一种高效浓缩杆菌肽锌发酵液的方法与流程

文档序号:12343161阅读:335来源:国知局

本发明涉及肽类药物制造领域,具体涉及生物发酵技术制造杆菌肽锌过程中的浓缩工序,该浓缩工序是以杆菌肽锌发酵液为原料,经真空单效浓缩的方法浓缩,获得固形物浓度在30~33%的浓缩液,以适用后续工序的使用。

技术背景

杆菌肽锌是由杆菌肽与锌络合所得,而杆菌肽是地衣芽孢杆菌生物发酵后的次级代谢产物,对革兰氏阳性菌和部分阴性菌有强烈的抑制作用。杆菌肽锌预混剂作为一种重要的兽用药物使用。

现有杆菌肽锌的工业制备方法属于全发酵的方法制备,具体是通过地衣芽孢杆菌在液态发酵的条件下代谢杆菌肽,然后在含有杆菌肽的发酵液中添加氧化锌或硫酸锌混合,使其中的杆菌肽与锌络合,经真空浓缩,使干基物质由6.5%~7.5%提高到30%~33%,再由喷雾干燥得杆菌肽锌原粉,最后在原粉中添加载体材料,混合后得到杆菌肽锌预混剂。

中国发明专利CN102161693A只是在技术背景中提到“真空蒸发浓缩”,没有就该问题给予具体说明和相应的权利要求,中国发明专利CN104621360A采用隔膜板框压滤机的过滤的方式达到浓缩发酵液的目的;中国发明专利CN105169728A公开了一种单效浓缩器,为解决药液浓缩时的泡沫问题,在立式冷凝器和蒸发室之间增加了一个卧式冷凝器,同时增强了冷凝的效果,但无法解决快速浓缩时杆菌肽锌发酵液的冲料问题,中国发明专利CN105013199A公开了一种外循环单效浓缩器,并将其应用于骨肽的制备,在立式冷凝器和蒸发室之间增加了一个分离器,从而使浓缩液中的乙醇含量低于10 mg/ml,虽然其所采用的分离器的方式与本发明所采用的缓冲器的方式类似,但是在浓缩过程中不能够连续操作,批处理量仅为50~400L,无法达到高效浓缩杆菌肽锌发酵液的目的。



技术实现要素:

本发明的目的是针对杆菌肽锌预混剂制备过程中的真空浓缩环节,公开一种高效浓缩杆菌肽锌发酵液的方法,使每批50 m3~55 m3发酵液在较低的温度下、较短的受热时间内、并实现连续操作,减少杆菌肽锌活性的降低,使活性的损失率在2%~3%。

本发明的技术方案:发酵液在真空带动下由进料口连续进入加热室,加热后通过蒸汽喷汽口喷射进入蒸发室,雾化的物料由于重力等作用实现汽、液分离,液体作为重相落入蒸发室底部,再通过物料循环口回到加热室;水蒸汽在进入冷凝器前,先进入缓冲室,在缓冲室内不但能对水蒸汽再次进行分离,更重要的是确保冲料、泡沫等情况下,起到缓冲作用,避免物料的逃逸,在缓冲室内同样由于重力的作用实现水蒸汽中的汽、液分离,液体作为重相通过回流口回流至蒸发室,由于压力差的存在,水蒸气进入冷凝器;水蒸汽通过冷凝器被冷凝成水,水再经冷却器降温,进入液体接受器;重相经加热器底部出料口进入浓缩液储罐,备用下一工序。其详细步骤如下:

第一步,进料:由进料口将干基物质浓度为6.5%~7.5%的杆菌肽锌发酵液通过真空带动连续进入浓缩器的加热室;

第二步,加热:进入加热室的发酵液,通过加热室内的换热装置加热至45℃~55℃,或在蒸发过程中维持45℃~55℃;

第三步,蒸发:在真空度为-0.06~-0.1MPa的真空状态下,加热后的发酵液通过蒸汽喷汽口喷射进入蒸发室,发酵液成雾化状,雾化的物料由于重力等作用实现汽、液分离,液体作为重相落入蒸发室底部,再通过物料循环口回到加热室,完成循环;水蒸气通过缓冲室进入冷凝器;

