1、第十一章第十一章典型产品的分离工艺典型产品的分离工艺 第一节第一节 青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 第二节第二节 维生素维生素C的分离工艺的分离工艺 第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺第一节第一节 青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 青霉素本身是一种游离酸，能与碱金属或碱土金属及有机氨类结合成盐类。青霉素游离酸易溶于醇类、酮类、醚类和酯类，但在水溶液中溶解度很小；青霉素钾、钠盐则易溶于水和甲醇、微溶于乙醇、丙醇、丙酮、乙醚、氯仿，在醋酸丁酯或戊酯中难溶或不溶。青霉素是产黄青霉菌株在一定的培养条件下发酵产生的、分泌至细胞外的一种次级代谢产物。青霉素发酵液成份很复杂，其中含有菌体蛋白质等
2、固体成份；含有培养基的残余成份及无机盐；除产物外，还会有微量的副产物及色素类杂质。因此，必须从发酵液中将青霉素分离提取出来，才能制备合乎药典规定的抗生素成品。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 一、青霉素的分离原理一、青霉素的分离原理 1 1预处理和过滤预处理和过滤 青霉素发酵液中杂质很多，其中对青霉素提纯影响最大的是高价无机离子（Ca2+、Mg2+、Fe3+）和蛋白质。用离子交换法提纯时，高价无机离子和蛋白质的存在，会影响树脂对抗生素的吸附量。用溶剂萃取时，蛋白质的存在会产生乳化，使溶剂相和水相分层困难。因此，应根据所采用的提纯方法进行预处理除去无机离子或蛋白质。第一节第一节青霉素
3、的分离工艺青霉素的分离工艺 经过预处理的发酵液便可进行过滤去除菌丝体及沉淀的蛋白质。青霉素发酵液过滤宜采用鼓式真空过滤机，如采用板框过滤机则菌丝因流入下水道而影响废水治理，并对环境卫生不利。因为青霉素在低温时比较稳定，同时细菌繁殖也较慢，可避免青霉素迅速被破坏，所以发酵液放罐后，一般要先冷却再过滤。过滤后的滤液需经酸处理除蛋白质，同时加入少量PPB。由于发酵液中含有过剩的碳酸钙，在酸化除蛋白质时会有部分溶解，使Ca2+呈游离状态，在酸化萃取时，遇大量SO42-形成CaSO4沉淀。因此，预处理除蛋白质时pH值适当高些。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 不同菌种的发酵液过滤难易不同。如
4、过滤较困难可对过滤料液进行适当处理以改善过滤性能。青霉素发酵液菌丝粗长，直径达10微米，其滤渣成紧密饼状，很易从滤布上刮下来，无需改善过滤性能。但除蛋白质进行二次过滤时，为了提高滤速应加硅藻土作助滤剂，或将部分发酵液不经一次过滤处理而直接进入二次过滤，利用发酵液中的菌体作助滤介质。生产上一般将不超过发酵液体积1/3的发酵液与一次滤液一起进行二次过滤。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 2 2青霉素的提取青霉素的提取 青霉素发酵液经过预处理和过滤后得到的滤液，滤液中含有不到4%的青霉素及一些与水亲和的杂质存在，因此需经提取和精制加以去除。提取要达到提纯和浓缩两个目的。生产上采用的方法主
