硫酸粘菌素的分离提纯方法.pdf

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1、(10)申请公布号 CN 103073623 A (43)申请公布日 2013.05.01 CN 103073623 A *CN103073623A* (21)申请号 201210583410.4 (22)申请日 2012.12.28 C07K 7/62(2006.01) C07K 1/18(2006.01) (71)申请人 三达膜科技 （厦门） 有限公司 地址 361000 福建省厦门市杏林中亚城三达 科技园 申请人 三达膜环境技术股份有限公司 (72)发明人 许云鹏 杜明华 何阿云 叶亚洲 林雄水 林丽华 方富林 蓝伟光 (74)专利代理机构 厦门市首创君合专利事务所 有限公司 35204。

2、 代理人 张松亭 (54) 发明名称 硫酸粘菌素的分离提纯方法 (57) 摘要 本发明公开了硫酸粘菌素的分离提纯方法， 将生产上的发酵液经预处理后， 进入连续移动床 系统 ； 连续移动床设有 30 根树脂柱， 分为 3 功能 区 ； 其中第一个区为1-14号柱， 为吸附区 ； 第二个 区再生区为 15-24， 第三个区解析区， 为 25-30 号 柱， 采用多柱串联的方式， 料液从 6-8 号柱进入， 经过1次吸附以后， 再在9-11号柱进行2次吸附， 吸附结束的料液和一次洗料水混合， 进入 12-14 号柱进行最后吸附 ； 30 号柱为 ER 柱， 利用产品把 柱子里面的纯水顶出， 不让柱内。

3、的水进入产品 ； 此流程中， 料液由树脂柱数字递增方向流动， 树脂 柱由树脂柱数字递减的方向转动， 反向作用， 不断 循环， 连续生产。 本发明收率比现有技术高4-5个 点。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 4 页 附图 2 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书4页 附图2页 (10)申请公布号 CN 103073623 A CN 103073623 A *CN103073623A* 1/1 页 2 1. 硫酸粘菌素的分离提纯方法， 将生产上的发酵液经预处理后， 进入连续移动床系统 ； 连续移动床设有 30 根树脂柱， 分为。

4、 3 功能区 ； 其中第一个区为 1-14 号柱， 为吸附区 ； 第二 个区再生区为 15-24， 第三个区解析区， 为 25-30 号柱， 采用多柱串联的方式， 料液从 6-8 号 柱进入， 经过 1 次吸附以后， 再在 9-11 号柱进行 2 次吸附， 吸附结束的料液和一次洗料水混 合， 进入 12-14 号柱进行最后吸附 ； 30 号柱为 ER 柱， 利用产品把柱子里面的纯水顶出， 不让 柱内的水进入产品 ； 此流程中， 料液由树脂柱数字递增方向流动， 而树脂柱由树脂柱数字递 减的方向转动， 反向作用， 不断循环， 连续生产。 2. 如权利要求 1 所述的一种硫酸粘菌素的分离提纯方法， 。

5、其特征在于 ： 预处理为发酵 液调 pH 值 4.0-4.5 后， 用陶瓷膜过滤， 陶瓷膜孔径为 0.2 微米， 操作条件为温度低于 65， 进压 2.5-3.4bar， 出压 2-1.3bar。 3. 如权利要求 2 所述的一种硫酸粘菌素的分离提纯方法， 其特征在于 ： 陶瓷膜过滤的 发酵液调 pH 值 4.0-4.5 或 7.5 后， 进入连续移动床。 4. 如权利要求 1 所述的一种硫酸粘菌素的分离提纯方法， 其特征在于 ： 酸为硫酸， 碱为 氢氧化钠。 5. 如权利要求 1 所述的一种硫酸粘菌素的分离提纯方法， 其特征在于 ： 酸为盐酸。 6. 如权利要求 1 所述的一种硫酸粘菌素的分。

6、离提纯方法， 其特征在于 ： 操作条件进料 区 ： 进料 100-200ml/min， 洗料 20-30ml/min， 水反洗 90-100ml/min， 解析区 ： ER10-20ml/ min， 洗酸 10-20ml/min， 解析酸 40-60ml/min， 再生区 ： 再生酸 10-20ml/min， 洗酸 40-50ml/ min， 进碱 20-40ml/min， 洗碱 40-60ml/min。 7. 如权利要求 1 所述的一种硫酸粘菌素的分离提纯方法， 其特征在于 ： 操作条件进 料区 ： 进料 150ml/min， 洗料 25ml/min， 水反洗 95ml/min， 解析区 ：。