第四步,缓冲分离:水蒸汽在进入冷凝器前,先进入缓冲室,由于操作过程中冲料、泡沫等情况的存在,水蒸气携带的部分液体物料,在缓冲室内进行汽、液分离,在重力作用下,液体物料回流至蒸发室,由于压力差的作用,水蒸气进入冷凝器;

第五步,冷凝回收:水蒸气进入冷凝器,被冷凝成温度为65℃~85℃水, 冷凝后的水进入冷却器,进一步被降温为15℃~35℃的水,进入液体接受器;

第六步,出料与清洗:浓缩过程中,浓缩液即连续的由出料口排出并收集于浓缩液储罐,冷却后的水经液体接受器下方的冷凝液出口连续排出并收集;批生产结束后,通过加热室喷淋头对加热室完成在线清洗,通过蒸发室喷淋头对蒸发室完成在线清洗,通过缓冲室喷淋头对缓冲室完成在线清洗。

待浓缩的杆菌肽锌发酵液的干基物质浓度为6.5%~7.5%,浓缩后获得的杆菌肽锌浓缩液干基物质浓度为30%~33%,满足喷雾干燥的要求。

杆菌肽锌发酵液在浓缩的过程中实现连续操作,包括发酵液通过进料口进入加热室的进料过程是连续的,浓缩液由出料口的出料过程是连续的,冷却后的水经液体接受器下方的冷凝液出口的排出是连续的。

本发明的有益效果:

本发明在蒸发室和冷凝器之间增加的缓冲室,有效的避免了物料的逃逸,并实现了二级分离,使物料的收率由原来的88%提高至95%;

本发明在低温下、短时间内,一次性完成批发酵液的浓缩,能够有效避免杆菌肽锌生物活性的降低,使活性的损失率由原来的6%~8%降低到2%~3%;由于杆菌肽是一种生物来源的活性肽类物质,在制备的各环节中由于温度、受热时间、操作强度等因素都会造成其活性的降低,因此,本发明针对杆菌肽锌预混剂制备过程中的真空浓缩环节,公开一种高效浓缩杆菌肽锌发酵液的方法,使杆菌肽锌发酵液在较低的温度下、较短的受热时间内、连续操作完成50 m3~55 m3发酵液的浓缩,使该环节杆菌肽锌活性降低保持在2%~3%。本发明实现了连续进料和连续出料,同时能够实现在线清洗,确保物料的品质安全,符合《药品生产质量管理规范》的要求;本发明中所采用的整套设备在蒸发室和冷凝器之间增加缓冲室,能够有效的避免了物料的逃逸,并实现了二级分离,大大提高了物料的收率。

附图说明:

图1所示为本发明所采用的设备结构示意图。

图中,1.加热室,2.蒸发室,3.缓冲室,4.冷凝器,5.液体接收器,6.进料口,7.最终物料出口,8.物料回收出口,9. 回收管道,10.真空管道,11.缓冲腔,12.储液腔,13.U型管,14.进气口,15.出气口,16.出液口。

具体实施方式

下面通过具体实施方式进一步说明本发明的技术方案,但是不以具体实施例为限。

实施例1:

第一步,进料:由进料口将干基物质浓度为6.5%的杆菌肽锌发酵液通过真空带动连续进入浓缩器的加热室;

第二步,加热:进入加热室的发酵液,通过加热室内的换热装置加热至45℃,或在蒸发过程中维持45℃;

第三步,蒸发:在真空度为-0.06MPa的真空状态下,加热后的发酵液通过蒸汽喷汽口喷射进入蒸发室,发酵液成雾化状,雾化的物料由于重力等作用实现汽、液分离,液体作为重相落入蒸发室底部,再通过物料循环口回到加热室,完成循环;水蒸气通过缓冲室进入冷凝器;

