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硫酸庆大霉素生产工艺
一、硫酸庆大霉素产品说明 1、产品名称及化学结构
1.1产品名称：硫酸庆大霉素（Gentamycin sulfate） 1.2化学结构： 1.2.1结构式： HN1R2R
NHHNO
OO·2H2SO4
HNHO22O3
HO3HCOHNH
C1: R1=R2=CH3
C2: R1=CH3 R2=H C1a: R1=R2=H 1.2.2分子式：
C1: C21H43N5O7=477.61 C2: C20H41N5O7=463.58 C3: C19H39N5O7=449.55 1.2.3分子量： C1: 477.61 C2: 463.58 C3: 449.55
C1、C2、C1a为硫酸庆大霉素的三个组分，各组分与2个分子的硫酸相结合，其成分折干效价为590μ/ml以上。 2、理化性质
2.1性状：白色或类白色粉末，吸水性强，稳定性高，易溶于水，不溶于乙醇、丙酮、氯仿等有机溶剂。
00
2.2比旋度：+107～ +121 3、产品质量标准 (查药典)
二、原材料、包装材料质量标准及规格
1、发酵部分
名 称 葡萄糖 淀 粉 黄豆饼粉 优质.参考.资料
规 格 工业用：淡黄色粉末，含量70％以上，氯含量0.6％以下。 药用（口服）：白色结晶，含量88％以上，氯含量0.25％以下。 工业用：含量80％以上，水分14％以下，氯含量0.1％以下，灰份1％以下，无发霉结块。 工业用：热榨，浅黄色粉末，无发霉结块，蛋白质37％以上，水分12％以 WORD格式.整理版
下，灰份7％以下，酸值0.1N,KOH 15mg/g以下。细度80目90％以上。 蛋白胨 鱼粉 工业用：浅黄色粉末，总氮14％以上，水分7％以下，总磷0.3％以下。 工业用：浅黄色粉末，无发霉变质现象，蛋白质含量50％以上，水分12％以下，含油量9％以下，总灰份≤ 3以下，无鱼骨等特大物，60目90％以上。 工业用：轻质，白色粉末，含量96％以上，碱度≤0.2％,AS<5ppm 工业用：白色结晶，含量98％以上。 化学纯：红紫色结晶，含量95％以上。 工业用：白色结晶，含量96％以上 GP级：浅黄色澄明液体，酸值0.5以下。 食用：无霉变虫蛀，细度60目90％以上。 金黄色澄明液体，新鲜，酸值≤KOH 5mg/g 碳酸钙 硝酸钾 氯化钴 硫酸铵 消沫剂 玉米粉 豆 油
2、提取部分
名 称 盐 酸 液体烧碱 氨 水 活性炭 规 格 工业用：无色或微黄色液体，含量30％以上。 工业用：无色或微紫色液体，含量40％以上，NaCl含量低于5％。 工业用：无色透明液体，含量95％以上。 黑色粉末，PH中性，灰份≤5％，针用（767型）。脱色率90％以上。 732（1×7） 工业用：强酸性阳离子交换树脂，淡黄色或金黄色球状颗粒，粒度16—50离子交换树脂 目占90％以上，水分50—60％，交换当量大于4.5毫克当量/克干树脂。 711（201×4） 工业用：强碱性阴离子交换树脂，淡黄色或金黄色球状颗粒，粒度16—50离子交换树脂 目占90％以上，水分40—50％，交换当量大于3.0毫克当量/克干树脂。 717（201×7） 工业用：强酸性阳离子交换树脂，淡黄色或金黄色球状颗粒，粒度16—50离子交换树脂 目占90％以上，水分40—60％，交换当量大于3.0毫克当量/克干树脂。 氯化铵 硫酸 药用：白色结晶，含量不低于99.5％ 化学纯：无色透明液体，含量95％以上。 三、生产方法及原理简介
硫酸庆大霉素的生产是以绛红色小单孢菌（）2号作为庆大霉素生产用菌种，在蒸汽消毒的培养基中不断扩大培养、发酵，通过菌种的次级代谢分泌出具有抑菌活性的庆大霉素。用离子交换树脂提取出菌分泌的活性物质，经精制、转盐生产出硫酸庆大霉素原料药。用以制成各种硫酸庆大霉素制剂，应用于临床治疗。 四、硫酸庆大霉素生产工艺流程图及操作条件