7、 ER12ml/min， 洗酸 12ml/ min， 解析酸 50ml/min， 再生区 ： 再生酸 14ml/min， 洗酸 45ml/min， 进碱 25ml/min， 洗碱 45ml/min。 权 利 要 求 书 CN 103073623 A 2 1/4 页 3 硫酸粘菌素的分离提纯方法 技术领域 0001 本发明涉及化工领域， 具体地涉及一种硫酸粘菌素的分离提纯方法。 背景技术 0002 硫酸粘菌素 （Colistin Sulphate， 又称硫酸粘杆菌素、 硫酸抗敌素、 克利斯汀 (Colistin)、 多粘菌素 E(Polymyxin E)、 抗敌素等） 分子式为 C52H98N1。

8、6O132H2SO4， 分子量为 1352。纯品为白色或类白色粉末， 易溶于水。耐热 , 消化道不易吸收 , 排泄迅速 , 毒性小 , 无副作用 , 不易产生耐药菌株 , 是最安全的畜禽促生长抗生素之一。硫酸粘菌素是碱性多 肽类抗生素， 主要用于防治敏感菌的感染和促进畜禽生长。硫酸粘菌素可以与细胞膜脂蛋 白游离磷酸盐结合， 使得细胞膜表面张力减小、 通透性增加， 导致胞浆外流， 细胞死亡。 硫酸 粘菌素对革兰氏阴性菌 （尤其大肠杆菌、 沙门氏菌、 绿脓杆菌、 变形杆菌和嗜血杆菌等） 有强 抑制作用， 对革兰氏阳性菌 （除金黄葡萄球菌和溶血性链球菌外） 和真菌无作用。按干燥品 计算， 每 1mg。

9、 的效价不得少于 17000 粘菌素单位。 0003 现有的硫酸粘菌素提取工艺流程如下 ： 发酵液用 40% 硫酸调 pH 至 4.0， 再加 2.4% 珍珠岩粉和 1.2% 粉碳稀释一倍后过滤， 滤液加 1.2%（V/V）草酸， 0.17% 亚硫酸钠， 再用 0.5Mol/l NaOH 调 pH7.0-7.2, 压滤， 脱钙液用 Na 型弱酸性树脂过滤， 再用硫酸在饱和树脂 透析， 透析液调 pH2.8-3.2 后， 用活性炭和硅藻土脱色， 再用氢型强酸阳离子树脂脱盐， 脱 盐液用弱碱性树脂中和， 中和液条 pH6.0 左右， 纳滤浓缩至比重约 1.03-1.04， 在薄膜浓缩 至比重 1.。

10、08-1.10, 浓缩液用硫酸调 pH4.8-5.0， 再喷雾干燥得到干粉。 0004 现有技术的以上路线， 缺点是硫酸用量大， 且工艺复杂， 周期长。 为此， 需要有新的 工艺来提取硫酸粘菌素。 发明内容 0005 本发明的目的在于提供一种硫酸粘菌素的提取方法， 以解决现有技术中存在的上 述问题。 0006 本发明提供的技术方案如下 ： 0007 硫酸粘菌素的分离提纯方法， 将生产上的发酵液经预处理后， 进入连续移动床系 统 ； 连续移动床设有 30 根树脂柱， 分为 3 功能区 ； 其中第一个区为 1-14 号柱， 为吸附区 ； 第 二个区再生区为 15-24， 第三个区解析区， 为 25。

11、-30 号柱， 采用多柱串联的方式， 料液从 6-8 号柱进入， 经过 1 次吸附以后， 再在 9-11 号柱进行 2 次吸附， 吸附结束的料液和一次洗料水 混合， 进入 12-14 号柱进行最后吸附 ； 30 号柱为 ER 柱， 利用产品把柱子里面的纯水顶出， 不 让柱内的水进入产品 ； 此流程中， 料液由树脂柱数字递增方向流动， 而树脂柱由树脂柱数字 递减的方向转动， 反向作用， 不断循环， 以实现连续生产的过程。 0008 预处理为发酵液调 pH 值 4.0-4.5 后， 用陶瓷膜过滤， 陶瓷膜孔径为 0.2 微米， 操作 条件为温度低于 65， 进压 2.5-3.4bar， 出压 2-。

