Thiết kế nhà máy sản xuất kháng sinh Vancomycin năng suất 5000kg sản phẩmnăm

Vancomycin là chất kháng sinh thuộc nhóm glycolipid có tác dụng tích cực trong điều trị bệnh, từng được coi là phương thuốc cuối cùng vì có khả năng điều trị được các bệnh nhiễm trùng nguy hiểm do các chủng vi sinh vật kháng methicillin (chất kháng sinh nhóm βlactam) gây nên. Vancomycin đã được đưa vào chữa bệnh từ hơn 40 năm qua, nhưng ngày nay vẫn được coi là kháng sinh quan trọng do hiệu quả chữa bệnh cao khi dùng một mình hoặc phối hợp với các kháng sinh khác, chống lại các vi khuẩn đã nhờn với nhiều loại kháng sinh thông dụng. Bởi vậy, việc nghiên cứu sinh tổng hợp vancomycin vẫn được quan tâm, phát triển, để từ đó hình thành nên thế hệ kháng sinh mới có hiệu quả chữa bệnh cao. Hơn nữa, nghiên cứu lên men Vancomycin và nắm vững quy trình sản xuất chất kháng sinh này còn tạo tiền đề cho việc xây dựng cơ sở sản xuất các chất kháng sinh ở quy mô công nghiệp trong điều kiện Việt Nam, góp phần thực hiện mục tiêu tới năm 2020 sản xuất được 50% tổng số thuốc, do Bộ Y tế đề ra.Trong bối cảnh như vậy, việc nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuất vancomycin bằng nguyên liệu trong nước, phù hợp với điều kiện kinh tế và môi trường khí hậu của Việt Nam là cần thiết. Cùng với nó, việc triển khai xây dựng một cơ sở sản xuất kháng sinh này với công suất 5000 kgnăm góp phần phục vụ công tác chăm sóc sức khỏe cộng đồng.

Trang 1

LỜI MỞ ĐẦU

Vancomycin là chất kháng sinh thuộc nhóm glycolipid có tác dụng tíchcực trong điều trị bệnh, từng được coi là phương thuốc cuối cùng vì có khả năngđiều trị được các bệnh nhiễm trùng nguy hiểm do các chủng vi sinh vật khángmethicillin (chất kháng sinh nhóm β-lactam) gây nên Vancomycin đã được đưavào chữa bệnh từ hơn 40 năm qua, nhưng ngày nay vẫn được coi là kháng sinhquan trọng do hiệu quả chữa bệnh cao khi dùng một mình hoặc phối hợp với cáckháng sinh khác, chống lại các vi khuẩn đã nhờn với nhiều loại kháng sinh thôngdụng Bởi vậy, việc nghiên cứu sinh tổng hợp vancomycin vẫn được quan tâm,phát triển, để từ đó hình thành nên thế hệ kháng sinh mới có hiệu quả chữa bệnhcao Hơn nữa, nghiên cứu lên men Vancomycin và nắm vững quy trình sản xuấtchất kháng sinh này còn tạo tiền đề cho việc xây dựng cơ sở sản xuất các chấtkháng sinh ở quy mô công nghiệp trong điều kiện Việt Nam, góp phần thực hiệnmục tiêu tới năm 2020 sản xuất được 50% tổng số thuốc, do Bộ Y tế đề ra

Trong bối cảnh như vậy, việc nghiên cứu xây dựng quy trình sản xuấtvancomycin bằng nguyên liệu trong nước, phù hợp với điều kiện kinh tế và môitrường khí hậu của Việt Nam là cần thiết Cùng với nó, việc triển khai xây dựngmột cơ sở sản xuất kháng sinh này với công suất 5000 kg/năm góp phần phục vụcông tác chăm sóc sức khỏe cộng đồng

Thiết kế nhà máy sản xuất kháng sinh Vancomycin năng suất 5000kg

sản phẩm/năm

Trang 2

CHƯƠNG I: LẬP LUẬN KINH TẾ KỸ THUẬT

Kháng sinh Vancomycin là một sản phẩm có vai trò quan trọng và mang lạigiá trị kinh tế to lớn Trong khi, nước ta lại rất ít nhà máy sản xuất sản phẩm này.Đặc biệt, khu vực miền Trung, mặc dù nhu cầu sử dụng kháng sinh của khu vựcnày rất cao Đây là một điều kiện rất thuận lợi để chúng ta tiến hành sản xuấtkháng sinh Vancomycin nhằm cung cấp cho thị trường rộng lớn và tiến đến xuấtkhẩu

Đà Nẵng là một thành phố đang trên đà phát triển cùng với đó là các khucông nghiệp lớn mọc lên Khu công nghiệp Hòa Khánh là khu công nghiệp mới,quy hoạch với diện tích rộng rất phù hợp cho xây dựng phát triển công nghiệp và

đô thị thu hút rất nhiều nguồn vốn đầu tư

Với những ưu điểm như vậy nên việc xây dựng một nhà máy sản xuấtkháng sinh Vancomycin ở khu công nghiệp Hòa Khánh – Hòa Hiệp – Liên Chiểu– Đà Nẵng là việc làm hợp lý và sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao trong quá trìnhhoạt động

1.1 Đặc điểm tự nhiên

Đà Nẵng là một thành phố trực thuộc Trung Ương, nằm ở 150 55' đến

16014' vĩ Bắc, 107018' đến 108020' kinh Đông, Bắc giáp tỉnh Thừa Thiên - Huế, Tây và Nam giáp tỉnh Quảng Nam, Đông giáp Biển Đông

Nằm ở vào trung độ của đất nước, trên trục giao thông Bắc - Nam vềđường bộ, đường sắt, đường biển và đường hàng không, cách Thủ đô Hà Nội764km về phía Bắc, cách thành phố Hồ Chí Minh 964 km về phía Nam Ngoài

ra, Đà Nẵng còn là trung điểm của 4 di sản văn hoá thế giới nổi tiếng là cố đôHuế, Phố cổ Hội An, Thánh địa Mỹ Sơn và Rừng quốc gia Phong Nha - KẻBàng

Trang 3

Trong phạm vi khu vực và quốc tế, thành phố Đà Nẵng là một trongnhững cửa ngõ quan trọng ra biển của Tây Nguyên và các nước Lào,Campuchia, Thái Lan, Myanma đến các nước vùng Đông Bắc Á thông quaHành lang kinh tế Đông Tây với điểm kết thúc là Cảng biển Tiên Sa Nằmngay trên một trong những tuyến đường biển và đường hàng không quốc tế,thành phố Đà Nẵng có một vị trí địa lý đặc biệt thuận lợi cho sự phát triểnnhanh chóng và bền vửng

