CN104193760B

CN104193760B - 一种利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法

Info

Publication number: CN104193760B
Application number: CN201410433300.9A
Authority: CN
Inventors: 任勇; 奇乃; 李小萍; 董媛
Original assignee: Ningxia Tairui Pharmaceutical Co Ltd
Current assignee: Ningxia Tairui Pharmaceutical Co Ltd
Priority date: 2014-08-29
Filing date: 2014-08-29
Publication date: 2016-11-30
Anticipated expiration: 2034-08-29
Also published as: CN104193760A

Abstract

本发明涉及一种利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其工艺步骤为：首先将奈马菌素发酵液进行板框过滤、闪蒸干燥得到奈马菌素干菌渣，然后采用低级醇为溶剂进行浸提，所得浸提液降膜浓缩，至无液体流出，随后加水酸化至pH4.5～5，采用大孔树脂进行脱色处理，之后进行二级逆流萃取，反萃取，最后树脂吸附，结晶后得到奈马菌素粗品。本发明实现了提高奈马菌素收率、降低成本，提高其晶体和成品质量的制备方法，适用于工业化生产。

Description

一种利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法

技术领域

本发明属于抗生素提取技术领域，特别是涉及一种利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法。

背景技术

奈马菌素是一种抗寄生虫药，是由链霉菌发酵的单一成分的大环内酯类抗生素，在国际上有美国诺华公司及日本三共公司生产。奈马菌素是合成莫西菌素的初始原料。目前，抗寄生虫药普遍应用于畜牧业、养殖业等基础农业中，国际抗寄生虫药的需求一直保持持续增长。

据了解，国内奈马菌素提取工艺较为复杂，主要的技术方法是层析法和二次树脂吸附法，存在的主要问题：

1 提取收率低，一般在60～70%。

2 提取周期较长，超过了60h。

3 提取成本较高，降低了产品市场竞争力。

4 提取过程中，产生了较多的废水，不利于环境保护。

发明内容

本发明的目的就在于提供一种有效提高提取收率，缩短提取周期，降低提取成本，实现稳定、高效生产的利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法。

为实现上述目的所采取的技术方案为：

一种利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于其工艺步骤为：首先将奈马菌素发酵液进行板框过滤、闪蒸干燥得到奈马菌素干菌渣，然后采用低级醇为溶剂进行浸提，所得浸提液降膜浓缩，至无液体流出，随后加水酸化至pH4.5～5，采用大孔树脂进行脱色处理，之后进行二级逆流萃取，反萃取，最后树脂吸附，结晶后得到奈马菌素粗品。

所述板框过滤前，首先在奈马菌素发酵液加入水和助滤剂，充分搅拌10～30min，其中水加量为发酵液重量的5～10%，助滤剂加量为发酵液重量的1～10%，所述助滤剂为硅藻土或纸浆或碳酸钙。

所述闪蒸干燥过程中，控制进风温度145～160℃，出风温度60～90℃，加料转速100～400r/min。

所述浸提方式为多次，至提取收率达到90%以上后停止浸提。

所述浸提时，菌渣和溶剂的比例为每1L溶剂中加入0.2～0.4kg菌渣，浸提时间为100～150min。

所述浸提时所用的低级醇溶剂为甲醇或乙醇或正丙醇或异丙醇。

所述降膜浓缩时，采用旋转刮板薄膜蒸发器降膜蒸发奈马菌素浸提液，控制温度100～120℃。

所述加水酸化时，加水量为10～15L/kg。

所述脱色处理时，滤液温度控制在30～35℃，pH4.5～5，脱色时间为30～40min。

所述脱色处理时，树脂型号是DIAION HP20，树脂用量为0.5～0.7kg/L。

所述二级逆流萃取采用离心机实现，萃取过程中控制萃取温度40～50℃，一级pH7～8，二级pH8～9，滤液︰溶媒=4～5︰1(V/V) ，所述溶媒为乙酸乙酯或醋酸丁酯。

