DE829936C - Continuous process for the production of penicillin by biological means - Google Patents
Continuous process for the production of penicillin by biological meansInfo
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- DE829936C DE829936C DESCH2197A DESC002197A DE829936C DE 829936 C DE829936 C DE 829936C DE SCH2197 A DESCH2197 A DE SCH2197A DE SC002197 A DESC002197 A DE SC002197A DE 829936 C DE829936 C DE 829936C
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- C12P—FERMENTATION OR ENZYME-USING PROCESSES TO SYNTHESISE A DESIRED CHEMICAL COMPOUND OR COMPOSITION OR TO SEPARATE OPTICAL ISOMERS FROM A RACEMIC MIXTURE
- C12P37/00—Preparation of compounds having a 4-thia-1-azabicyclo [3.2.0] heptane ring system, e.g. penicillin
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Description
Kontinuierliches Verfahren zur Herstellung von Penicillin auf biologischem Wege Diese I,.rfindung betrifft ein kontinuierliches Verfahren zur Durchführung mikrobiologischer Prozesse.Continuous process for the production of penicillin on biological Ways This I, .rfindung relates to a continuous method of implementation microbiological processes.
Sie bezieht sich auf die Herstellung von Antibiotika durch solche mikrobiologischen Verfahren. Sie bezieht sich im lresondex-en auf die Herstellung von Penicillin ans Penicillin erzeugenden Schimmelpilzen.It relates to the manufacture of antibiotics by such microbiological process. In lresondex-en, it relates to manufacturing from penicillin to penicillin-producing molds.
Vorzugsweise \\-erden flüssi-e Nährstoffe für die Züchtung von l'enicillitim notatuin unter Erzeugung vorn Penicillin in einer solchen Nährflüssigkeit verwendet. Vorzugsweise wird die Technik der Tauchkultur angewendet.Preferably \\ - ground liquid nutrients for breeding l'enicillitim notatuin used with the production of penicillin in such a nutrient liquid. The technique of immersion culture is preferably used.
Es ist bekannt, Penicillium notatuin zii züchten und Penicillin in flüssigen Nährmedien nach der Tauchkulturtechnik herzustellen. Bei dieser Technik wird die Schimmelmasse in die Nährflüssigkeit eingetaucht, welche gerü'hrt und einer Belüftung unterworfen wird.It is known to breed Penicillium notatuin and to breed penicillin in to produce liquid culture media according to the immersion culture technique. With this technique the mold mass is immersed in the nutrient liquid, which is stirred and one Is subjected to ventilation.
Solche mikrobiologischen Verfahren wurden bisher nach der C'hargenmet'hode durchgeführt, wobei eine Charge der Nährstoffe mit dem entsprechenden Schimmelpilz oder einem anderen iNIikroorganismus beimpft und die Gärung in der genannten Charge vollendet wurde, währenddessen die Charge gerührt und :gelüftet wurde, bis die maximale Erzeugung von Penicillin z.- B. in der genannten Charge erreicht wurde. 1?ine solche Chargenntethode arbeitet langsam und kostspielig und hat viele andere 'Nachteile, insbesondere hinsichtlich der Herstellung von Antibiotika und im besonderen der Herstellung von Penicillin durch die Wirkung von 1'enicilliutn notatum.Such microbiological processes were previously based on the C'hargenmet'hode carried out taking a batch of the nutrients with the appropriate mold or another microorganism and fermentation in the said batch has been completed, during which the batch has been stirred and: vented until the maximum Generation of penicillin e.g. in the mentioned batch was achieved. 1? Ine such batch method is slow and costly and has many other 'disadvantages, especially with regard to the production of antibiotics and in particular the Production of penicillin by the action of 1'enicilliutn notatum.
Bei der Chargenmethode \\ erden die sterilen flüssigen Nährstoffe bei jeder Beitnpfting einer Infektion ausgesetzt. die aus dein 13eimpfungsmittel oder aus der freien Atmosphäre stammt infolge technischer Irrtümer während der Beimpfung.In the batch method, \\ ground the sterile liquid nutrients exposed to infection each time it is tapped. the one from your vaccine or comes from the free atmosphere as a result of technical errors during inoculation.