Thành phố Đà Nẵng có diện tích tự nhiên là 1.255,53 km2; trong đó, các quận nộithành chiếm diện tích 213,05 km2, các huyện ngoại thành chiếm diện tích

1.042,48km2

Hình 1.1: Bản đồ vị trí địa lý Đà Nẵng

1.2 Nguồn cung cấp nguyên liệu

Do điều kiện vị trí địa lý thuận lợi giao thông nên việc nhập nguyên liệu sản xuất khá dễ dàng

Nhà máy chủ yếu thu mua nguyên liệu bột đậu tương từ các vùng trong thành phố và các vùng lân cận.Đặc biệt thu mua phế phẩm bã đậu nành từ nhà máy Vinasoy Quảng Ngãi nhằm giảm giá thành sản phẩm và góp phần bảo vệ môi trường

Trang 4

1.3 Hợp tác hóa

Nhà máy được đặt ở khu công nghiệp Hòa Khánh cần phải hợp tác vớiban điều hành khu công nghiệp về các vấn đề cần thiết như: điện, nước, côngtrình giao thông, cấp thoát nước…

Nhà máy cũng cần hợp tác với các nhà máy khác trong khu công nghiệpHòa Khánh để sử dụng chung những công trình về điện, nước, giao thông,…nhằm giảm chi phí đầu tư, rút ngắn thời gian và hạ giá thành sản phẩm, đồng thờitạo nên hệ thống xử lý nước thải, tránh ô nhiễm môi trường

Nhà máy còn đặc biệt hợp tác chặt chẽ với các nhà máy Vinasoy QuảngNgãi và nhà máy sản xuất bột đậu tương Bunger Bà Rịa- Vũng Tàu

Hình 1.2: Khu công nghiệp Hòa Khánh

1.4 Nguồn cung cấp điện, hơi và nhiên liệu

Khu công nghiệp Hòa Khánh là một trong những khu công nghiệp lớnnên vấn đề điện, hơi và nhiên liệu được đầu tư với kinh phí lớn.Các công trình hạtầng kỹ thuật như hệ thống cấp điện, cấp nước, bưu chính viễn thông đều đã

Trang 5

được đầu tư xây dựng hoàn chỉnh, sẵn sàng phục vụ các nhà đầu tư đến đầu tưxây dựng nhà xưởng sản xuất và kinh doanh Các dịch vụ phục vụ sản xuất côngnghiệp luôn sẵn có để đáp ứng ngay nhu cầu của các nhà đầu tư

1.7 Hệ thống giao thông vận tải

Khu công nghiệp Hòa Khánh nằm cách sân bay quốc tế Đà Nẵng 10km,cảng biển Tiên Sa 20km, cảng Sông Hàn 13km, cảng biển Liên Chiểu 5km giaothông thuận lợi cho việc nhập nguyên liệu và tiêu thụ sản phẩm

1.8 Nguồn nhân lực và thị trường tiêu thụ

Nằm ngay trên một trong những tuyến đường và đường hàng không quốc

tế, thành phố Đà Nẵng có một vị trí thuận lợi cho sự phát triển nhanh chóng vàbền vững Thành phố Đà Nẵng có diện tích 1.255,53 km2, với gần 800.000 dânvới mức sống khá cao Đà Nẵng là một thị trường rộng lớn và đầy tiềm năng củacác nhà sản xuất và cung cấp dịch vụ Khi tuyến hành lang kinh tế Đông - Tâyhoàn thành, thị trường sẽ tiếp tục mở rộng đến Mi-an-ma, Thái Lan, Lào mở ra

cơ hội lớn cho các nhà đầu tư Trong những năm qua, GDP của thành phố tăngtrưởng liên tục ở mức cao, từ 10-13%/năm (năm 2005 đạt 14%) khẳng định xuthế đi lên vững chắc của Đà Nẵng

Trang 6

Ngoài ra, nhà máy còn tiếp nhận các nguồn lao động từ các vùng lân cậnnên sẽ giảm được chi phí thuê công nhân Đội ngũ cán bộ khoa học kỹ thuật vàquản lý nhà máy sẽ tiếp nhận từ các trường Đại học và các cán bộ có kinhnghiệm.

Thị trường tiêu thụ được chọn là thị trường của cả nước và hướng đếnxuất khẩu sang các nước trong khu vực, đặc biệt là khu vực Đông Nam Á

1.9 Nguồn tiêu thụ sản phẩm

Nguồn tiêu thụ sản phẩm chủ yếu của công ty là hướng vào công ty cổphần Dược Danapha , Công Ty TNHH Dược phẩm - TM Thái Gia Bảo nội thành

Đà Nẵng, các công ty dược trong cả nước

Bên cạnh đó xuất khẩu sản phẩm sang các nước Lào, Campuchia, khuvực Đông Nam Á cũng là thị trường cần được hướng tới trong quá trình hoạtđộng của nhà máy

Kết luận: Với những điều kiện thuận lợi trên, nhà máy sản xuất kháng

sinh Vancomycin hoàn toàn có thể xây dựng và đảm bảo cho sự hoạt động củanhà máy tại khu công nghiệp Hòa Khánh – Hòa Hiệp – Liên Chiểu – Đà Nẵng

Trang 7

CHƯƠNG II : TỔNG QUAN VỀ KHÁNG SINH VANCOMYCIN TỪ XẠ

KHUẨN STREPTOMYCES ORIENTALIS 2.1 Tổng quan về kháng sinh

2.1.1 Định nghĩa kháng sinh

Chất kháng sinh được hiểu là các chất hoá học xác định, không có bản chấtenzym, có nguồn gốc sinh học (trong đó phổ biến nhất là từ vi sinh vật), với đặctính là ngay ở nồng độ thấp (hoặc rất thấp) đã có khả năng ức chế mạnh mẽ hoặctiêu diệt được các vi sinh vật gây bệnh mà vẫn đảm bảo an toàn cho người hayđộng vật được điều trị

2.1.2 Phân loại kháng sinh

Phân loại kháng sinh có thể theo nhiều cách, nhưng theo cấu trúc hóa học làkhoa học nhất

Bảng 2.1: Các chất kháng sinh được phân loại theo cấu trúc hoá học Phân loại Nhóm kháng sinh Kháng sinh cụ thể

1 Các kháng sinh có chứa

đường trong phân tử

AminoglycosidOrrthsomycinN-glycosidC-glycosidGlycolipid

Streptomycin,neomycinEverninomycinStreptothricinVancomycinMoenomycin

2 Kháng sinh chứa vũng

lacton lớn

(macrocycliclacton)