所述反萃取过程为：在酸性pH4.5～5条件下，将奈马菌素将从有机溶媒相转入到水相，得到奈马菌素溶液， V_纯化水∶V_有机溶媒=3∶1～2（L/L），反萃取时间为30～40min。

所述酸为醋酸、盐酸或硫酸，其浓度为30～40%。

所述树脂吸附采用二效串联法，其树脂为大孔树脂AB-8聚苯乙烯型吸附树脂，树脂用量为0.4～0.7kg/L，解吸剂为甲醇或乙醇，其用量为奈马菌素溶液的30～50%。

所述结晶过程为：首先将树脂吸附后的解析液升温至45～50℃，充分搅拌，搅拌转速控制在30～50r/min，加入用量为解析液体积的40～60%纯化水，加入5～10%的氢氧化钠溶液，调节pH至9～10，pH调节时间控制在15～25min，随后回收有机溶媒，当回收量为解吸剂加入量的95%以上时停止加热，降温至25～30℃，继续搅拌5～10r/min，然后进行固液分离和干燥，得到奈马菌素粗品。

本发明具有以下技术优势：

1 本发明可有效提高奈马菌素的提取收率，其中提取收率达到80%以上，高于国内同类水平。

2 提取周期较短，不超过40h。

3 本发明使用的有机溶媒可回收并再次利用，避免了环境污染问题。

4 本发明生产成本低，有利于增强奈马菌素衍生物莫西菌素的国内外市场竞争力。

5 本发明工艺简单，省时省力。

具体实施方式

下面用实例予以说明本发明，应该理解的是，实例是用于说明本发明而不是对本发明的限制。本发明的范围与核心内容依据权利要求书加以确定。

以下实施例中的奈马菌素发酵液是由按照常规发酵技术采用链霉菌发酵而成的。

实施例1

奈马菌素发酵液10m³，效价为4123u/ml。加入硅藻土100kg、饮用水500L，搅拌10min，板框过滤得到菌渣583kg。启用闪蒸干燥设备，控制进风温度在145～160℃，出风温度控制在60～90℃。将湿菌渣投入闪蒸干燥机加料口，加料转速控制为100～400r/min，进行闪蒸干燥，得到奈马菌素干菌渣496kg。经2次浸提，加入正丙醇总量为5000L，浸提液效价为7982u/ml，浸提收率为96.8%，然后固液分离。经降膜浓缩后，得到固体奈马菌素混合物42.3kg。加入纯化水423L，加入30%的醋酸调节pH至4.5，并过滤，滤液体积为438L。采用大孔树脂对奈马菌素滤液进行脱色处理，大孔树脂（树脂型号是DIAION HP20（以聚苯乙烯-二乙烯基苯为基体的HP20））用量88kg，滤液温度控制在30～31℃，pH4.5～4.6，脱色时间为30min，脱色率为84.1%，收率为98.4%，体积为437L。用离心机进行二级逆流萃取。萃取温度40～50℃，一级pH 7～8；二级pH8～9，乙酸乙酯用量110L，萃取收率为98.7%。加入纯化水330L，用30%醋酸调节pH至4.5，反萃取时间为30min，反萃取收率为97.2%。树脂吸附前，加入纯化水33L，奈马菌素溶液体积为360L。采用二效串联进行树脂吸附，树脂用量为144kg，解吸剂乙醇用量为108L。经大孔树脂吸附后，收集解析液107L。大孔树脂吸附收率为87.3%。解析液升温至45℃，搅拌转速控制在30r/min，加入纯化水43L，用5%的氢氧化钠溶液调节pH至9，pH调节时间控制在15min。回收乙醇101.7L时停止加热，降温至25℃，继续搅拌5min，然后进行固液分离和干燥，得到奈马菌素粗品33.2kg。奈马菌素总提取收率为80.5%，提取时间为36h。