硫酸庆大霉素的生产过程主要包括以下四个部分：发酵生产、提取、精制、无菌压缩空气、无菌喷雾干燥。
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1、 硫酸庆大霉素生产工艺流程图：
35℃ 23hr 35℃ 35℃ 35℃
种子瓶 一级种子罐 二级种子罐 发酵罐 250rpm 38hr 22hr 96hr
酸化 6 hr
放罐 732树脂静态吸附 过筛 饱和树脂 漂洗 中和
漂去 酸洗 4.5％氨水 无NH4+ 效价
装柱 解吸 浓缩 浓缩液 浓缩液
杂质 无盐水洗 串711柱 15万μ/ml 收率95％ 收率93％
H2SO4 活性炭
转盐液 脱色液 过滤 精滤 无菌喷粉
PH=4.0-6.0 脱色
收率89％ 收率85％
2、生产工艺过程：
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2.1菌种部分
接种 接种 35℃ 23hr
砂土管 种子斜面 种子瓶 生产用菌种 50rpm
2.1.1种子瓶配方（％）：
淀粉 1.0 碳酸钙 0.3 硝酸钾 0.05 玉米粉 1.5 黄豆饼粉 1.5 氯化钴 1r/ml 鱼粉 葡萄糖 0.1 蛋白胨 0.2
自来水配制，消前PH调至7.5 2.1.2种子瓶的制备
2
按种子瓶配方配制好培养基，装入500ml摇瓶中，装量50ml，用1kg/cm 饱和蒸汽 120℃灭菌30分钟，冷却备用。 2.1.3接种子瓶
2
在超净工作台上，火焰保护下，用蒸汽消过毒的无菌接种铲挖取斜面孢子0.5cm于种子瓶中，放于摇床上，35℃±0.5℃培养40小时左右，涂片观察菌丝形态，形态为大菊花团边缘已经散开，即可下瓶作为生产用种。
2.2发酵部分：
2.2.1种子罐及发酵罐配方： 罐 号 名 称 淀 粉 黄豆饼粉 蛋白胨 葡萄糖 鱼 粉 玉米粉 硝酸钾 碳酸钙 氯化钴 硫酸铵 豆 油 消前PH 1.0 1.5 0.1 1.5 0.05 0.3 1r/ml 0.3 7.5 1.0 2.0 0.2 1.0 1.5 0.02 0.5 4r/ml 0.2 7.5 4.5 3.0 0.4 0.5 0.2 1.0 0.05 0.6 6r/ml 0.05 0.2 7.5 4.5 3.0 0.4 0.5 0.2 1.0 0.05 0.6 6r/ml 0.05 0.2 7.5 一级种子罐 二级种子罐 发酵罐 补料 【注】补料配方同发酵罐。
2.2.2一级种子罐（消后体积250L）
2
空罐消毒：压力 1.5～2.0kg/cm
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温度 125～130℃ 保温保压 40分钟
22
实罐消毒：压力 1.0 kg/cm±0.1kg/cm 预热时间30分钟为宜 温度 119～122℃ 保温保压 30分钟
2
分过滤器消毒：压力 1.2～1.4kg/cm 保温、保压30分钟
按一级种子罐配方配好培养基，移入一级种子罐内搅拌后，直接进蒸汽进行实罐消毒，消后体积250L，降温至35℃后，在火焰的保护下，利用压差法将种子接入一级种子罐内，接种量5～6瓶，进行培养。
2
培养温度：35℃ 罐压：0.4 kg/cm
培养时间：38小时 通气量：1：0.5 V/V/分以上 搅拌转速：200～220转/分
移种标准：菌丝形态呈菊花团边缘全部散开或呈网状，无杂菌。
2.2.3二级种子罐：（消后体积1.5T）
2
空罐消毒、实罐消毒及分过滤器消毒均同一级种子罐。移种管道消毒为2～3 kg/cm保压2小时。
按二级种子罐配方配好培养基，移入二级种子罐内搅拌后，直接进蒸汽进行实罐消毒，消后体积1.5L，降温至35℃后，通过移种管道将一级种子罐的成熟种子移入，进行培养。