5、要有：吸附法、溶媒萃取法、离子交换法和沉淀法。究竟采用哪一种方法，要视产品的性质。青霉素的提取一般采用溶媒萃取法。这种方法主要基于青霉素游离酸易溶于有机溶剂，而青霉盐易溶于水的特性，反复转移而达到提纯和浓缩。采用溶媒时要考虑对青霉素有较高的分配系数，另外在水中的溶解度要小，不和青霉素起作用，在530间的蒸汽压较低，回收时温度不超过120140。生产上采用的溶媒主要是醋酸丁酯和戊酯。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 由于发酵液中青霉素浓度很低，而杂质（包括无机盐、残糖、脂肪、各种蛋白质及降解产物、色素、热原物质或有毒物质等）浓度相对较高。另外，青霉素水溶液也不稳定，且发酵液易被污染，
6、故提取时要时间短、温度低、pH值宜选择在对青霉素较稳定的范围、勤清洗消毒（包括厂房、设备、容器，并注意消灭死角）。青霉素在酸性条件下易溶于丁酯，碱性条件下易溶于水，所以生产上采用萃取（酸性条件）及反萃取（碱性条件）的方法对含青霉素的滤液进行提取。当青霉素自发酵滤液萃取到乙酸丁酯中时，大部分有机酸（杂酸）也转移到溶剂中。无机杂质、大部分含氮化合物等碱性物质及大部分酸性较青霉素强的有机酸，在从滤液萃取到丁酯时，则留在水相。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 如酸性强弱和青霉素相差悬殊的也可以和青霉素分离，但对于酸性较青霉素弱的有机酸，在从丁酯反萃取到水中时，大部分留在丁酯中。只有酸性和青
7、霉素相近的有机酸随着青霉素转移，很难除去。青霉素在酸性条件下极易水解破坏，生成青霉素酸，但要使青霉素在萃取时转入有机相，又一定要在酸性条件下。这一矛盾要求在萃取时选择合理的pH及适当浓度的酸化液。而从有机相转入水相中时，由于青霉素在碱性较强的条件下极易碱解破坏，生成青霉噻唑酸，但要使青霉素在反萃取时转入水相，又一定要在碱性条件下。这一矛盾要求在萃取时选择合理的pH及适当浓度的碱性缓冲液。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 多级逆流萃取有助于提高青霉素的收得率。生产上一般采用二级逆流萃取。浓缩比选择很重要，因为丁酯的用量与收率和质量都有关系。如果丁酯用量太多，虽然萃取较完全，收率高，但
8、达不到结晶浓度要求，反而增加溶媒的用量；如果丁酯用量太少，则萃取不完全，影响收率。发酵滤液与丁酯的体积比一般为1.52：1，即一次丁酯萃取液的浓缩倍数为1.52。从丁酯相反萃取时为避免pH波动，常用缓冲液。可用磷酸盐缓冲液、碳酸氢钠或碳酸钠溶液等。反萃取时，因分配系数之值较大，浓缩倍数可以较高，一般34倍。从缓冲液再萃取到丁酯中的二次丁酯萃取液，浓缩倍数一般为22.5。故几次萃取后共约浓缩1012倍，浓度已合乎结晶要求。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 在一次萃取丁酯中，由于滤液中有大量蛋白质等表面活性物质存在，易发生乳化，这时可加入去乳化剂。通常用PPB，加入量为0.05%0.1
9、%。关于乳化和去乳化的机理可简述如下：由于蛋白质的憎水性质，故形成W/O型乳浊液，即在丁酯相乳化，加入PPB后，由于其亲水性较大，乳浊液发生转型而破坏，同时使蛋白质表面成为亲水性，而被拉入水相，同时PPB是碱性物质，在酸性下留在水相，这样可使丁酯相含杂质较少。考虑温度对青霉素稳定性的影响，整个萃取过程应在低温下进行（10以下），各种贮罐都以蛇管或夹层通冷冻盐水冷却，在保证萃取效率的前提下，尽量缩短操作时间，可减少青霉素的破坏，青霉素不仅在水溶液中不稳定，而且在丁酯中也被破坏。从实验结果得知青霉素在丁酯中015放置24小时不致损失效价，在室温放置2小时损失1.96%，4小时损失2.32%。第一节