第四步,缓冲分离:水蒸汽在进入冷凝器前,先进入缓冲室,由于操作过程中冲料、泡沫等情况的存在,水蒸气携带的部分液体物料,在缓冲室内进行汽、液分离,在重力作用下,液体物料回流至蒸发室,由于压力差的作用,水蒸气进入冷凝器;

第五步,冷凝回收:水蒸气进入冷凝器,被冷凝成温度为65℃水, 冷凝后的水进入冷却器,进一步被降温为15℃的水,进入液体接受器;

第六步,出料与清洗:浓缩过程中,浓缩液即连续的由出料口排出并收集于浓缩液储罐,冷却后的水经液体接受器下方的冷凝液出口连续排出并收集;批生产结束后,通过加热室喷淋头对加热室完成在线清洗,通过蒸发室喷淋头对蒸发室完成在线清洗,通过缓冲室喷淋头对缓冲室完成在线清洗。

实施例2:

第一步,进料:由进料口将干基物质浓度为7%的杆菌肽锌发酵液通过真空带动连续进入浓缩器的加热室;

第二步,加热:进入加热室的发酵液,通过加热室内的换热装置加热至50℃,或在蒸发过程中维持50℃;

第三步,蒸发:在真空度为-0.08MPa的真空状态下,加热后的发酵液通过蒸汽喷汽口喷射进入蒸发室,发酵液成雾化状,雾化的物料由于重力等作用实现汽、液分离,液体作为重相落入蒸发室底部,再通过物料循环口回到加热室,完成循环;水蒸气通过缓冲室进入冷凝器;

第四步,缓冲分离:水蒸汽在进入冷凝器前,先进入缓冲室,由于操作过程中冲料、泡沫等情况的存在,水蒸气携带的部分液体物料,在缓冲室内进行汽、液分离,在重力作用下,液体物料回流至蒸发室,由于压力差的作用,水蒸气进入冷凝器;

第五步,冷凝回收:水蒸气进入冷凝器,被冷凝成温度为75℃水, 冷凝后的水进入冷却器,进一步被降温为25℃的水,进入液体接受器;

第六步,出料与清洗:浓缩过程中,浓缩液即连续的由出料口排出并收集于浓缩液储罐,冷却后的水经液体接受器下方的冷凝液出口连续排出并收集;批生产结束后,通过加热室喷淋头对加热室完成在线清洗,通过蒸发室喷淋头对蒸发室完成在线清洗,通过缓冲室喷淋头对缓冲室完成在线清洗。

实施例3:

第一步,进料:由进料口将干基物质浓度为7.5%的杆菌肽锌发酵液通过真空带动连续进入浓缩器的加热室;

第二步,加热:进入加热室的发酵液,通过加热室内的换热装置加热至55℃,或在蒸发过程中维持55℃;

第三步,蒸发:在真空度为-0.1MPa的真空状态下,加热后的发酵液通过蒸汽喷汽口喷射进入蒸发室,发酵液成雾化状,雾化的物料由于重力等作用实现汽、液分离,液体作为重相落入蒸发室底部,再通过物料循环口回到加热室,完成循环;水蒸气通过缓冲室进入冷凝器;

第四步,缓冲分离:水蒸汽在进入冷凝器前,先进入缓冲室,由于操作过程中冲料、泡沫等情况的存在,水蒸气携带的部分液体物料,在缓冲室内进行汽、液分离,在重力作用下,液体物料回流至蒸发室,由于压力差的作用,水蒸气进入冷凝器;

第五步,冷凝回收:水蒸气进入冷凝器,被冷凝成温度为85℃水, 冷凝后的水进入冷却器,进一步被降温为35℃的水,进入液体接受器;

第六步,出料与清洗:浓缩过程中,浓缩液即连续的由出料口排出并收集于浓缩液储罐,冷却后的水经液体接受器下方的冷凝液出口连续排出并收集;批生产结束后,通过加热室喷淋头对加热室完成在线清洗,通过蒸发室喷淋头对蒸发室完成在线清洗,通过缓冲室喷淋头对缓冲室完成在线清洗。

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