Kháng sinh macrolidKháng sinh polyenAnsamycin

Macrotetrolid

ErythromycinCandicidin, nistatinRifamicin

Tetranactin

3 Quinon và các kháng sinh

cựng họ

AnthracyclinNaphthoquinonBenzoquinon

AdriamycinActinorhodinMitomycin

Trang 8

Cỏc tetracyclin Tetracyclin, teramycin

4 Các kháng sinh

aminoacid và peptid

Dẫn xuất aminoacidKhỏng sinh betalactamKháng sinh peptidChromopeptidDepsipeptid

CycloserinPenicilin,CephalosporinBacitraxin, polymycinActinomycin

2.2 Đặc tính chủng xạ khuẩn Streptomyces

Streptomyces là chi lớn nhất của Actinobacteria Hơn 500 loài

Streptomyces vi khuẩn đã được mô tả Cũng như với các Actinobacteria khác, Streptomyces là Gram dương, và có bộ gen với tỉ lệ GC cao được tìm thấy chủ yếu trong đất và thảm thực vật mục nát, nhất Streptomyces sản xuất bào tử Streptomyces được nghiên cứu rộng rãi nhất và được biết đến nhiều nhất là chi của họ xạ khuẩn (atinomyces) Streptomyces thường sống ở đất và chúng nhận

vai trò là vi sinh vật phân hủy rất quan trọng Chúng cũng sản xuất hơn một nửa

số thuốc kháng sinh của thế giới và đó là sản phẩm có giá trị lớn trong lĩnh vực ytế

2.2.1 Cấu trúc bộ gen

Toàn bộ bộ gen của Streptomyces orientalis đã được xác lập trình tự từ

tháng 7 năm 2001 Các nhiễm sắc thể tuyến tính là 8.667.507 bp dài và được dựđoán sẽ có 7.825 gen, khoảng gấp đôi so với vi khuẩn thường sống tự do, và đó

là bộ gen lớn nhất của vi khuẩn đã được lập trình tự Các nhiễm sắc thể tuyến

Trang 9

tính lập lại từ một nguồn gốc trung tâm Nhiễm sắc thể đơn lẻ cũng có một cấutrúc telomere độc đáo.

Trong quá trình nhân rộng đuôi 5’ của nhiễm sắc thể vẫn chưa đầy đủ, dẫn đến

một dải đơn của RNA ở hai đầu Streptomyces orientalis cũng được sắp xếp trình

tự gene vào tháng 10 năm 2001 Nó dài 9.025.658, và có 7.575 ORFs Gen nàydung sản xuất ra Avermectin - chất chống kí sinh được sử dụng rộng rãi để loại

bỏ giun sán có trong vật nuôi, côn trùng và để bảo vệ số lượng lớn động vật sống

ở Châu Phi cận Sahara Ngoài ra, còn có hai dự án về bộ gen cho Streptomyces scabiei và Streptomyces ambofaciens.

2.2.2 Cấu trúc tế bào và sự trao đổi chất

Streptomyces có cấu trúc giống nấm và một số người lầm tưởng

Streptomyces là nấm

Nhánh của chúng có sự sắp xếp của các tế bào hình sợi thành một mạnglưới gọi là sợi nấm Chúng có thể chuyển hóa các hợp chất khác nhau bao gồm:đường, rượu, acid amin, và các hợp chất thơm bằng cách sản xuất các enzymthủy phân ngoại bào Do gen của chúng lớn nên trao đổi chất của chúng cũng đadạng, trong đó có hàng trăm nhân tố phiên mã kiểm soát biểu hiện gene, chophép chúng đáp ứng nhu cầu cụ thể

2.2.3 Vòng đời

Streptomyces có chu kỳ sống phức tạp bao gồm: hình thành các bào tử và

các loại tế bào khác Thông thường, một bào tử nảy mầm trong điều kiện phải cóchất nền để tạo ra các sợi nấm Khi đó một mạng lưới các nhánh sợi nấm mọc lên

và cắm vào bề mặt môi trường để hấp thu được chất dinh dưỡng và phát triển.Khi các chất dinh dưỡng trong môi trường khan hiếm dần, một số sợi nấm bắtđầu phát triển ra khỏi bề mặt và vươn ra ngoài không khí Trong các sợi nấmmới, vách phân vùng được hình thành thường xuyên hơn Đồng thời, các sợi nấm

Trang 10

bề mặt bị một quá trình tự hủy tế bào Các tế bào chết được tái sử dụng để cungcấp cho các sợi nấm phát triển

2.2.4 Bào tử của Streptomyces.

Vì có cấu trúc tế bào nấm, nên cũng giống như nấm, Streptomyces cũng có

chu kì đời sống phức tạp Trong giai đoạn tăng trưởng phát triển DNA

Streptomyces có sự nhân lên diễn ra mà không có sự phân chia tế bào, tạo cấu trúc dạng sợi Streptomyces phát triển và phân tán thông qua việc hình thành các

bào tử, bào tử nấm được gọi là conidia, sau thời kì sinh trưởng, sinh dưỡng Các

bào tử đó sinh trưởng trên vật chủ Bởi vì chu kỳ sống phức tạp của Streptomyces

tương tự như của sinh vật chuẩn đa bào, nó cho phép các nhà nghiên cứu dễ dàngnghiên cứu sự phát triển của vòng đời phức tạp này [7]

2.3 Tổng quan về kháng sinh Vancomycin

2.3.1 Lịch sử phát triển

Năm 1937, Dubos đã phân lập được từ vi khuẩn Bacillus brevis chất

Tyrothrycin có tác dụng diệt khuẩn Sau này, qua phân tích đã xác định đượcTyrothrycin là 1 hỗn hợp gồm 2 chất gramicidin và Tyrocidin có cấu trúc là mộtpolypeptid Đối lập với Dubos, đến năm 1944 Gause và Brazhnikova cũng đã

phân lập được từ vi khuẩn B Brevis chất Gramicidin S Gramicidin S là một hỗn

hợp gồm 4 polypeptid có cấu tạo vòng Thử nghiệm lâm sàng các hợp chất này

có tác dụng với vi khuẩn gram dương nhưng độc tính đối với thận nên được dùngchủ yếu để điều trị nhiễm trùng ngoài da, các vết thương

Năm 1945, John Son và các cộng sự lại tách được từ B.Subtilis chất

Bacitracin Bacitracin cũng là 1 hỗn hợp của nhiều polypeptid, thành phần chủyếu là Bacitracin A, 1 peptid có 10 axit amin kết hợp với 1 vòng Thiazol.Bacitracin cũng độc tính với thận nên chỉ được sử dụng qua đường uống để điềutrị các bệnh nhiễm trùng đường ruột