10、第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 3 3青霉素的精制及烘干青霉素的精制及烘干 对产品精制、烘干和包装的阶段要符合GMP的规定。精制包括脱色和去热原质、结晶和重结晶等。重结晶可制备高纯度成品。热原质是在生产过程中由于被污染后由杂菌所产生的一种内毒素，各种杂菌所产生的热原反应有所不同，革兰氏阴性菌产生的热原反应一般比革兰氏阳性菌的为强。热原注入体内引起恶寒高热，严重的引起休克。它是多糖磷类脂质和蛋白质的结合体，为大分子有机物质，能溶于水，在120加热4小时，它能被破坏90%；180200加热半小时或150加热2小时能彻底被破坏。它也能被强酸、强碱、氧化剂等所破坏，它能通过一般过滤器，但能被活
11、性炭、石棉滤板等吸附。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 生产中常用活性炭脱色去除热原质，但须注意脱色时pH、温度、炭用量及脱色时间等因素，以及对抗生素的吸附问题，某些产品也可用超微过滤办法除去热原。一般生产上是在萃取液中加活性炭，过滤除去活性炭得精制的滤液。滤液采用蒸馏或直接冷却结晶，晶体经过滤、洗涤、烘干得成品。烘干一般是在一定的真空度下进行，以利于在较低的温度下实现产品的干燥脱水。抗生素大多数是热敏性物质，不能用蒸馏或升华等方法精制。目前，常用的有分子筛法、色层分离法、结晶或重结晶、中间体转化法、洗涤法等几种精制方法。结晶法又有以下几种：等电结晶、加成盐剂结晶、改变温度结晶、加
12、入不同的溶剂结晶等。青霉素的生产中一般采用结晶及洗涤法进行精制，不同要求的青霉素盐产品其处理方式不同，现分述如下：第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 （1）青霉素普鲁卡因盐 普鲁卡因青霉素G在水中和乙酸丁酯中溶解度都很小，因此，可以在青霉素盐的水溶液中，加盐酸普鲁卡因或在青霉素游离酸的丁酯萃取液中加普鲁卡因碱的丁酯溶液而制得。下面以青霉素钠盐溶液结晶青霉素普鲁卡因为例来说明其工艺要求。普鲁卡因青霉素是一种混悬剂，直接注射到人体中去。因此，在晶体形态及颗粒细度对临床使用关系很大。用颗粒大的晶体制成混悬剂，会在注射时发生针头阻塞，抽不出，打不进，或注射后产生局部红肿疼痛，甚至发热现象。如
13、果用颗粒过细和形态不适的晶体制成大油剂时则将稠厚如牙膏状，更不能使用。为了能得到符合药典规定的质量标准，生产上均采用微粒结晶法。即在青霉素盐溶液中以适当温度，在搅拌情况下，先加入晶种以控制晶体的形态，然后滴加一定浓度的盐酸普鲁卡因水溶液逐步结晶而成，反应如下页：第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 （2）青霉素钾盐 醋酸钾-乙醇溶液饱和盐析结晶 青霉素钾盐在醋酸丁酯中溶解度很小，因此，在二次丁酯萃取液中加入醋酯钾乙醇溶液，使青霉素游离酸与高浓度醋酸钾溶液反应生成青霉素钾，然后溶解于过量的醋酸钾乙醇溶液中呈浓缩液状态存在于结晶液中，当醋酸钾加到一定量时，近饱和状态的醋酸钾又起到盐析作用，
14、使青霉素钾盐结晶析出，反应如下：第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 青霉素醋酸丁酯提取液减压共沸结晶 与饱和盐析结晶法一样也是由青霉素游离酸与醋酸钾反应，生成青霉素钾。所不同的是控制结晶前提取液的初始水分，使反应剂加入后，不能像饱和盐析结晶那样立即产生晶体，而是使反应生成的青霉素钾先溶于反应液的水组份中，而后随着减压共沸蒸馏脱水的进行，使反应液中水分不断降低，形成过饱和溶液，晶核产生并逐渐成长并在反应液中析出，得到青霉素钾。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 青霉素水溶液-丁醇减压共沸结晶 将青霉素游离酸的醋酸丁酯提取液用碱（碳酸氢钾或氢氧化钾）水溶液抽提至水相中，形成青霉