Der Schimmelpilz wird bei jeder ßeinipfuiig. welche für jede Charge gesondert hergestellt \\-erden rnuß, einer unerwünschten Veränderung unterworfen, welche seine Fähigkeit, Penicillin zu erzeugen, vermindert. Daher ist (Ii(# Atlsbellt(# im, jeder neuen Charge einer unerwünschten Schwankung unterworfen.The mold becomes ßeinipfuiig with everyone. which are produced separately for each batch, are subject to an undesirable change which reduces its ability to produce penicillin. Therefore (Ii (# Atlsbellt (# im, every new batch is subject to an undesirable fluctuation.
Bei der Herstellung voll Penicillin iti einer Charge aus solchem Medium wächst die (ieschivin-(ligkeit der Züchtung des Schimniell)ilzes nach einer gewissen Zeit bis zu einem Maxinitiin. (las \ an den Züchtungsbedingungen abhängt. Die l@esch(@irt<ligkeit der Entwicklung vermindert sich dann von dieser maximalen Geschwindigkeit all. \\'etiti die Entwicklungsgeschwindigkeit sich auf ihrem Z-Taxirntim befindet, erzeugt die fortgesetzte Gärungsreaktion Substanzen, die bestrebt sind. das 1'etlicilliii in der flüssigen Charge zu zerstören. Solche schädlichen Stoffe umfassen einen Überschoß all gewissen organischen Säuren oder Ammoniak. (las durch I)esaminierung von Aminosäuren gebildet wird.In the manufacture of full penicillin one batch from such medium The (ieschivin- (littleness of the cultivation of the Schimniell) grows after a certain Time to a maxinitiin. (It depends on the breeding conditions. The l @ esch (@irt <ligkeit the development then decreases from this maximum speed all. \\ 'etiti the development speed is on your Z-Taxirntim, generates the continued fermentation reaction substances that strive. the 1'etlicilliii in to destroy the liquid batch. Such harmful substances include an excess all certain organic acids or ammonia. (read through I) amamination of amino acids is formed.
Wenn die Beimpfungsmasse zti (#incr »etl(#il Charge der Nährstoffe zugefügt wird, gibt es eilte lange :\nlaufzeit der Bebrütung, welche die Zeit und die Kosten der Erzeugung erhöht. Wenn die Gärung der Charge vollendet ist, ist es notwendig, den Gärbehälter oder Tank zu entleeren, cleil leeren Gärbehälter oder Tank zu sterilisieren, dann wieder mit einer neuen Charge all Nährstoffen ztt füllen und schließlich die nette Charge der Nährstoffe in dein Behälter zu sterilisieren. Dieses lallgwicri@e Verfahren erhht Zeit und Tosten (Irr I lerstelluig.If the inoculation mass zti (#incr »etl (#il batch of nutrients is inflicted, there is a long hurry: \ ntruntime of the incubation, which is the time and the cost of production increases. When the fermentation of the batch is complete, it is necessary to empty the fermentation tank or tank, empty fermentation tank or cleil Sterilize the tank, then refill all nutrients with a new batch and finally sterilize the nice batch of nutrients in your container. This logical procedure increases time and effort.
Gemäß der vorliegenden Erfitidting wird eine kc)titititiierlic'lie Erzeugung geschaffen, und dis ol>engenannten Nachteile werden ausgeschaltet. Vs wird eine Mehrzahl von Gärbehältern verwendet. zwei Mler mehr, die in Reihe zur Anwendung kmitinen.According to the present Erfitidting a kc) titititiierlic'lie Generation is created and the disadvantages mentioned are eliminated. Vs a plurality of fermenters is used. two more men who are in series Application kmitinen.