2
培养温度：35℃ 罐压：0.3 kg/cm
培养时间：22小时 通气量：1：0.8 V/V/分以上 搅拌转速：200～220转/分
移种标准：菌丝形态呈网状，量多无杂菌。
2.2.4发酵罐：（消后体积10T）
2
空罐消毒：压力 1.5～2.0kg/cm
温度 125～130℃ 保温、保压 30分钟
22
实罐消毒：压力 1.0 kg/cm±0.1kg/cm 预热时间30～45分钟为宜 温度 119～122℃ 保温、保压 30分钟
2
分过滤器消毒：压力 1.2～1.4kg/cm 保温、保压35分钟
2
移种管道消毒：2～3 kg/cm保压2小时。
按发酵罐配方配好培养基，移入罐内搅拌后，直接进蒸汽进行实罐消毒，消后体积10T，降温至35℃后，通过移种管道接入二级种子罐内的种子，进行发酵培养。
22
培养温度：35℃ 罐压：24小时前0.2 kg/cm，24小时后0.1 kg/cm 通气量：1：1.2 V/V/分以上 搅拌转速：不少于170转/分。 发酵罐补料：（总补料量26T）
第一个补料很关键，必须在发酵液泡沫下去后（大约18小时）菌丝生长良好，无杂菌，可补3T。
第二个补料：23～25小时 补料4T 第三个补料：28～30小时 补料5T 第四个补料：35～40小时 补料5T 第五个补料：41～45小时 补料6T
第六个补料：52～55小时 补料6T或酌情补入。
如果以上菌丝浓度偏高，第六个补料可考虑补稀方（即原方的1/2） 放罐标准：
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发酵周期：96小时左右
发酵单位上升迟缓或不在上升 PH有回升趋势
2.3提取部分 2.3.1酸化中和
将放罐发酵液放入发酵罐，加盐酸酸化至PH1.5～2.0，然后加工业用NaOH中和至PH6.4～6.8，酸化可使庆大霉素由菌丝中充分溶出，中和有利于732树脂的吸附。 2.3.2 732树脂静态吸附
中和后的发酵液按6万μ/ml树脂的交换容量，投人铵型732树脂搅拌吸附6～7小时，测废液单位在20μ/m1以下，过60目振荡筛分离树脂，树脂抽入漂洗柱，反冲漂洗干净。 2.3.3饱和树脂的洗涤，解吸及脱色：
饱和树脂装人树脂柱，先用自来水反冲洗至无悬浮物，然后用0.4N HCl正向冲洗，流速
2+2+
1/20V/分钟（每分钟流树脂体积的1/20），约洗树脂体积的20－30倍量，洗至无Ca、Mg后
－
（以NaOH检查），再用无盐水冲至无Cl。再通人4.5％的氨水进行解吸，流速上1/100V/分钟，至流出液PH＝ 7.0时与711树脂柱串联，收集树脂体积的8倍量，流出单位在 300μ/ml以下之后，9～10倍量作下次解吸氨水套用。 2.3.4薄膜浓缩
2
解吸流出液约半倍量后，开始浓缩，浓缩过程中蒸汽压力。不超过0.5kg/cm，真空度在
＋
600mmHg以上，浓缩2－3遍后， 用萘氏试剂检查浓缩液应无NH4，浓度达到6Be(波美度)，化学效价15万μ/ml左右，以备转盐、碳脱, 压入炭脱罐。
2.4 精制部分（转盐、炭脱、过滤）
加入的浓缩液进行搅拌，用12N的H2SO4调PH6.0～6.2，加浓缩液体积的7％左右的活性炭进行脱色，温度为65～75℃，历时60～90分钟，趁热减压过滤，脱色液透光度95％以上，效价15万μ/ml左右，经PE管精滤器过滤，用于水针剂的制备或用于无菌喷雾干燥。
2.5无菌喷粉部分:
根据《药品生产质量管理规范，GMP》的要求，对原料药生产的精、烘、包工序必须采用洁净技术设计，设立控制区（洁净度100000级）、洁净区（洁净度10000级），局部采用100级层流净化。并按照GMP要求进行生产管理。在无菌喷雾干燥过程中，所有进入系统的物料、空气、人员、设备等都必须按规定净化、消毒，产品的收集也必须在100级层流保护下进行。