实施例2

奈马菌素发酵液10m³，效价为4017u/ml。加入碳酸钙200kg、饮用水600L，搅拌15min，板框过滤得到菌渣678kg。启用闪蒸干燥设备，控制进风温度在145～160℃，出风温度控制在60～90℃。将湿菌渣投入闪蒸干燥机加料口，加料转速控制为100～400r/min，进行闪蒸干燥，得到奈马菌素干菌渣581kg。经2次浸提，加入乙醇总量为5300L，浸提液效价为7359u/ml，浸提收率为97.1%，然后固液分离。经降膜浓缩后，得到固体奈马菌素混合物39kg。加入纯化水430L，加入30%的盐酸调节pH至4.6，并过滤，滤液体积为442L。采用大孔树脂对奈马菌素滤液进行脱色处理，大孔树脂大孔树脂（树脂型号是DIAION HP20（以聚苯乙烯-二乙烯基苯为基体的HP20））用量133kg，滤液温度控制在31～32℃，pH4.6～4.7，脱色时间为32min，脱色率为84.8%，收率为98.5%，体积为441L。用离心机进行二级逆流萃取。萃取温度40～50℃，一级pH 7～8；二级pH8～9，醋酸丁酯用量105L，萃取收率为98.8%。加入纯化水367L，用30%盐酸调节pH至4.6，反萃取时间为32min，反萃取收率为97.5%。树脂吸附前，加入纯化水45L，奈马菌素溶液体积为415L。采用二效串联进行树脂吸附，树脂（AB-8聚苯乙烯型吸附树脂）用量为207.5kg，解吸剂甲醇用量为145L。经大孔树脂吸附后，收集解析液145L。大孔树脂吸附收率为87.5%。解析液升温至46℃，搅拌转速控制在35r/min，加入纯化水65L，用6%的氢氧化钠溶液调节pH至9.2，pH调节时间控制在17min。回收甲醇139.2L时停止加热，降温至26℃，继续搅拌6min，然后进行固液分离和干燥，得到奈马菌素粗品32.5kg。奈马菌素总提取收率为80.9%，提取时间为35h。

实施例3

奈马菌素发酵液10m³，效价为4106u/ml。加入硅藻土500kg、饮用水700L，搅拌20min，板框过滤得到菌渣942kg。启用闪蒸干燥设备，控制进风温度在145～160℃，出风温度控制在60～90℃。将湿菌渣投入闪蒸干燥机加料口，加料转速控制为100～400r/min，进行闪蒸干燥，得到奈马菌素干菌渣829kg。经2次浸提，加入甲醇总量为5500L，浸提液效价为7279u/ml，浸提收率为97.5%，然后固液分离。经降膜浓缩后，得到固体奈马菌素混合物40kg。加入纯化水480L，加入30%的硫酸调节pH至4.7，并过滤，滤液体积为489L。采用大孔树脂对奈马菌素滤液进行脱色处理，大孔树脂大孔树脂（树脂型号是DIAION HP20（以聚苯乙烯-二乙烯基苯为基体的HP20））用量196kg，滤液温度控制在32～33℃，pH4.7～4.8，脱色时间为35min，脱色率为85.1%，收率为98.6%，体积为488L。用离心机进行二级逆流萃取。萃取温度40～50℃，一级pH 7～8；二级pH8～9，乙酸乙酯用量108L，萃取收率为98.9%。加入纯化水432L，用30%硫酸调节pH至4.7，反萃取时间为35min，反萃取收率为97.7%。树脂吸附前，加入纯化水65L，奈马菌素溶液体积为512L。采用二效串联进行树脂吸附，树脂（AB-8聚苯乙烯型吸附树脂）用量为256kg，解吸剂乙醇用量为205L。经大孔树脂吸附后，收集解析液205L。大孔树脂吸附收率为87.9%。解析液升温至47℃，搅拌转速控制在40r/min，加入纯化水103L，用7%的氢氧化钠溶液调节pH至9.5，pH调节时间控制在20min。回收乙醇199L时停止加热，降温至27℃，继续搅拌7min，然后进行固液分离和干燥，得到奈马菌素粗品33.3kg。奈马菌素总提取收率为81.2%，提取时间为38h。