15、素钾盐水溶液，调节pH后加入丁醇进行减压共沸蒸馏。蒸馏是利用丁醇水二组份能够形成共沸物，使溶液沸点下降，且二组份在较宽的液相组成范围内，蒸馏温度稳定等特点。进行减压共沸蒸馏是为了进一步降低溶液沸点，减少对青霉素钾盐的破坏。在共沸蒸馏过程中以补加丁醇的方法将水分分离，使溶液逐步达到过饱和状态而结晶析出。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 （3）青霉素钠盐 青霉素的钠盐生产方法有多种，现举例如下：从二次丁酯萃取液直接结晶 在二次丁酯萃取液中加醋酸钠乙醇溶液反应，直接结晶得钠盐。从钾盐转钠盐 在二次丁酯中先结晶出钾盐，然后将钾盐溶于水，再加酸将青霉素提取至丁酯中，加醋酸钠乙醇溶液结晶出钠盐
16、。从普鲁卡因盐转钠盐 一次丁酯萃取液加普鲁卡因丁酯溶液反应，结晶出青霉素普鲁卡因盐。然后将此盐悬浮于水中，加丁酯再以硫酸调pH至2.0，则普鲁卡因盐分解成青霉素游离酸而转入丁酯中，加醋酸钠乙醇溶液结晶出钠盐。青霉素水溶液丁醇减压共沸结晶 同该法青霉素钾盐的生产，只是在水溶液抽提时用碳酸氢钠或氢氧化钠。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 二、青霉素的分离工艺二、青霉素的分离工艺 1 1工艺流程工艺流程（1）工业钾盐生产工艺流程 第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 （2）注射用钾盐生产工艺流程 第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 （3）工业钠盐生产工艺流程 第一节第一
17、节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 （4）普鲁卡因青霉素工艺流程 （接下页）第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 2 2工艺控制及影响因素工艺控制及影响因素 （1）预处理及过滤 发酵液放罐后需冷却至10后，经鼓式真空过滤机过滤。从鼓式真空过滤机得到青霉素滤液pH在6.277.2，蛋白质含量一般在0.05%0.2%。这些蛋白质的存在对后面提取有很大影响，必须加以除去。除去蛋白质通常采用10%硫酸调节pH4.55.0，加入0.05%（W/V）左右的溴代十五烷吡啶（PPB）的方法，同时再加入0.7%硅藻土作助滤剂，再通过板框过滤机过滤。经过第二次过滤的滤液一般澄清透明，可进行萃取。第一节第一
18、节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 （2）提取 结合青霉素在各种pH下的稳定性，一般从发酵液中萃取到醋酸丁酯时，pH选择在1.82.2范围内，而从丁酯相反萃取到水相时，pH选择在6.87.4范围内对提取有利。生产上一般将发酵滤液酸化至pH等于2.0，加1/3体积的醋酸丁酯（简称BA）混合后以卧式离心机（POD机）分离得一次BA萃取液，然后以NaHCO3 在pH为6.87.4条件下将青霉素从BA中萃取到缓冲液中，再用10%H2SO4调节pH等于2.0，将青霉素从缓冲液再次转入到BA中（方法同前面所述），得二次BA萃取液。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 （3）脱色 在二次BA萃取液中