Der Schimmelpilz oder andere Mikroorganismen werden in dem ersten Gärbehälter ,gezüchtet. ulid es wird eine Gärung in (lern ersten (@:irl>eliülter aufrechterhalten unterhalb der Stufe, welche schädlich(-Stoffe erzeugt oder einen Vberschuli von solchen Stoffen, die in hoher Konzentration scllüdlich sind. Es wird ein Teil der vergorenen Nährstoffe und des Schimiliell)ilzes oder anderer \Iikroorganisrncn aus (lern ersten Gärungsbehälter in (teil nächstfolgenden c @ärungsl>ehälter übergeführt. Es werden weitere Vorsichtsmaßnahmen und Schritte angewendet, die später erläutert werden. Zalilrei#7lie zusätzliche Tatsachen tin(1 Vorteile der vorliegen(leii Erfindung sind in der nachfolgenden Beschreibung uii(1 der schematischen Zeichnung geschildert. Die Erfindung wird an einem erläuterten Beispiel für die Herstellung von Penicillin atis T'enicillinnt notatum näher dargelegt.The mold or other microorganisms will be in the first Fermentation tanks, bred. ulid there will be a fermentation in (learn first (@: irl> eliülter maintained below the level which produces harmful (substances or a Supersports of substances which are toxic in high concentrations. It will a part of the fermented nutrients and the fungus or other microorganisms from (learn first fermentation container in Additional precautions and steps are followed, discussed later will. Zalilrei # 7lie additional facts tin (1 advantages of the present (leii invention are described in the following description uii (1 of the schematic drawing. The invention is illustrated using an example for the production of penicillin atis T'enicillinnt notatum set out in more detail.
Beispiel Verfahrensstufe i Der erste Gärbehälter oder Tank .T ist geschl(@ssen und mit sterilisierten Einlässen versehen. cItirc 1i .die er mit einem Beimpfungsbehälter C, (lci- das Beimpfungsmittel enthält, und finit zwei Vorrat-, be'hältern D und D', welche die sterilisierten Nährstoffe enthalten, verbunden ist. I)as I#assun@s vermögen des ersten (iiit-1)eliälters _ l beträgt 22 7 1o 1. Dieser Tank _9, der eilte erst(# Giirutrgszo ii(# (larstellt, wird mit einer ersten _Menge v(») i 3 ido 1 flüssigen Nährstoffen teilweise gefüllt. I)ics(# 1,5 ido 1 flüssige Nährstoffe bestehen aus 14 383 I Wasser, 5931-g Standardniaiswasclifliissigl<(#it tiii(1 geciglletc 296 kg Milchzucker. Es können beliebige Nährstoffe verwendet werden.Example of process stage i The first fermentation tank or tank .T is closed and provided with sterilized inlets. CItirc 1i. Which it contains with an inoculation tank C, (lci- the inoculant, and finite two storage tanks D and D ', which contain the sterilized nutrients. I) as I # assun @ s ability of the first (iiit-1) eli-tank _ 1 is 22 7 1o 1. This tank _9, which rushed only (# Giirutrgszo ii (# ( is partially filled with a first _mount v (») i 3 ido 1 liquid nutrients. I) ics (# 1,5 ido 1 liquid nutrients consist of 1 4 383 I water, 5931 g Standardniaiswasclifliissigl <(# it tiii ( 1 geciglletc 296 kg milk sugar Any nutrients can be used.
Die Nährstoffe werden durch I?rhitzen in clen geschlossenen Behältern
.-1, D und l)' unter (#ilicni Druck von etwa 2 at entsprechen(] cilier "hcrnlicratur
von etwa l20° während einer Zeit voll d; \l innfeil sterilisiert. Die Rohrverl)in(lungen
zwischen lichälterA und den Behältern ß, C. I) utid /)' siti(T während der
Erhitzungsperiode geschlossen. Dieses 1?r hitzen sterilisiert auch das innere des
lieh;ilters .l. Der geschlossene Behälter .-1 und sein hilialt i@ (#ril(#ii dann
auf 24° allgekühlt, während die IZ()lii-verl)itidungen geschlossen sind. Da die
Zeichliung rein schematisch ist. zeigt sie nicht die i (@tweildigcli Ventile in
den Verbindungslcittitigen. Die 7ttführumg zwischen den einzelnen f@ehälterll l:aim
eine Zuführung durch die Schwere sein, mler (#s können Pumpen verwendet werden.
vorausgesetzt. daß alle Teile absolut steril gehalten werden lind gegen Vergiftung
durch zufällig anwesende Mikro)-organismen geschützt sind.