12、1.3bar。 0009 陶瓷膜过滤的发酵液调 pH 值 4.0-4.5 或 7.5 后， 进入连续移动床。 说 明 书 CN 103073623 A 3 2/4 页 4 0010 酸为硫酸或盐酸， 碱为氢氧化钠。较佳地， 酸采用浓度为 0.3-0.4mol/L 的硫酸或 0.9-1.1mol/l 的盐酸， 碱采用浓度为 1.4-1.6mol/L 的 NaOH。 0011 操作条件为， 进料区 ： 进料 100-200ml/min， 洗料 20-30ml/min， 水反洗 90-100ml/ min， 解析区 ： ER10-20ml/min， 洗酸 10-20ml/min， 解析酸 40-60。

13、ml/min， 再生区 ： 再生酸 10-20ml/min， 洗酸 40-50ml/min， 进碱 20-40ml/min， 洗碱 40-60ml/min。 0012 操作条件进料区 ： 进料 150ml/min， 洗料 25ml/min， 水反洗 95ml/min， 解析区 ： ER12ml/min， 洗酸12ml/min， 解析酸50ml/min， 再生区 ： 再生酸14ml/min， 洗酸45ml/min， 进 碱 25ml/min， 洗碱 45ml/min。 0013 同现有技术相比， 本发明具有以下优点 ： 0014 1、 目前生产上均按照旋光效价来计算收率， 最高只能达到 90%，。

14、 而本发明连交收率 比现有技术高 4-5 个点， 提高了收率。 0015 2、 现有生产上， 水挤料直接排放浪费， 而本发明水挤液再次吸附利用 ； 料液在柱子 中停留的时间远小于在固定床中停留的时间， 降解少， 也避免染菌造成效价降低。 0016 3、 节约树脂、 酸、 碱和水的用量。树脂用量减少 30%， 酸减少 20%， 碱减少 15%， 水减 少 20%。 附图说明 0017 图 1 为本发明实施例 1 离子交换分离图 ； 0018 图 2 为本发明实施例 2 微调后的离子交换分离图 ； 0019 图 3 为本发明实施例 2 的单柱解析曲线图。 具体实施方式 0020 实施例 1 002。

15、1 发酵液效价 55 万单位， 用 40% 硫酸调 pH 至 4.0。 0022 陶瓷膜过滤 ： 陶瓷膜选用型号为 19-3.8， 孔径为 200nm， 操作条件为进压 3.5bar, 出压2.0bar， 将pH4.0的发酵液浓缩2倍， 滤渣另行处理， 透析清液效价约20万， 调节pH至 4.5-5， 另一批调节至 7.5。 0023 实施例 2 连续离子交换参数确定 0024 1、 设备 ： 所使用的设备为三达膜科技有限公司提供的 30 阀口连续离子交换系统 , 单柱体积 900ml， 树脂填充量为单柱 650ml， 总用量为 19.5L。 0025 2、 料液 ： 生产上的陶瓷膜滤清液， 。

16、分别调节 pH 值 4.5-5.0 和 pH 值 7.5 左右 0026 3、 化学品使用 ： H2SO4溶液 （0.5mol/L） 0027 NaOH 溶液 （1mol/L) 0028 4、 水 ： 工业用纯水 0029 解析液效价 ： 液相色谱检测 0030 物料重量 ： 台秤称重 0031 5、 方法 ： 连续离交试验的工艺流程图如图 1 所示 ： 0032 如图 1 所示， 流程说明 ： 0033 1） 把连续移动床的 30 根树脂柱分为 3 个区， 每个区实现不同的功能。其中第一个 说 明 书 CN 103073623 A 4 3/4 页 5 区为 1-14 号柱， 为吸附区 ； 第。

17、二个区再生区为 15-24， 第三个区解析区， 为 25-30 号柱。解 析区采用多柱串联的方式， 这样可以有效的利用解析剂， 减少硫酸用量。 0034 2） 图中， 6-14 号为吸附柱， 料液从 6-8 号柱进入， 经过 1 次吸附以后， 进行 2 次吸 附， 即9-11号柱， 吸附结束的料液和一次洗料水混合， 进入12-14号柱进行最后吸附， 以此 保证树脂不发生穿透， 保证树脂的单位吸附量。 0035 3） 其中， 30 号柱为 ER 柱， 即利用产品把柱子里面的纯水顶出， 不让柱内的水进入 产品， 影响到最终产品的浓度。 0036 4） 此流程中， 料液由左向右流动， 而树脂柱由右向。