Cũng vào thời gian đó, năm 1947, từ B.polymyxa đã phân lập được 5 hợp

chất là polymyxin A, B, C, D và E do 3 nhóm các nhà khoa học (nhóm

Trang 11

Ainsworth, nhóm Benedict và nhóm Stansly) Do độc tính đối với thận nên trong

5 chất trên chỉ có 2 chất polymyxin B và E là được sử dụng dưới dạng muốisunfat để điều trị các bệnh nhiễm trùng do vi khuẩn gram âm

Năm 1950 koyama và cộng sự đã tách được chất colistin (Colimyxin) từ

B.colistinus Colistinus có tác dụng kháng khuẩn gấp 4 lần các chất nói trên,

nhưng độc tính lại rất thấp Colistin được dùng dưới dạng muối sulfat có tác dụngđặc hiệu với các bệnh nhiễm khuẩn bới các vi khuẩn gram âm ở đường tiết niệuhoặc được dùng để uống dưới dạng nhũ dịch

Năm 1956 Mc Cozmick và các cộng sự đã chiết được Vancomycin từ môitrường nuôi cấy Stretomycus orientaliss được phân lập từ đất lấy ở Inđônêxia

Hình 2.1 Cấu tạo phân tử Vancomycin [8]

Vancomycin là một hỗn hợp các kháng sinh cùng nhóm trong đó chủ yếu cóVancomycin A (là một kháng sinh có cấu trúc peptid vòng)

Vancomycin được sản xuất từ môi trường nuôi cấy Streptomycus orientalis

ở các nồi lên men 50 m3 Sản lượng nhà máy lên men Vancomycin ở Hàn Quốc

là 2 tấn/năm Nhu cầu sử dụng Vancomycin trên thế giới chỉ là vài trăm tấn/năm.Vancomycin được dùng dưới dạng muối hydrochlorid (Dược điển Mỹ)Vancomycin ức chế sự sinh tổng hợp thành tế bào bằng cơ chế ngăn ngừa

sự tổng hợp của polyme mucopeptid thành tế bào

Vancomycin hydrochlorid được đưa vào sử dụng từ năm 1958 với chỉ định điều trị các bệnh nhiễm khuẩn do các vi khuẩn gram dương đặc biệt là các liên cầu, tụ cầu, phế cầu

Nó không có tác dụng điều trị các bệnh do các vi khuẩn gram âm gây ra vàđặc biệt là điều trị bệnh nhiễm khuẩn màng trong tim do các vi khuẩn gramdương gây ra Đối với phần lớn các bệnh nhiễm trùng thì Vancomycin được dùngtiêm tĩnh mạch Nó được đào thải qua thận và có thời gian bán hủy khoảng 6 giờ

ở những người thận hoạt động bình thường khi vô hiệu thì thời gian bán hủy của

Trang 12

nó có thể kéo dài từ 5 - 9 ngày và có thể phát hiện được trong huyết thanh lâu tới

21 ngày sau khi tiêm 1 liều độc nhất 1g

2.3.2 Đặc tính của Vancomycin

Vancomycin là kháng sinh có tác dụng diệt khuẩn bằng cách ức chế quátrình sinh tổng hợp vỏ tế bào vi khuẩn, ở giai đoạn sớm hơn so với các khángsinh nhóm beta - lactam Vancomycin còn tác động đến tính thấm màng tế bào vàquá trình tổng hợp RNA của vi khuẩn Cho tới nay, chưa có báo cáo về khángchéo của vi khuẩn giữa các kháng sinh khác và Vancomycin

Vancomycin có tác dụng tốt trên các vi khuẩn Gram dương ưa khí và kỵ

khí, bao gồm: Tụ cầu, gồm Staphylococcus aureus, Staphylococcus epidermidis

(kể cả các chủng kháng methicilin không đồng nhất) liên cầu, gồm

Streptococcus pneumoniae (kể cả chủng đã kháng penicilin), Streptococcus agalactiae, Streptococcus pyogenes, Streptococcus bovis, cầu tràng khuẩn (ví dụ Enterococcus faecalis) và Clostridiae Vancomycin có tác dụng in vitro trên các

vi khuẩn: Listeria monocytogenes, Lactobacillus spp., Actinomyces spp., Clostridium spp và Bacillus spp.

2.3.3 Ðộ nhạy cảm

Nồng độ tối thiểu ức chế (MIC) của Vancomycin đối với hầu hết các chủngnhạy cảm từ 0,1 đến 2,0 microgam/ml Nồng độ diệt khuẩn của thuốc không caohơn nhiều so với MIC Các chủng vi khuẩn có MIC dưới 4,0 microgam/ml đượccoi là nhạy cảm với Vancomycin, các chủng có MIC từ 4,0 microgam/ml đến16,0 microgam/ml là nhạy cảm vừa phải Các chủng vi khuẩn có MIC từ 16microgam/ml trở lên được xếp là loại kháng thuốc Bột vancomycin chuẩn có

MIC từ 0,5 microgam/ml tới 2,0 microgam/ml đối với S aureus ATCC 29213 và

từ 1,0 tới 4,0 microgam/ml đối với E faecalis (sưu tập chủng mẫu chuẩn của Mỹ

- ATCC 29212) [10]

Trang 13

2.3.4 Cơ chế tác dụng:

Giống như nhiều loại kháng sinh khác (bao gồm cả các họ penicillin),Vancomycin tác dụng vào quá trình xây dựng thành tế bào của vi khuẩn Sinhtổng hợp thành tế bào là một trong những yếu tố quan trọng cho sự sinh trưởng

và phát triển của vi khuẩn

Tế bào vi khuẩn được bao quanh bởi một vách tế bào có cấu tạo chủ yếu làlớp peptidoglycan Các vách tế bào này là rất quan trọng cho sự tồn tại của vikhuẩn Nó bảo vệ tế bào vi khuẩn khỏi môi trường bên ngòai và thấm các thànhphần dinh dưỡng một cách lựa chọn Do đó ức chế con đường sinh tổng hợp cáclớp peptidoglycan của vi khuẩn sẽ gây ra hiện tượng dung giải tế bào

Lớp peptidoglycan bao gồm các chuỗi polysaccharide có gẵn xen kẽ cáccarbohydrates N-acetyl glycosamine (GlcNAc) và N-acetyl muramic acid(MurNAc) Các chuỗi polysaccharide song song với nhau, và được nối lại vớinhau nhờ vào các cầu nối ngang peptide có chứa chuỗi gồm 5 acid amin L-Alanine-D-glutamic acid-L-Lysine-D-Alanine-D-Alanine ở hai đầu Liên kếthình thành giữa MurNAc trên polysaccharide và các acid amin trên chuỗi peptide