'\m Ende dieser Periode von 4,9 Stunden beträgt der Schimmelgehalt o.5 bis o.6 g (Trockenstoff) je l <i0 ccm Nährstoffe.At the end of this 4.9 hour period, the mold content is o.5 to o.6 g (dry matter) per l <10 ccm nutrients.
\\'enn die Nährstoffe in (lern Behälter .=I his zu ihrem \Istxiiiiiiiii durch Penicillitiin notatum vergärt wurden, wird die Erzeugung von Schimmel etwa 0:7 bis o,8 g (Trockenstoffe) je ioo ccm Nährstoffe betragen, und der pH-Wert wird etwa 7.3 sein. Ain 1?nde dieser Entwicklungsperiode von 48 Stunden in <lern lichült(r . 1 befindet sich die Entw-icklungs-"(#schwindigkeit im Maximum, aber (lie Gärung hat noch keine schädlichen Stoffe gebildet oder einen (rberschuß von Stoffen, die unschädlich in geringer Konzentration sind. Diese schädliche Stufe der Gärung, die Ammoniak oder eineu ('tl)erscliuß von organischen Säuren erzeugen würde. folgt der Stufe der maximalen Entwicklungsgeschwindigkeit nach einer kurzen Periode.\\ 'hen the nutrients in (learn container. = I up to their \ Istxiiiiiiiii fermented by penicillitiin notatum, the generation of mold is about 0: 7 to 0.8 g (dry matter) per 100 ccm of nutrients, and the pH value will be be about 7.3. At the end of this development period of 48 hours in <learn (r . 1 the development - "(# speed is at its maximum, but (fermentation has not yet formed any harmful substances or has an (excess of substances that are harmless in low concentrations. This harmful stage of fermentation that Ammonia or a ('tl) elimination of organic acids would produce. follows the Level of maximum development speed after a short period.
\'(#rfalirenssttlfe 3 Die vergorene Flüssigkeit ini Behälter .-I wird
unmittelbar am Ende der genannten Periode von 48 Stunden kontinuierlich in einen
zweiten Gärbehälter und Tank B übergeführt init einer GeschWilldigkeit vOnt etwa
3l2 1 je Stunde. DerTankIl ist steril und bildet die zweite Gärzone. Die Flüssigkeit,
die in den Behälter h eingespeist wird, enthält unverbrauchte Nährstoffe Schiinmelpilz'kügelchen
und Penicillin. Die Masse im Behälter A wird kontinuierlich auf einem konstanten
@'oluillen von t 5 i 4o 1 gehalten durch Zuführung von frischen, sterilisierten
Nährstoiffeii aus <lern Vorratsbehälter I) oder I)' in den lieli:iltei- .-f mit
der gleichen Geschwindigkeit von etwa 312 l je Stunde. Die frische Nährflüssigkeit
hat die Zusammensetzung der :-\usgangsflüssigkeit im Behälter A. Solche frischen,
sterilisierten Nährstoffe werden dein Behälter A bei einer Temperatur von 2d", die
im Behälter .9 aufredhterhalten wird, zugeführt.
