饼不成形、料液损失、过滤收率偏低，劳动强度大；而静态吸附过程，离子交换树脂在与发酵液中的残渣分离过程中，离子交换树脂流失严重，收率低下且废水污染较严重等情况。
发明内容
本发明提供一种采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，巴龙霉素发酵液经过微滤膜处理，去除发酵液中大量的菌体、菌体碎片、大分子蛋白及发酵液残基，获得澄清微滤透过液；微滤透过液经过超滤膜进一步除去蛋白质、色素及多糖等大分子杂质，收集的超滤透过液经过纳滤膜进行常温脱盐、富集；脱盐液经薄膜浓缩成浓度约10-18Be°的浓缩液，供进一步的纯化生产硫酸巴龙霉素或浓缩液经过离心喷雾干燥制得巴龙霉素粗品供精制生产硫酸巴龙霉素。本发明减轻了生产劳动强度，提高了分离提取的回收率，减少了酸碱废水的排放量。
本发明采用的分离提取巴龙霉素的微滤膜、超滤膜、纳滤膜的具体参数及工艺特点如下：
1.选用截留分子量为30000-500000、优先选50000-150000的微滤分离膜，在微滤膜通量为30L/h·㎡～50L/h·㎡，操作压力为1.0 bar -3.5bar、操作温度5℃～35℃的操作条件下经微滤分离菌丝体、培养基残基等；
2.选用截留分子量为5000～100000的超滤分离膜，在超滤膜通量为30L/h·㎡～45 L/h·㎡，操作压力为1.0 bar～6.0bar，操作温度5℃～35℃的操作条件下经超滤除杂，去除蛋白质、多糖和成色物质等大分子杂质；
3.纳滤膜脱盐、富集过程选用截留分子量为500～1000的纳滤分离膜，超滤透过液在纳滤膜通量为20L/h·㎡～40 L/h·㎡，操作压力为6.0 bar～12.0bar，操作温度5℃～35℃的操作条件下，经过纳滤脱盐、富集3～5次，脱盐液的体积约为滤液的20-30%；
4.微滤膜分离菌体、残基过程的膜材料可以是无机陶瓷材料、金属、合金及其他非金属材料的一种或几种及其组合，优先选用陶瓷材料；
5.超滤膜除杂、脱色过程的膜材料可以是无机陶瓷类、聚砜类、聚偏二氟乙烯类、芳香聚酰胺类、醋酸纤维素类、复合膜类膜材料中的一种或几种；优先选用复合膜类、聚砜类、聚偏二氟乙烯类、芳香聚酰胺类；所述超滤膜的膜组件类型可以是管式、中空纤维、卷式、板框式，优先选用卷式膜；
6.纳滤脱盐、浓缩过程的膜材料可以是聚偏二氟乙烯类、芳香聚酰胺类、醋酸纤维素类、复合膜类膜材料中的一种或几种，优先选用复合膜类、偏二氟乙烯类、芳香聚酰胺类；所述纳滤膜的膜组件类型可以是管式、卷式、板框式，优先选用卷式膜。
与现有工艺技术相比，本发明具有显著的特点：
1.本方法不仅有利于含有巴龙霉素的料液除杂、分离、脱盐、富集，而且革除了动态吸附工艺所需的板框操作等繁重工序步骤；
2.本方法好处在于避免了巴龙霉素提取过程中静态吸附造成的树脂漂失或板框过滤造成的料液流失所引起的收率下降；
3.本方法好处在于工艺简单、能耗物耗低、绿色清洁，便于实施，而且作业时间短，减少了添加助滤剂造成的的二次污染等，提高了产品的质量。
具体实施方式
为了更好的阐述本发明采用膜分离技术制备巴龙霉素浓缩液或巴龙霉素粗品的方法，以下通过具体实施例对本发明作进一步说明，但不以任何方式限制本发明。
实施例1
以含巴龙霉素浓度为3.5g/L的发酵液260L为原料，采用截留分子量为50000的陶瓷微滤膜，在通量为35L/h·㎡，操作压力为2.5bar，操作温度35℃的操作条件下去除发酵液菌体及残基。透过液采用截留分子量为5000的复合超滤膜，在膜通量为30L/h·㎡，操作压力为5.0bar，操作温度30℃的操作条件下经超滤膜除杂，去除蛋白质、多糖和成色物质等。超滤透过液采用截留分子量为500的复合膜进行纳滤处理，在纳滤膜通量为30L/h·㎡，操作压力为10.0bar，操作温度30℃的操作条件下，经过3次纳滤脱盐、富集，脱盐液经过真空薄膜浓缩、喷雾干燥成巴龙霉素微黄色粗品。经过测定巴龙霉素回收率为94.2%，巴龙霉素含量为83.5%。
实施例2
以含巴龙霉素浓度为3.3g/L的发酵液350L为原料，采用截留分子量为50000的陶瓷微滤膜，在通量为40L/h·㎡，操作压力为3.0bar，操作温度30℃的操作条件下去除发酵液菌体及残基。透过液采用截留分子量为5000的复合超滤膜，在膜通量为30L/h·㎡，操作压力为5.0bar，操作温度30℃的操作条件下经超滤膜除杂，去除蛋白质、多糖和成色物质等。超滤透过液采用截留分子量为500的复合膜进行纳滤处理，在纳滤膜通量为30L/h·㎡，操作压力为8.0bar，操作温度30℃的操作条件下，经过4次纳滤脱盐、富集，脱盐液经过真空薄膜浓缩、喷雾干燥成巴龙霉素微黄色粗品。经过测定巴龙霉素回收率为94.6%，巴龙霉素含量为85.2%。