đã tạo thành một cấu trúc như một mạng lưới

Peptidoglycan vi khuẩn được tổng hợp nhờ vào một lọat các thành phần có

ở bên trong và bên ngoài của màng tế bào Enzyme transpeptidase, thực hiện việctạo các liên kết ngang peptide ở giữa các chuỗi polysaccharide, được vi khuẩntổng hợp và vận chuyển ra ngoài màng tế bào Trong khi thuốc penicillin ảnhhưởng đến họat động của enzyme transpeptidase, thì vancomycin liên kết với cácchất nền của peptide và ngăn cản không cho nó tiếp xúc với enzyme Bề mặtdưới của vancomycin có cấu trúc D-Alanine-D-Alanine gần giống với đầu cuốicủa cầu peptide trong chuỗi peptidoglycan Nhờ vào cấu trúc này màVancomycine cạnh tranh với các peptide để liên kết với MurNAc, ngăn cản sựhình thành liên kết ngang giữa các chuỗi polysaccharide Do đó, liên kết ngangpeptide không thể xảy ra, dẫn đến sự toàn vẹn cấu trúc của lớp peptidoglycan bịphá vỡ, cuối cùng là gây ra sự dung giải của tế bào vi khuẩn [14]

Trang 14

+Thay đổi sự tổng hợp ARN của vi khuẩn, thuốc không hấp thu quađường tiêu hóa, phân bố khắp các tổ chức ngoại trừ dịch não tủy, thải ra trongnước tiểu (90% trong 24 giờ).

+Thuốc nhạy cảm với tụ cầu vàng, cầu khuẩn ruột, Clostridium, liên cầu,phế cầu, não mô cầu, lậu cầu, bạch hầu

+Đề kháng tự nhiên đối với các trực khuẩn Gram âm, Mycobacter và các

vi nấm[15]

2.4.Các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình lên men Vancomycin

2.4.1.Đặc điểm lên men sản xuất Vancomycin từ Streptomyces

Lên men Streptomyces là quá trình lên men hiếu khí Nhiệt độ lên men

khoảng 26-280C, thời gian lên men 120 giờ Trong thời gian lên men cần phảithông khí và khuấy trộn môi trường Lượng không khí thổi qua môi trường trungbình là 1 thể tích khí/1 thể tích môi trường Khuấy trộn môi trường liên tục trongsuốt cả quá trình lên men (kể cả khi nhân giống) nếu ngừng khuấy chỉ trong một

thời gian ngắn sẽ làm giảm hiệu suất Streptomyces Độ pH trong những giờ đầu

có giảm chút ít sau đó tăng dần

2.4.2.Điều kiện lên men

- Nhiệt độ thích hợp cho sinh trưởng, phát triển và sinh tổng hợp kháng sinh của

chủng S orientalis là 280C và pH từ 6 đến 8

- Lượng giống được cấy vào môi trường lên men thích hợp 6 - 8 % so với môitrường lên men.Sinh khối và hoạt tính kháng sinh tăng dần và đạt cực đại sau 120giờ lên men

- Tỷ lệ tiếp giống 4%

- Hàm lượng oxy hòa tan (dO2) trong môi trường tới sự sinh trưởng và sinh tổng

hợp vancomycin, lên men chủng S.Orientalis được thực hiện trong hệ thống

Bioflo 110 dung tích 7,5 lit với các điều kiện pH, nhiệt độ và tỉ lệ giống đã xácđịnh ở trên

- Kết quả xác định sinh khối khô và hoạt tính kháng sinh sau 120 giờ lên men chothấy, khi dO2 được duy trì ở mức 20-30% thì lượng Vancomycin và sinh khốiđạt cao nhất, tương ứng bằng 2983 mcg/ml và 9,8 mg/ml

Trang 15

- Việc cung cấp đủ oxy hòa tan và bảo đảm đảo trộn tốt trong bình lên men làđiều kiện thiết yếu của sản xuất Vancomycin

CHƯƠNG III : CHỌN VÀ THUYẾT MINH DÂY CHUYỀN CÔNG NGHỆ

Trang 16

Lọc tách sinh khối

Tách tinh thể (máy lọc thùng quay)

Trao đổi ion lần 1 (Wofatit KPS200) (NH4OH 0.2N, pH=9-11)

Tẩy màu (than hoat tính)

Sấy băng tải

Cô chân không 50C, 48h

Trang 17

3.2 Thuyết minh quy trình sản xuất kháng sinh Vancomycin

3.2.1 Nguyên liệu( bột đậu tương)

Bột đậu tương được chọn làm nguyên liệu cho lên men và nhân giốngchủng xạ khuẩn cần phải lựa chọn kỹ lưỡng Bột đậu tương thường vẫn còn mùithơm đặc chưng của bột đậu, không bị ẩm mốc, không lẫn tạp chất, mảnh kimloại…Chính vì vậy bột phải được bảo quản nơi thoáng mát, tránh bảo quản trongđiều kiện ẩm dễ gây mốc Ngoài ra trong quá trình bảo quản phải đảm bào bộtkhông bị sâu, bọ, chuột cắn phá

3.2.2 Pha bột đậu tương

Để bột có thể sử dụng dùng cho nuôi cấy thì bột dạng khô phải được phaloãng với độ ẩm nhất định Thường người ta dùng nước có nhiệt độ từ 50- 600C

để quá trình pha loãng được diễn ra thuận lợi

- Thông số kĩ thuật: Bột đậu tương đưa đi hòa nước với tỉ lệ 40:60

- Thiết bị: Dùng thiết bị hòa tan bên trong có cánh khuấy, hình trụ, đáybằng, có cửa xả liệu ở đáy

3.2.3 Môi trường dinh dưỡng

Dựa trên môi trường lên men thích hợp cho chủng S Orientalis [23].

Bảng 3.1: Bảng thành phần môi trường dinh dưỡng lên men Thiết kế nhà máy sản xuất kháng sinh Vancomycin năng suất 5000kg

Trang 18

- Thông số kĩ thuật: quá trình thanh trùng dịch được bơm ngược chiềuvới hơi nước, để tạo ra quá trình trao đổi nhiệt Thanh trùng ở 1100C trong thờigian 15 phút rồi được làm nguội nhiệt độ của dịch lên men xuống 30÷320C [7]

- Thiết bị: sử dụng thiết bị thanh trùng bản mỏng

3.2.5 Lên men

Chủng S.orientalis có hoạt tính kháng khuẩn mạnh và đã lựa chọn được

môi trường MT48 cho hoạt tính kháng sinh cao nhất có thể làm môi trường cơ sở

để nghiên cứu ảnh hưởng của các nguồn dinh dưỡng và điều kiện lên men đếnkhả năng tạo kháng sinh