Verfafrensstufe 4 Nachdem die Masse im Behälter I>' das erforderliche Volumen von 568o 1 erreicht 'hat, wird das Volumen dieser Masse durch Abziehen von Masse daraus mit der Zuführungsgeschwindigkeit, ilänilich 3t21 je Stunde, konstant gehalten. Das Verfahren ist somit nach der genannten anfänglichen Füllzeit von 12 bis 16 Stunden kontinuierlich. [)je Masse, die kontinuierlich aus dem Behälter B abgezogen wird, ist die endgültige Brühe oder das Endprodukt. Dieses hat einen Penicillin,gehalt von wenigstens 250bis 35o Einheiten je Kubikzentimeter. Sein pn-Wert beträgt etwa 7,3. Während das kontinuierliche Verfahren im Betrieb ist, wird die Eiltwicklungs.geschwindigkeit des Schimmelpilzes im Behälter I) hinreichend unterhalb der Geschwindigkeit im Behälter A gehalten, um die Bildung von Ammoniak, überschüssigen organischen Säuren usw. zu verhindern.Process level 4 After the mass in the container I> 'has the required Volume of 568o 1 'has been reached, the volume of this mass is obtained by subtracting The mass of this is constant at the feed rate, in Italy 3t21 per hour held. The procedure is thus after the mentioned initial fill time of 12 up to 16 hours continuously. [) per mass, which continuously from the container B withdrawn is the final broth or product. This one has a penicillin content from at least 250 to 35o units per cubic centimeter. Its pn value is about 7.3. While the continuous process is in operation, the rapid winding speed of the mold in the container I) sufficiently below the speed in the container A held to prevent the formation of ammonia, excess organic acids, etc. to prevent.
Durch die Fortführung der Gärung im Behälter B ohne Belüftung kann
die Wachstumsgeschwindigkeit des Schimmelpilzes im Behälter B unterhalb derGeschwindigkeit
:gehalten werden, beider schädliche Stoffe gebildet werden. Das Gemisch im Behälter
B kann gewünschtenfalls mechanisch gerührt werden ohne Belüftung während der Füllzeit
und während das kontinuierliche Verfahren im Betrieb ist.
Die Gefahr einer Infektion ist stark vermindert oder aufgehoben.The risk of infection is greatly reduced or eliminated.
Die Menge an Impfe ist im Vergleich zum Chargenverfa'hren stark vermindert. Wenn Impfe in (teil Zuführungsbehälter zugegeben wird, kann solche Impfe nicht wieder sterilisiert werden und inuß unmittelbar verwendet werden, wenn sie verwendullgsreif ist. Das sterile Nährmedium in den Ile'hältern P und D' kann im Gegensatz 'hierzu erneut sterilisiert werden, sobald es erwünscht ist. hs kann über Tage und Wochen gelagert werden, nachdem es sterilisiert wurde, bevor es verwendet wird.The amount of inoculation is greatly reduced compared to the batch process. If inoculation is added in (part of the supply tank, such inoculation cannot be repeated sterilized and must be used immediately when they are ready for use is. In contrast to this, the sterile nutrient medium in the ile 'containers P and D' can re-sterilized as soon as desired. hs can take days or weeks stored after it has been sterilized before it is used.
Die Gefahr einer unerwünschten Mutation des Stammes ist stark vermindert, wenn nicht eliiiiiniert, (la durch ununterbrochene hortpflanzung unter identischen Bedingungen die gleiche Schimmelpilzmasse kontinuierlich verwendet wird.The risk of an undesired mutation of the strain is greatly reduced, if not eliminated, (la by uninterrupted hoarding under identical Conditions the same mold mass is used continuously.
Die Überalterung der Sc'hiinin-elpilzmasse, die charakteristisch ist für die Chargenproduktion, ist eliminiert. Eine solche Überalterung gefährdet (las bereits erzeugte Penicillin. Die Stabilität des Penicillins in der Endbrühe, die vom Behälter P abgezogen wird, ist stark erhöht.The aging of the sc'hiinin mushroom mass, which is characteristic for batch production is eliminated. Such an aging is at risk (read already produced penicillin. The stability of the penicillin in the final broth that is withdrawn from the container P is greatly increased.