无菌喷粉工艺流程
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精制好的硫酸庆大霉素浓缩液，按10万μ/ml配制后，经过滤除菌，用转子流量计15L/小时送至喷雾干燥塔。
雾化浓缩液的压缩空气经冷却，分离油水，过滤除去细菌和异物后送至喷雾干燥塔，压
2
力0.9～1.0 kg/cm。
干燥用热空气经预过滤，加热，中效过滤和高效过滤后得到净化热空气进入喷雾干燥塔，进口温度120～130℃，出口温度70～80℃。干燥后，热空气和成品自喷雾干燥塔出口送至旋风分离器，经分离得到硫酸庆大霉素无菌粉，在100级层流保护下用玻璃瓶收集，尾气经袋滤器过滤后排空。
工艺流程中，自中效过滤器开始，整个系统在正压下操作，以防止外界非净化空气侵入系统。
2.6无菌压缩空气部分 2.6.1原理简介
好氧微生物在培养过程中，需要大量的氧气，以满足微生物的生长、繁殖以及代谢的需要。这些氧气通常是由空气提供的。空气主要是由氮气、氧气、二氧化碳、惰性气体、水蒸气以及悬浮在空气中的尘埃等组成的混合物。空气中含有大量的微生物。见表
表 空气中常见的微生物种类及其大小 微 生 物 产气杆菌 蜡状芽孢杆菌 普通变形杆菌 地衣芽孢杆菌 巨大芽孢杆菌 覃状芽孢杆菌 枯草芽孢杆菌 优质.参考.资料
宽(μm) 1.0～1.5 1.3～2.0 0.5～1.0 0.5～0.5 0.9～2.1 0.6～1.6 0.5～1.1 长(μm) 1.0～2.5 8.1～25.8 1.0～3.0 1.8～3.3 2.0～10.0 1.6～13.6 1.6～4.8 WORD格式.整理版
普通变性杆菌 金黄小球菌 酵 母 菌 病 毒 霉状分枝杆菌 0.5～1.0 0.5～1.0 3.0～5.0 0.0015～0.225 0.6～1.6 1.0～3.0 0.5～1.0 5.0～19.0 0.0015～0.28 1.6～13.6 空气中的微生物是依附在尘埃上的，空气中的尘埃数与细菌数的关系式如式1－1和图
y=0.003x-2.6 1—1
空气中的尘埃浓度与微生物数量的关系
空气过滤除菌就是对空气进行预处理，去处油、水的干扰，维持一定的气流速度，保持过滤器在比较高的效率下进行过滤，以截留空气中所含微生物，取得无菌空气。
2.6.2空气过滤除菌流程：
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这种两级冷却、加热除菌流程，是一个比较完善的空气除菌流程，可适应各种气候条件，能充分地分离油水，使空气达到低的相对湿度下进入过滤器，以提高过滤效率。该流程的特点是两次冷却、两次分离、适当加热。两次冷却、两次分离油水的好处是能提高传热系数，节约冷却用水，油水分离得比较完全。经第一次却器冷却后，大部分的水、油都已结成较大的雾粒，且雾粒浓度较大，故适宜用旋风分离器分离。第二冷却器使空气进一步冷却后析出一部分较小雾粒，宜采用丝网分离器分离，这样发挥丝网能够分离较小直径的雾粒和分离效果高的作用。第上级冷却到30～35℃，第二级冷却到20～25℃。除水后，空气的相对湿度仍是100％，须用丝网分离器后的加热器加热，将空气中的相对湿度降低至50％～60％，以保证过滤器的正常运行。
两级冷却、加热除菌流程尤其适用于潮湿的地区，其他地区可根据当地的情况，对流程中的设备作适当的增减。
思考题
1、 硫酸庆大霉素产品质量标准有哪些检测项目组成？ 2、 怎样进行发酵罐空罐消毒和实罐消毒？ 3、 简述压缩空气的过滤除菌流程 4、 简述无菌喷粉的工艺流程
5、简述硫酸庆大霉素生产工艺流程图
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