Chủng S.orientalis sử dụng tốt nguồn đường saccharose với hàm lượng

thích hợp là 3%, cho hoạt tính kháng sinh cao Trong số các nguồn nitơ thửnghiệm thì bột đậu tương cho hoạt tính kháng sinh cao nhất, với hàm lượng 0,2%

là thích hợp Nghiên cứu ảnh hưởng của nhiệt độ và pH cho thấy, nhiệt độ thích

hợp cho sinh trưởng, phát triển và sinh tổng hợp kháng sinh của chủng S orientalis là 280C và pH từ 6 đến 8 Lượng giống được cấy vào môi trường lênmen thích hợp 6 - 8 % so với môi trường lên men

Nghiên cứu động thái quá trình lên men chủng S orientalis cho thấy, sinh

khối và hoạt tính kháng sinh tăng dần và đạt cực đại sau 120 giờ lên men Như

Trang 19

vậy, động thái quá trình lên men chủng này có đặc trưng giống như ở các chủng

xạ khuẩn sinh kháng sinh khác [23]

- Để nâng cao hiệu suất sinh tổng hợp Vancomycin cần bổ sung thêm 4%giống sau 40h lên men

- Hàm lượng oxy hòa tan (dO2) trong môi trường tới sự sinh trưởng và

sinh tổng hợp Vancomycin, lên men chủng S orientalis được thực hiện trong hệ

thống Bioflo 110 dung tích 400lit với các điều kiện pH, nhiệt độ và tỉ lệ giống đãxác định ở trên

- Kết quả xác định sinh khối khô và hoạt tính kháng sinh sau 120 giờ lênmen cho thấy, khi dO2 được duy trì ở mức 20-30% thì lượng vancomycin và sinhkhối đạt cao nhất, tương ứng bằng 2983 mcg/ml [24]

- Việc cung cấp đủ oxy hòa tan và bảo đảm đảo trộn tốt trong bình lênmen là điều kiện thiết yếu của sản xuất Vancomycin

- Trong sản xuất Vancomycin, cần xem xét các thông số sau đây : tốc độsinh trưởng của vi sinh vật, nhu cầu duy trì cơ thể (g glucose/ g tế bào/ h), tốc độsản sinh Vancomycin riêng phần đối với một cơ thể (mg Vancomycin /g tế bào/h) và năng suất Vancomycin trên g glucose Ngoài ra, thời gian lưu trong nồi lênmen, dung tích bể, thời gian chế biến, môi trường và chi phí nhân công là

3.2.6 Lọc dịch lên men.

Mục đích: Vancomycin là sản phẩm lên men ngoại bào Dịch sau lên men

gồm một hỗn hợp gồm: tế bào xạ khuẩn và những sản phẩm mà do tế bào tiết ramôi trường trong quá trình trao đổi chất trong đó có Vancomycin, bên cạnh đómột phần các chất dinh dưỡng vẫn chư được chuyển hoá hết còn sót lại ở dịchsau lên men

Vì vậy, ngay sau khi kết thúc quá trình lên men người ta thường tiến hành lọcngay để giảm tổn hao do phân huỷ Vancomycin và giảm bớt khó khăn khi tinhchế, do các tạp chất tạo ra trong lên men

Trang 20

Thiết bị lọc: Sử dụng hệ thống lọc thùng quay Thông thường, người ta

chỉ cần lọc một lần rồi làm lạnh dịch ngay để chuyển sang công đoạn tiếp theo.Chỉ trong những trường hợp rất đặc biệt mới cần phải xử lý kết tủa một phầnprotein và lọc lại dịch lần thứ hai

Quá trình lọc :Dịch lên men được lọc qua hệ thống lọc thùng quay sau đó

cô đặc ở 10mmHg còn 1/50 thể tích

Thu hồi sinh khối : Phần sinh khối tạo ra được rửa sạch, sấy khô và sử

dụng để chế biến thức ăn gia súc

3.2.9 Trao đổi ion lần 1 bằng nhựa Wofatid KPS 200

Tại bất kỳ một điểm pH nào trừ điểm đẳng điện, các protein đều có mangmột điện tích tương ứng với điểm pH đó Dựa vào điện tích thực của chúng tạimột điểm pH nhất định, ta có thể phân tách hỗn hợp protein Trong phương phápnày, pha tĩnh là những hạt mang sẵn một điện tích nhất định, những hạt này sẽtương tác với các phân tử (protein) mang điện tích trái dấu với chúng Cụ thể,nếu hạt mang điện âm (như cột carboxymethyl-cellulose (CM-cellulose)), tiếntrình được gọi là sắc ký trao đổi ion dương, thì sẽ tương tác với những phân tử

Trang 21

mang điện tích dương Ngược lại, nếu hạt mang điện tích dương (như cộtdiethylaminoethyl-cellulose (DEAE-cellulose)), gọi là sắc ký trao đổi ion âm, thìtương tác với phân tử mang điện tích âm Vì thế, những protein cùng dấu với cột

sẽ chạy ra khỏi cột trong khi những protein trái dấu bị giữ lại cột Để phóng thíchnhững protein này, ta tăng nồng độ ion của pha động, những ion này sẽ thế phân

tử protein tương tác với các hạt mang điện tích

Sau trích ly, Vancomycin và các thành phần từ môi trường lên men có khảnăng hòa tan trong Butylacetat được đưa đi sắc ký lần 1 qua cột nhựa KPS200mang điện tích âm Vì dung dịch có pH = 2- 2,5 nên phần lớn các protein vàpeptide ( kể cả Vancomycin ) đều tích điện dương Tùy thuộc vào mức độ tíchđiện của các cấu tử có trong dung dịch mà các cấu tử này sẽ đi ra khỏi cột ở cácphân đoạn khác nhau khi được rửa giải bởi NH4OH Các cấu tử tích điện dươngnhỏ sẽ đi ra trước tiếp đó là các cấu tử mang điện tích dương lớn hơn sẽ đi ra sau

Trang 22

Hình 3.1: Minh họa sắc ký trao đổi ion

3.2.10 Chiết bằng NH 4 OH

Vancomycin, và các protein mang điện tích dương bám trên bề mặt trao đổiion của nhựa Wofatid 200 sẽ được rửa giải ra khỏi cột nhựa bằng dung dịch

NH4OH 0,2N; pH= 9-11

3.2.11 Trao đổi ion lần 2 bằng nhựa Wofatid N

Dung dịch sau trao đổi ion lần 1 không chỉ chứa Vancomycin mà còn chứacác protein và các axit hữu cơ Vì vậy dung dịch được tiếp tục trao đổi ion lần 2bằng cột nhựa Wofatid N mang điện tích dương

Hầu hết các protein và peptide ( kể cả Vancomycin ) có trong dịch sau khitrao đổi ion lần 1 sẽ mang điện tích âm vì pH của dung dịch lúc này là 9-11