19、加入活性炭150300g/10亿单位，进行脱色，石棉过滤板过滤。（4）结晶 不同产品结晶条件控制不同，现分述如下：青霉素普鲁卡因盐的结晶控制 结晶过程中应注意控制晶体大小、形态、纯度等。a.晶种 在结晶开始时加入一定量的晶种，以便在大量结晶前预先增加很多晶核，在结晶过程中这些晶核相应地成长为晶体，这样成长速度快，而每颗晶核上成长的量并不多，从而得到微细的晶粒，同时形态也得到了保证。晶种的质量（大小、均匀度、形态等）好坏，对晶体形态控制有着关键作用。工艺上要求晶种的形态应椭圆形，直径在2微米左右。如果晶种直径过大，则结晶后生成的晶体相应也大。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 b.温度
20、 温度高能加强分子运动，反应速度快，晶体生长快，形成的晶体颗粒较大；温度低，晶体生长较慢，晶体颗粒细小。但普鲁卡因青霉素盐结晶过程是放热反应，因此在整个反应过程中温度控制在520较适宜。温度过高造成对青霉素的破坏；温度过低会增加反应液粘度，造成晶体过细，给洗涤过滤工作带来困难，从而影响产品质量。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 c.盐酸普鲁卡因水溶液的加入速度 在普鲁卡因青霉素盐结晶过程中，是采用先加入晶种的方法，故反应剂盐酸普鲁卡因水溶液的加入速度是“先慢后快”。先慢是为了让先加入的晶种迅速生长为晶体。如果反应一开始反应剂加入速度很快，则造成反应液过饱和度增加很快，此时晶核形成速
21、度大于晶体生长速度，在反应液中会增加许多不规则的小晶核，先加入的晶种失去控制晶体形态的作用，造成晶体形态混乱。当反应液中已生长了许多晶体后，由于过饱和度较结晶开始阶段要小，所以要加快反应剂加入速度才能维持结晶所需要的过饱和度，否则结晶速度缓慢，结晶颗粒过大，影响最终成品质量。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 d.结晶液质量控制 结晶液质量好坏直接影响到成品的质量。因此，要控制好青霉素钠盐结晶水溶液的质量。（a）pH值 结晶液的pH控制在6.57.0之间利于青霉素钠盐的稳定。为了使结晶液在上述pH范围内，须在钠盐水溶液中加入由磷酸二氢钠及磷酸氢二钠组成的缓冲液，其pH在6.87.0。
22、缓冲液同时还能结合重金属离子使青霉素钠盐结晶液放置时尽量减少破坏。（b）浓度 浓度过高，杂质浓度也高对成品质量有影响；浓度过低，则设备利用率低及结晶收率低，母液量大。工艺要求青霉素钠盐结晶液浓度在1020万u/ml左右较适宜。（c）色泽 要求结晶液为浅黄色透明液体。结晶液颜色不好，会影响到成品的色级。（d）温度 二次青霉素钠盐水溶液在低温下稳定。因此，一般在5左右存放。（e）丁酯含量 如果二次青霉素钠盐水溶液中含有过多的丁酯，则将使结晶不易控制，容易使晶形长乱，影响洗涤效果，使成品质量下降，同时也影响收率。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 醋酸钾-乙醇溶液饱和盐析钾盐的结晶控制 在
23、结晶过程中溶液中的水分、酸度和温度对青霉素钾盐的溶解度有很大影响，因而应控制好。a.水分的影响 二次丁酯萃取液中的水分可以溶去一部分杂质，可提高晶体质量，但水份含量高，青霉素钾盐溶解度增大，使产品收率下降。因此，水分应控制在0.9%以下，对收率影响较小。但如果二次丁酯提取液水分含量低于0.75%以下，加之醋酸钾溶液水分也低，会使晶体包含色素多而色深，影响晶体色泽。同时要求乙醇-醋酸钾溶液配制的水分含量应控制在9.5%11%范围内，醋酸钾浓度在46%51%范围内，应注意醋酸钾浓度高低与水分含量成正比较好。如果醋酸钾浓度高，而水分含量低，则醋酸钾在配制过程中易析出结晶，或者加入到醋酸丁酯萃取液中后