Das kontinuierliche Verfahren ist billiger und rillt eine viel höhere Erzeugung als (las Chargenverfahren. Zahlreiche Abänderungen und Zufügungen Lind Auslassungen 'können bei der vorzugs-%% eisen Ausführung angebracht werden, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten. Man kann mehr als zwei Gärhehälter verwenden. Der Zufluß von Material in oder durch .das Svstein brauc'lit nicht kontinuierlich zu sein. Die Volumina in den verschiedenen Behältern brauchen nicht konstant gehalten zu \verden. Die Erfindung umfaßt die einzelnen Stufen und LTnterkombitiationen des gesamten Verfahrens.The continuous process is cheaper and scores a much higher rate Production as (read batch process. Numerous changes and additions Lind Omissions' can be made in the preferred - %% iron version without to exceed the scope of the invention. You can use more than two fermentation containers. The flow of material into or through the Svstein brauc'lit is not continuous to be. The volumes in the various containers do not need to be kept constant to \ verden. The invention comprises the individual stages and intercom combinations of the entire procedure.
Inl allgemeinen werden die Nährstoffe iin Behälter A nur teilweise mittels eines Penicillin erzeugenden Schimmelpilzes vergoren, welc'lier als erste Gärungszone definiert wird. Ein Teil der teilweise vergorenen flüssigen Nährstoffe und der Schiniinelpilze wird aus der ersten Gärzone abgezogen. Es wird die Flüssigkeit durch sterile Nährstoffe wieder ergänzt. Die Gärung der abgezogenen und teilweise @crgoreu(nNährstoffe wird mit einer geringeren Geschwindigkeit als der Gärgeschwindigkeit in der ersten Gärzone, die durch den Gärbehälter A tlegrenzt ist, fortgesetzt. h:s wird vorgezogen, die etitspreclienden flüssigen Mengen in der ersten Gärzone des lielliiltei-s . 1 mid in jeder der ilachfolgeildell @iirzone o(l@r (lürrcnlen auf entsprechend konstanten Volumina zti lialten-Es wird vorgezogen, die Chal-gc der N@ilirstoffe und Schimmelpilze ini lehä lter .-I hei einem lln-@@'ert voll 7,0 bis 7.? zu l1altcll find die teilweise vollendete Gärung auf@erh<I111 des 13eliiiltei-s_9 bei edier geringeren G:irgeschwiluligkeit als in dem rehälter A fortzuführen, bis der Und-ph-Wert des Endproduktes 7.2 his 7,4 beträgt.In general, the nutrients in container A are only partially fermented by means of a penicillin-producing mold, which is defined as the first fermentation zone. Some of the partially fermented liquid nutrients and the Schiniin mushrooms are extracted from the first fermentation zone. The fluid is replenished with sterile nutrients. The fermentation of the withdrawn and partially @crgoreu (nnutrients is continued at a slower rate than the fermentation speed in the first fermentation zone, which is limited by the fermentation tank A tle. H: s it is preferred to use the relevant liquid quantities in the first fermentation zone of the lielliil part. s. 1 mid in each of the following in the form of the @iirzone o (l @ r (lürrcnlen on correspondingly constant volumes zti lialten-It is preferred to keep the chal-gc of the nutrients and molds ini lehä lter. The partially completed fermentation can be continued at a lower rate than in the container A until the pH value of the end product is 7.2 his 7.4.
Durch Wiederergänzulig der ersten _\Iasse durch frische Nährstoffe mit einer Geschwindigkeit, N\-i(, ollen erwähnt, wird die l?ntwiaklti-iig in der erstell _Nlasse auf ihrer inaximaleii Geschwindigkeit gehalten und verhindert. (laß die Nährstoffe der erstell Masse vollständig vergoren werden.By replenishing the first _ \ Iasse with fresh nutrients at a speed, N \ -i (, ole mentioned, the l? ntwiaklti-iig in the created _Nlasse kept at their inaximaleii speed and prevented. (let the nutrients of the created mass are completely fermented.
Claims (1)
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US829936XA | 1945-10-10 | 1945-10-10 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE829936C true DE829936C (en) | 1952-01-31 |
Family
ID=22174747
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DESCH2197A Expired DE829936C (en) | 1945-10-10 | 1950-05-17 | Continuous process for the production of penicillin by biological means |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE829936C (en) |
-
1950
- 1950-05-17 DE DESCH2197A patent/DE829936C/en not_active Expired
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