18、左转动， 反向作用， 不断循环， 以 实现连续生产的过程。 0037 六、 结果 0038 以下数据是 3 种阳离子交换树脂的试验所得数据， 具体如下表 1 所示 ： 0039 表 1 各批次对比 0040 0041 在本次试验中， 转盘周期为24H/周， 单柱停留时间为48min。 以24小时为一批次， 吸附区以吸附废水 （吸流液） 的效价在 5000 以下为标准， 实际检测中基本在 2000 左右。解 析区的解析终点为效价 5 万以下， 实际检测中， 终点一般在 2 万以下。 0042 在上表中， 批次 1 的料液为 pH 调至 7.5 左右的料液， 其余的 2-7 批进料为 pH 值 4。

19、.5-5.0 的料液。在验证试验前期， 有对树脂进行穿透试验， 以确定树脂的动态吸附量。通 过多批次的验证试验， 发现在连续离子交换系统上， pH 调整为 7.5 与 pH 为 4.5-5.0 的料液 的动 态吸附量是很接近的， 基本没什么变化。而在单柱试验上， pH 为 7.5 的料液更容易被 树脂吸附， 且 pH 在 7.5 左右的单柱比 pH 为 4.5-5.0 的单柱多出将近 40% 的吸附量。 0043 树脂吸附容量 ： 经过连续离子交换系统的多批次的试验数据显示， 在离子交换系 统中， 单位树脂吸附硫酸粘菌素的效价应该在 420 万 /L 左右 （按 38 万效价的料液， 进料速 。

20、说 明 书 CN 103073623 A 5 4/4 页 6 度为 150ml/min 计） 。而且， 因为在连续离交系统上， 吸附流程远远大于传统的固定床模式， 所以， 料液 pH 值的变化并不能对树脂的吸附总量带来影响。当然， 在弱碱性条件下， 硫酸粘 菌素更容易被树脂吸附。经过计算， 单位树脂在单位时间内吸附的总效价为 525 万 /LH 计 算方法为 ： ( 单位时间进料量 * 单柱停留时间 )/ 单柱树脂体积 。 0044 物耗 0045 （1） 纯水用量。试验中， 洗料水的速度为 130-140ml/min 左右。根据生产， 还可以 降到 100ml/min 以下。 0046 （2。

21、） 硫酸用量。以解析终点来判断， 即解析液效价为 5 万以下。但通过实际的试验 发现， 在解析过程中， 树脂体积缩小， 解析结束后， 树脂上方存在没有使用的硫酸溶液， 通过 对流程做一些小的更改， 可以减少硫酸用量。如图 2 所示。硫酸的使用量可以再减少 1/6。 0047 在此过程中， 解析曲线如图 3 ： 由图 3 可以看出， 在解析的第 3 号柱， 即时间为 144min 的时候， 解析液效价已经在 5 万以下， 因此， 改变流程后， 减少硫酸用量， 不会发生解 析不彻底问题。 0048 （3） 碱用量。试验中碱的速度为 22ml/min 左右， 可以调整至 25ml/min。 0049。

22、 从试验结果分析， 各区的进料流速确定调整为如表 2 所示 ： 0050 表 2 连续移动床最佳条件 0051 0052 3、 收率 0053 由于连续离子交换系统采用的是多级吸附， 可以在提高进料速度的基础上保证树 脂的吸附量和树脂不发生穿透。根据要求， 吸附区下柱液效价在 5000 以下， 解析终点效价 为 5 万以下。从前面的表 1- 试验结果数据看， 解析液的效价应该在 75 万到 110 万之间。通 过正算， 整个系统的平均收率应该为 95%。比传统的固定床工艺高 5% 左右。 0054 4、 产品质量 0055 试验的整个过程有对解析液进行实时检测， 做液相色谱检测效价， 效价在 75 万到 110 万之间， 呈浅褐色， pH 值在 2.5 左右。符合生产质量要求。 说 明 书 CN 103073623 A 6 1/2 页 7 图 1 图 2 说 明 书 附 图 CN 103073623 A 7 2/2 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 103073623 A 8 。