24、会有一部分醋酸钾以结晶形式析出，降低了醋酸钾参加反应的浓度，也使两种晶体混杂在一起降低产品纯度。如果配制醋酸钾水分过高（在12%12.5%），再加上二次丁酯提取液中水分含量，整个反应母液中总水量增高，就会影响结晶收率。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 b.温度影响 温度低时反应慢，晶体细而粘，不易过滤，甩不干，并影响洗涤效果；温度高，反应速度快，晶体颗粒粗大，但溶解度高，结晶产量下降，且易造成青霉素降解。另外，反应温度也与污染数高低有关。一般污染数在0.5%以下，结晶温度控制在1015，污染数在0.5%以上，则结晶温度控制在1520。c.污染数高低对结晶的影响 污染数高会使反应速度
25、降低，生成晶体略大，但结晶收率低；污染数低反应速度快，但晶体细小，且杂酸污染晶体。一般要求污染数在0.5%左右。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 d.青霉素与醋酸钾的配比 根据前面的反应式知道，1摩尔醋酸钾可以生成1摩尔青霉素钾盐。但由于反应是可逆的，故采取过量0.1摩尔醋酸钾，使反应利于向青霉素钾盐的方向进行，另外，丁酯萃取液中杂酸的存在，要消耗一部分醋酸钾。因此，结晶过程中要根据污染数多少而决定醋酸钾的加入量，以保证反应能完全进行。如污染数在0.5%左右，则反应时加入醋酸钾摩尔比为1：1.6。第一节第一节青霉素的分离工艺青霉素的分离工艺 青霉素水溶液丁醇减压共沸生产钠盐的结晶控
26、制 二次丁酯萃取液以0.5mol/LNaOH溶液萃取，在pH6.46.8下得到钠盐水浓缩液，浓度为1525万u/ml，加2.53倍体积的丁醇，在1626，0.671.3 kPa下共沸蒸馏。一般开始共沸结晶时，先加水液相同体积的丁醇作为基础料，其它1.52倍丁醇随蒸馏过程分56次补加入罐内。蒸馏时水分与丁醇成共沸物蒸出，当浓缩到原来水浓缩液体积，气相中含水量达到2%4%时停止蒸馏，钠盐则结晶析出。在钠盐结晶析出过程中要注意养晶，以利于晶体粗大利于过滤，且纯净度高杂质少。生产上养晶一般补加第三次丁醇后，亦即蒸馏三个小时后，此时料液变粘，有泡沫产生，同时溶液温度有所下降，此即达到过饱和状态，是即将出
27、现晶体析出的象征，这个时候要采取措施减缓其蒸发速度，使过饱和度逐渐形成，使晶核慢慢产生，以利晶体成长，待大量晶核出现3060分钟后，再加大蒸发速度和脱水，使结晶完全。结晶后的钠盐经过滤，洗涤后干燥得工业品钠盐。第二节第二节 维生素维生素C的分离工艺的分离工艺 维生素C（Vitamin C，VC）又名抗坏血酸，化学名称为L-2,3,5,6-四羟基-2-己烯酸-内酯。是一种白色或略带淡黄色的结晶或粉末，无臭、味酸、遇光色泽渐变深，水溶液显酸性。结晶体在干燥空气中较稳定，但其水溶液能被空气中氧和其它氧化剂所破坏，所以贮藏时要阴凉干燥，密闭避光。熔点为1901920C，熔融时同时分解。维生素C易溶于水
28、，略溶于乙醇，不溶于乙醚、氯仿和石油醚等有机溶剂。水溶液在pH为56之间稳定，若pH值过高或过低，并在空气，光线和温度的影响下，可促使内酯环水解，并可进一步发生脱羧反应而成糠醛，聚合易变色。第二节第二节 维生素维生素C的分离工艺的分离工艺 目前维生素C的生产主要采用两步发酵法。即以葡萄糖为原料，经高压催化氢化制备山梨醇，然后以山梨醇为原料经两步微生物（黑醋菌、假单孢杆菌和氧化葡萄糖酸杆菌的混合菌株）发酵制备2-酮基-L-古龙酸，再将此酸酸（或碱）转化等工序制得粗品维生素C，粗品维生素C经精制得成品Vc。下面重点介绍2-酮基-L-古龙酸的分离工艺过程。第二节第二节 维生素维生素C的分离工艺的分离