实施例4

奈马菌素发酵液10m³，效价为4002u/ml。加入碳酸钙800kg、饮用水800L，搅拌25min，板框过滤得到菌渣1229kg。启用闪蒸干燥设备，控制进风温度在145～160℃，出风温度控制在60～90℃。将湿菌渣投入闪蒸干燥机加料口，加料转速控制为100～400r/min，进行闪蒸干燥，得到奈马菌素干菌渣1070kg。经2次浸提，加入乙醇总量为8200L，浸提液效价为4754u/ml，浸提收率为97.4%，然后固液分离。经降膜浓缩后，得到固体奈马菌素混合物38.9kg。加入纯化水545L，加入30%的硫酸调节pH至4.7，并过滤，滤液体积为557L。采用大孔树脂对奈马菌素滤液进行脱色处理，大孔树脂大孔树脂（树脂型号是DIAION HP20（以聚苯乙烯-二乙烯基苯为基体的HP20））用量278.5kg，滤液温度控制在33～34℃，pH4.8～4.9，脱色时间为38min，脱色率为85.3%，收率为98.7%，体积为555L。用离心机进行二级逆流萃取。萃取温度40～50℃，一级pH 7～8；二级pH8～9，醋酸丁酯用量118L，萃取收率为98.7%。加入纯化水531L，用30%硫酸调节pH至4.8，反萃取时间为38min，反萃取收率为97.5%。树脂吸附前，加入纯化水98L，奈马菌素溶液体积为644L。采用二效串联进行树脂吸附，树脂（AB-8聚苯乙烯型吸附树脂）用量为418kg，解吸剂甲醇用量为290L。经大孔树脂吸附后，收集解析液288L。大孔树脂吸附收率为87.5%。解析液升温至48℃，搅拌转速控制在47r/min，加入纯化水158L，用9%的氢氧化钠溶液调节pH至9.8，pH调节时间控制在22min。回收甲醇281L时停止加热，降温至28℃，继续搅拌9min，然后进行固液分离和干燥，得到奈马菌素粗品32.3kg。奈马菌素总提取收率为80.7%，提取时间为37h。

实施例5

奈马菌素发酵液10m³，效价为4061u/ml。加入硅藻土1000kg、饮用水1000L，搅拌30min，板框过滤得到菌渣1532kg。启用闪蒸干燥设备，控制进风温度在145～160℃，出风温度控制在60～90℃。将湿菌渣投入闪蒸干燥机加料口，加料转速控制为100～400r/min，进行闪蒸干燥，得到奈马菌素干菌渣1310kg。经2次浸提，加入正丙醇总量为6500L，浸提液效价为6097u/ml，浸提收率为97.6%，然后固液分离。经降膜浓缩后，得到固体奈马菌素混合物39.5kg。加入纯化水592L，加入30%的硫酸调节pH至4.7，并过滤，滤液体积为604L。采用大孔树脂对奈马菌素滤液进行脱色处理，大孔树脂大孔树脂用量362kg，滤液温度控制在34～35℃，pH4.9～5.0，脱色时间为40min，脱色率为85.2%，收率为98.6%，体积为602L。用离心机进行二级逆流萃取。萃取温度40～50℃，一级pH 7～8；二级pH8～9，乙酸乙酯用量120L，萃取收率为98.6%。加入纯化水600L，用30%硫酸调节pH至5.0，反萃取时间为40min，反萃取收率为97.4%。树脂吸附前，加入纯化水98L，奈马菌素溶液体积为734L。采用二效串联进行树脂吸附，树脂（AB-8聚苯乙烯型吸附树脂）用量为514kg，解吸剂乙醇用量为293L。经大孔树脂吸附后，收集解析液292L。大孔树脂吸附收率为87.6%。解析液升温至50℃，搅拌转速控制在50r/min，加入纯化水175L，用10%的氢氧化钠溶液调节pH至10，pH调节时间控制在25min。回收甲醇284L时停止加热，降温至30℃，继续搅拌10min，然后进行固液分离和干燥，得到奈马菌素粗品32.7kg。奈马菌素总提取收率为80.6%，提取时间为38h。