Trang 23

Chính vì sự tích điện trái dấu giữa pha tĩnh của thiết bị sắc ký mà Vancomycinđược hấp phụ trên cột

3.2.16 Sấy

Sau khi lọc thu kết tủa thì lượng chất rắn này vẫn còn một lượng nước dovậy mà chúng vẫn có độ ẩm khá lớn sẽ khó cho việc bảo quản và vận chuyển.Chính vì như vậy mà ta cần sấy khô sản phẩm nhằm mục đích khắc phục nhữngnhược điểm của sản phẩm ướt Thường thì kháng sinh là những chất có hoạt tínhsinh học cao, rất dễ bị biến tính bởi nhiệt do vậy mà quá trình sấy cần phải đảmbảo được nhiệt độ thấp, thời gian sấy ngắn mà vẫn đảm bảo độ ẩm của sản phẩmsau khi sấy đạt yêu cầu công nghệ

Trước khi sấy cần tiến hành kiểm tra độ tinh khiết Vancomycin tách chiết

từ chủng S Orientalis bằng phương pháp sắc ký lớp mỏng trên hệ dung môi

Trang 24

Butanol - axit acetic - H2O (4 : 3 : 7) cho giá trị Rf; bằng phương pháp phổ khốiAgilent 6310 Ion Trap trên máy HPLC-MS, trọng lượng phân tử là 1449,27 vàbằng sắc ký lỏng cao áp trên máy HPLC-SPA-10 Shimadzu,thời gian lưu là ở 4,4phút giống như Vancomycin chuẩn (Merck).Sắc ký đồ HPLC cho thấy không cócác pic tạp chứng tỏ vancomycin chế phẩm khá tinh sạch, độ tinh khiết đạt 95%.Khi sản phẩm đã đạt độ tinh sạch theo yêu cầu, thường độ tinh khiết khôngdưới 95% sau khi lọc tánh tinh thể; tiếp theo rửa và làm khô sơ bộ bằng dung môi

kỵ nước như izopropanol hay butylalcohl; hút chân không tách dung môi trênmáy lọc băng tải, rồi sấy bằng không khí nóng từ 50-600C đến dạng sản phẩm bộtmuối Vancomycin có độ ẩm là 5% Thời gian sấy là 1h

Sản phẩm này, một phần được sử dụng trực tiếp để pha chế thuốc khángsinh Vancomycin; còn lại, phần lớn được sử dụng làm nguyên liệu phục vụ choviệc sản xuất các sản phẩm Vancomycin và Vancomycin bán tổng hợp khác.Ngoài ra, để sản xuất ra các sản phẩm Vancomycin có độ tinh khiết rất cao,người ta cần phải sử dụng phối hợp thêm một số giải pháp công nghệ khác

CHƯƠNG IV: TÍNH CÂN BẰNG VẬT CHẤT 4.1 Biểu đồ sản xuất

Nhà máy làm việc 12 tháng trong 1 năm, nghỉ các ngày lễ, Tết và chủ nhật

Mỗi ngày làm việc 3 ca Mỗi ca làm việc 8 giờ

Trang 25

Thời gian lên men 1 mẻ là: 120 giờ (3 ngày).Vậy chọn số mẻ lên men trong mộtngày là 1 mẻ.

Bảng 4.1: Kế hoạch sản xuất của nhà máy

4.2 Chọn các số liệu ban đầu

- Tỉ lệ nguyên liệu dùng: Dựa trên môi trường lên men thích hợp cho chủng S orientalis đã tiến hành lựa chọn môi trường lên men tối ưu theo phương pháp quy hoạch thực nghiệm của Box-Wilson cho chủng S orientalis như sau:

Saccharose 49,8 g/l Glucose 17 g/l Bột đậu tương 30,6 g/l NaCl 2,5 g/l CaCO3 2 g/l - CaCl2 40 mg/l - CuSO4 10 mg/l

-(Theo Viện khoa học và công nghệ Việt Nam)

- Năng suất nhà máy: 5000kg sản phẩm / năm

- Các thông số trạng thái ban đầu của nguyên liệu:

- Khối lượng riêng của dịch lên men 17% ở 200C: 1054,2kg/ m3 (11)

- Lượng giống cần bổ sung so với thể tích dịch lên men: 4%

-Lượng giống đặc thù cần dùng so với thể tích dịch lên men là 6%

Bảng 4.2 Mức tiêu hao nguyên liệu qua từng công đoạn

Trang 26

Năng suất của nhà máy là 5000kg Vancomycin/năm

Một năm làm 918 mẻ.Vậy năng suất 1 mẻ là : 918 5,45

5000

=(kg)

4.3.1 Trước sấy :

Tỷ lệ hao hụt là : 1%

Độ ẩm Vancomycin trước sấy : 10%

Độ ẩm Vancomycin sau sấy : 1%

Vậy lượng Vancomycin ẩm trước sấy : = 100 1 6,05

100 10

100

1 100 45 ,

10060

100

10100

Trang 27

Khối lượng dung dịch Vancomycin sau kết tinh đã tính hao hụt:

C

)(74,135,0100

10068

,13

36,274,136,01006

Trang 28

Lượng dung dịch Vancomycin trước khi tẩy màu là: 98,5 13,71

1005,13

10071

71,1358,43

Trang 29

- Vậy lượng chất khô trước trao đổi ion lần 2 là : 20 38,7( )

10074,7

10024

,

=

- Lượng NH4OH 0,2N cần dùng để rửa giải : = 69,24-38,7=30,54(kg)

Giả sử hao hụt chất khô sau khi trao đổi ion lần 1 là 80%

- Vậy lượng chất khô trước trao đổi ion lần 1 là: 20 193,5( )

1007,38

Trang 30

4.3.7 Trước trích ly

Tỉ lệ hao hụt là 1,5%

- Vậy lượng Butylacetat cần dùng cho trích ly là :

)(85,1535,1100

100)

5,19369

Giả sử hao hụt chất khô sau khi trích ly là 20%

- Vậy lượng chất khô trước trích ly là : 100 21,5 246,49( )

1005,193

- Vậy lượng nước có trong dung dịch trước trích ly là 153,85(kg)

- Vậy lượng dung dịch trước trích ly : = 153,85+246,49= 400,34(kg)

- Vậy độ ẩm của dung dịch trước trích ly là : 400,34 38,43(%)

10085,153

Giả sử độ ẩm dung dịch trước cô đặc chiếm 89,8%

Giả sử độ ẩm dung dịch sau cô đặc chiếm 38,43%

- Vậy lượng dịch trước cô đặc có tính tổn thất:

400,34 × 100 89,8

43 , 38 100 1 100

Lượng dung dịch trước cô đặc là: 2440,97(kg)