实施例3
以含巴龙霉素浓度为3.8g/L的发酵液350L为原料，采用截留分子量为50000的陶瓷微滤膜，在通量为40L/h·㎡，操作压力为3.0bar，操作温度30℃的操作条件下去除发酵液菌体及残基。透过液采用截留分子量为5000的复合超滤膜，在膜通量为30L/h·㎡，操作压力为5.0bar，操作温度30℃的操作条件下经超滤膜除杂，去除蛋白质、多糖和成色物质等。超滤透过液采用截留分子量为500的复合膜进行纳滤处理，在纳滤膜通量为30L/h·㎡，操作压力为8.0bar，操作温度30℃的操作条件下，经过4次纳滤脱盐、富集，脱盐液经过真空薄膜浓缩、喷雾干燥成巴龙霉素微黄色粗品。经过测定巴龙霉素回收率为93.1%，巴龙霉素含量为84.3%。
Claims (10)
1.一种采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，包括微滤膜去除菌丝体、发酵液残基，超滤膜除杂、脱色和纳滤膜脱盐、富集，浓缩、干燥的步骤，其主要特征在于含有巴龙霉素的料液经过微滤膜处理，去除菌丝体、发酵液残基；微滤透过液经过超滤膜去除蛋白质、色素和多糖等大分子杂质；收集的超滤透过液经过纳滤膜进行常温脱盐、富集，脱盐液经浓缩、干燥制得巴龙霉素粗品。
2.根据权利要求1所述的一种采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，其特征在于：以含有巴龙霉素的料液为原料，在1.5-3.5bar的操作压力下，经过微滤膜去除菌丝体、培养基残基等杂质；微滤膜透过液在1.5～6.0bar操作压力条件下，经超滤膜脱色、去除蛋白质和多糖等大分子杂质；超滤膜透过液在6.0～12bar操作压力条件下，经过纳滤膜脱盐、富集；脱盐液经浓缩、干燥获得巴龙霉素粗品。
3.根据权利要求1所述的采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，其特征在于：所述微滤膜分离菌体、残基过程选用截留分子量为30000-500000的分离膜；超滤膜除杂过程选用截留分子量为5000～30000的分离膜；纳滤膜脱盐、富集过程选用截留分子量为500～1000的分离膜。
4.根据权利要求1所述的采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，其特征在于：所述微滤膜分离菌体、残基过程的膜材料为无机陶瓷材料、金属、合金及其他非金属材料的一种或几种及其组合。
5.根据权利要求1所述的采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，其特征在于：超滤膜脱色、去除蛋白质和多糖等大分子杂质过程的膜材料为无机（含陶瓷材料、金属、合金及其他非金属材料）类、聚砜类、聚偏二氟乙烯类、芳香聚酰胺类、醋酸纤维素类、复合膜类膜材料中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，其特征在于：所述纳滤膜脱盐、浓缩过程中的膜材料为聚偏二氟乙烯类、芳香聚酰胺类、醋酸纤维素类、复合膜类膜材料中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，其特征在于：所述微滤膜、超滤膜、纳滤膜的膜组件类型为管式、中空纤维、卷式、板框式中的一种或几种。
8.根据权利要求1所述的采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，其特征在于：所述微滤膜除菌体、残基过程的膜通量为30-50L/h·㎡，操作温度5℃～35℃；超滤膜脱色、除杂过程的膜通量为30L/h·㎡～45 L/h·㎡，操作温度5℃～35℃；纳滤膜除盐、富集过程的膜通量为20L/h·㎡～40 L/h·㎡，操作温度5℃～35℃。
9.根据权利要求1所述的采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，其特征在于：所述料液为含有巴龙霉素成分的发酵液、发酵滤液、浓缩液、透过液、结晶母液、回收液等。
10.根据权利要求1所述的采用膜分离技术制备巴龙霉素粗品的方法，其特征在于：所述巴龙霉素粗品为含有巴龙霉素含量≥60%的液态浓缩液、固态粗品等。
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