29、工艺 一、一、2-2-酮基酮基-L-L-古龙酸的分离原理古龙酸的分离原理 山梨醇经两步微生物发酵主要生成2-酮基-L-古龙酸，使发酵液酸度提高，为了保证产酸正常进行，必须定期滴加灭菌的碳酸钠溶液调pH值，使pH值保持7.0左右，这样发酵终点所得溶液是含古龙酸钠及少量古龙酸的发酵液。在发酵终点时，用于发酵的芽孢杆菌菌体已逐步自溶成碎片，使大量的菌体蛋白溶入发酵液中。因此，发酵液中除了含有一定量的2-酮基-L-古龙酸钠及2-酮基-L-古龙酸外，还含有大量的菌体蛋白。要将2-酮基-L-古龙酸钠从发酵液中分离提取出来，必须先除去菌体蛋白。除去菌体蛋白，可将发酵液用盐酸酸化调至菌体蛋白等电点，使菌体蛋白
30、沉淀，静置数小时后去掉菌体蛋白。除去菌体蛋白的发酵液中含2-酮基-L-古龙酸钠及2-酮基-L-古龙酸，由于2-酮基-L-古龙酸钠（能解离为阴、阳离子），用732阳离子交换树脂进行交换可去掉其中Na+而得2-酮基-L-古龙酸稀液。高温下2-酮基-L-古龙酸不稳定，所以为了浓缩古龙酸溶液使其达到一定浓度，可采用减压浓缩的方法。由于 低温下2-酮基-L-古龙酸溶解度较小，所以可经冷却结晶得2-酮基-L-古龙酸晶体，从而实现了从发酵液中提取分离2-酮基-L-古龙酸的操作过程。第二节第二节 维生素维生素C的分离工艺的分离工艺 二、二、2-酮基酮基-L-古龙酸的分离工艺古龙酸的分离工艺 1工艺过程工艺过程
31、 2-酮基-L-古龙酸的分离工艺过程如下图所示：（1）离子交换 将发酵液冷却后用盐酸酸化，调至菌体蛋白等电点，使菌体蛋白沉淀。静置数小时后去掉菌体蛋白，将酸化上清液以(23)m3/h的流速压入一次阳离子交换柱进行离子交换。当回流到pH3.5时，开始收集交换液，控制流出液的pH值，以防树脂饱和，发酵液交换完后，用纯水洗柱，至流出液古龙酸含量低于1mg/ml以下为止。当流出液达到一定pH值时，则更换树脂进行交换，原树脂进行再生处理。第二节第二节 维生素维生素C的分离工艺的分离工艺 将经过一次交换后的流出液和洗液合并，在加热罐内调pH至蛋白质等电点，然后加热至70左右，加0.3%左右的活性炭，升温至
32、9095后再保温(1015)min，使菌体蛋白凝结。停搅拌，快速冷却，高速离心过滤得清液。将酸性上清液打入二次交换柱进行离子交换，至流出液的pH1.5时，开始收集交换液，控制流出液pH1.51.7，交换完毕，洗柱至流出液古龙酸含量在1mg/ml以下为止。若pH1.7时，需更换交换柱。（2）减压浓缩结晶 先将二次交换液进行一级真空浓缩，温度45，至浓缩液的相对密度达1.2左右，即可出料。接着，又在同样条件下进行二级浓缩，然后加入少量乙醇，冷却结晶，甩滤并用冰乙醇洗涤，得2-酮基-L-古龙酸。如果以后工序使用碱转化，则需将2-酮基-L-古龙酸进行真空干燥，以除去部分水分。第二节第二节 维生素维生素
33、C的分离工艺的分离工艺 2 2工艺控制及影响因素工艺控制及影响因素 （1）pH值 发酵液在上柱之前pH值非常重要，因为调好等电点是凝聚菌体蛋白的重要因素。pH偏高偏低都会使上柱发酵液中的蛋白含量升高，进而污染交换树脂，使离子交换效率下降。（2）交换液流速 交换液流速过小，树脂处理能力下降，流速过快，交换效率会下降，因此交换液流速的确定要保证有较高的交换率的前提下，提高树脂层的处理能力，生产上一般维持在(23)m3/h。（3）树脂的再生程度 树脂再生的好坏直接影响2-酮基-L-古龙酸的提取，标准为进出酸差小于1%、无Cl。（4）浓缩温度 浓缩温度取决于真空度，真空度高浓缩温度低，但动力消耗大，汽化量大容易跑料；真空度低时，浓缩温度高，料液易炭化。生产上一般控制在45左右较好。