Lượng dung dịch sau cô đặc là: 400,34(kg)

Trang 31

Vậy lương nước bay hơi : = 2440,97- 400,34= 2046,63(kg)

Vậy thể tích nước bay hơi = 2046,63 (l)

4.3.9 Trước lọc tách sinh khối:

Tỉ lệ hao hụt 2%

Lượng dung dịch trước lọc là :

78 , 2490 2

-Vậy thể tích dịch trước lên men là :

) ( 531 , 2 1006

8 , 1 2,531

=

×

(kg)Khối lượng dầu lạc 0,1 kg/m3 cần bổ sung là:

253 , 0 1

1 , 0 2,531

Trang 32

Lượng giống cần dùng cho quá trình lên men là 6 – 8% so với thể tích dịch lênmen Chọn tỉ lệ là 6%, vậy lượng giống (giống cấp II) cho vào là:

Vgiống II

15 , 0 100

6 2,531

=

×

=

( m3)Khối lượng riêng của giống là 1070(kg/m3)

Khối lượng giống cấp II là:

4 531 , 2

m

=

=-Vậy khối lượng dịch môi trường trước lên men là :

(m3) = 25(lít)Lượng giống gốc trong phòng thí nghiệm bằng 10% lượng giống cấp I

Thể tích giống gốc trong phòng thí nghiệm là:

Vgiống = 100 2,5

10

25 × =

(lít)

4.3.12 Trước thanh trùng làm nguội:

Trang 33

Tỉ lệ hao hụt 1%:

Vậy lượng nguyên liệu đưa đi thanh trùng làm nguội là:

20 , 2280 99

Thể tích dịch lên men trước pha chế := 1,006 2278( )

67,2291

100 6 , 30

2278 × × × =

(g) = 74,87 (kg)Saccharose : 98 121852,2

100 95

100 8 , 49

2278 × × × =

(g) = 121,85 (kg)Glucose : 98 41596,13

100 95

100 17

2278 × × × =

(g) = 41,6 (kg)NaCl:

99 , 5698 )

07 , 0 100 (

100 5

, 2

2 , 4559 )

07 , 0 100 (

100 2

100 04

, 0

8 , 22 ) 07 , 0 100 (

100 01

, 0

4.3 Bảng tổng kết nguyên liệu lên men

STT Lượng nguyên liệu, bán thành Năng suất Năng suất Năng suất

Trang 34

0,023 21,114

2 Trước Pha chế dịch lên men (kg) 286,4588 2291,67 2103753,1

3 Trước Thanh trùng làm nguội(kg) 285,025 2280,2 2093223,6

4 Trước Lên men (lit) 282,175 2257,4 2072293,2

6 Trước cô đặc (kg) 305,1213 2440,97 2240810,5

7 Trước trích ly (kg) 50,0425 400,34 367512,12

8 Trước trao đổi ion lần 1 (kg) 43,71 349,69 321015,42

9 Trước trao đổi ion lần 2 (kg) 8,66 69,24 63562,32

Trang 35

17 Lượng giống thạch nghiêng (lít) 0,3 2,5 2295

19 Lượng dầu lạc bổ sung (kg) 0,03 0,25 229,5

Trang 36

Hình 5.1 Cân định lượng

CHƯƠNG V: TÍNH VÀ CHỌN THIẾT BỊ 5.1 Cân định lượng

Cân định lượng dùng để cân theo khối lượng đã tính toán cho vào thùng pha chế dịch lên men

Lượng nguyên liệu lớn nhất cần cân cho 1 ca là 121,85(kg)

Chọn 2 cân trong công đoạn này để thuận lợi cho quá trình sản xuất

5.2 Thiết bị pha chế dịch lên men

Lượng dịch đem đi pha chế dịch lên men là:

Trang 37

Chọn D = 1(m)

H = 1,3 x D = 1,3 (m)

h = 0,3 x D = 0,3 (m)Chiều cao của thùng: H0 = 2h + H = 1,9 (m)

Hình 5.2.Thiết bị pha chế dịch lên men

5.3 Thiết bị thanh trùng và làm nguội

Lượng dịch đem đi thanh trùng làm nguội là: 285,03 (kg/h)

Thể tích của dịch đưa đi thanh trùng, làm nguội là:

Vdịch= 1,006 283,33( / )

285,03

h lít

==

Chọn thiết bị gia nhiệt dạng tấm Tetra Plex 500[28]:

- Năng suất : 500 (l/h)

- Áp suất hơi : 1,6 MPa

Thiết kế nhà máy sản xuất kháng sinh Vancomycin năng suất 5000kg sản

phẩm/năm

Trang 38

Thời gian thanh trùng là 15 phút

Số lượng thiết bị được chọn là n = 60 0,14

15 500

33 , 283

=

×Chọn n = 1 thiết bị thanh trùng làm nguội

Hình 5.3 Thiết bị gia nhiệt dạng tấm Tetra Plex 500 [28]

5.4 Thiết bị lên men

Khối lượng dịch lên men của 1 ca là: 2257,4 (kg/ca)

Chọn hệ số chứa đầy ϕ = 0,85 Thể tích thực của thiết bị lên men là:

Thiết kế nhà máy sản xuất kháng sinh Vancomycin năng suất 5000kg sản

phẩm/năm

Trang 39

Vthiết bị=1,006 0,85 2639,93( )

4,2257

- Áo jacket làm mát : 30% diện tích

- Công suất điện : 3 kw

Thời gian lên men của Vancomycin là 120h

Số thiết bị lên men là: 3000 8 13

120 93 ,

Hình 5.4 Thiết bị lên men WD-3000 [13]

5.5 Thiết bị lọc tách sinh khối

Khối lượng dịch đưa đi lọc sinh khối là: = 1,006 329,37

35 ,

331 =

(l/h) = 0,33 (m3/h)Chọn thiết bị lọc khung bản loại K B

Trang 40

- Áp suất làm việc : 1MPa

Thể tích dung dịch trước cô đặc trong 1 ca :

Lượng dung dịch trước cô đặc là: 305,12(kg/h)

Lượng dung dịch sau cô đặc là: 50,04(kg/h)

Lương nước bay hơi : = 305,12 - 50,04= 225,08(kg/h)

Sử dụng thiết bị cô đặc chân không TA62D, Italia với thông số kĩ thuật sau : [19]Kích thước : 1030×850×2100 mm

Định dạng
Số trang	90
Dung lượng	2,38 MB

Thiết kế nhà máy sản xuất kháng sinh Vancomycin năng suất 5000kg sản phẩmnăm

Chọn bơm sử dụng trong nhà máy

Nhà sinh hoạt, vệ sinh