上述实施例1-5中，树脂吸附的具体过程为：首先，向反萃取所得的奈马菌素溶液中加入纯化水，加量为奈马菌素溶液体积的10～20%，然后用泵把溶液输送到树脂中，通过转子流量计控制流速为280～320L/h。收集一次吸附柱的流出液直接送到副柱进行吸附，控制流速为280～320L/h。当柱吸附饱和后，将柱中的料液压至副柱，用40℃脱钙水正洗洗饱和柱3～3.5h，流量280～320L/h；再用40℃脱钙水反洗2～2.5h，流量480～520L/h。反吹饱和的吸附柱10～15min，吹除悬浮物。从饱和柱底部通入已预冷的4～5℃冷水和解析剂。冷水用量为奈马菌素溶液的80%，解吸剂主要是甲醇或乙醇，其用量为奈马菌素溶液的30～50%。解析剂通入时间控制在30～40min。经过滤器收集解析液。

Claims

1.一种利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于其工艺步骤为：首先在奈马菌素发酵液中加入水和助滤剂，充分搅拌10～30min，其中水加量为发酵液重量的5～10%，助滤剂加量为发酵液重量的1～10%，所述助滤剂为硅藻土或纸浆或碳酸钙，后进行板框过滤、闪蒸干燥得到奈马菌素干菌渣，然后采用低级醇为溶剂进行浸提，浸提时，菌渣和溶剂的比例为每1L溶剂中加入0.2～0.4kg菌渣，浸提时间为100～150min；所得浸提液降膜浓缩，至无液体流出，控制浓缩温度100～120℃；随后加水酸化至pH4.5～5，采用大孔树脂进行脱色处理，脱色时，滤液温度控制在30～35℃；之后进行二级逆流萃取，反萃取，最后树脂吸附，结晶后得到奈马菌素粗品；

所述二级逆流萃取采用离心机实现，萃取过程中控制萃取温度40～50℃，一级pH 7～8，二级pH8～9，滤液︰溶媒=4～5︰1(V/V) ，所述溶媒为乙酸乙酯或醋酸丁酯；

所述反萃取过程为：在酸性pH4.5～5条件下，将奈马菌素将从有机溶媒相转入到水相，得到奈马菌素溶液， V_纯化水∶V_有机溶媒=3∶1～2（L/L），反萃取时间为30～40min；

所述树脂吸附采用二效串联法，其树脂为大孔树脂AB-8聚苯乙烯型吸附树脂，树脂用量为0.4～0.7kg/L，解吸剂为甲醇或乙醇，其用量为奈马菌素溶液的30～50%；

2.按照权利要求1所述的利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于所述闪蒸干燥过程中，控制进风温度145～160℃，出风温度60～90℃，加料转速100～400r/min。

3.按照权利要求1所述的利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于所述浸提方式为多次，至提取收率达到90%以上后停止浸提。

4.按照权利要求1所述的利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于所述浸提时所用的低级醇溶剂为甲醇或乙醇或正丙醇或异丙醇。

5.按照权利要求1所述的利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于所述降膜浓缩时，采用旋转刮板薄膜蒸发器降膜蒸发奈马菌素浸提液。

6.按照权利要求1所述的利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于所述加水酸化时，加水量为10～15L/kg。

7.按照权利要求1所述的利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于所述脱色处理时，pH4.5～5，脱色时间为30～40min。

8.按照权利要求1或7所述的利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于所述脱色处理时，树脂型号是DIAION HP20，树脂用量为0.5～0.7kg/L。

9.按照权利要求1所述的利用奈马菌素发酵液提取奈马菌素粗品的方法，其特征在于所述反萃取过程中，酸为醋酸、盐酸或硫酸，其浓度为30～40%。