Процессы химической очистки антибиотиков и их аппаратурно-технологическое оформление

Выделение антибиотика и его химическая очистка являются следующими после стадий ферментации и фильтрации культуралъной жидкости основными этапами производства, охватывающими значительную его часть - от обработки нативного раствора (а иногда нефильтрованной культуральной жидкости или содержащего антибиотик мицелия) до сушки очищенного препарата.

Рис 1. Общая схема выделения и очистки антибиотиков [В.Я. Воробьева, 1977]

На промышленных предприятиях эта часть производства, включающая несколько технологических стадий, организационно оформлена обычно в виде отдельного участка или цеха, оснащенного разнообразным, зачастую весьма сложным оборудованием.

В процессе химической очистки осуществляется извлечение антибиотика из нативного раствора или, реже, из мицелия, концентрирование антибиотика и удаление сопутствующих ему примесей с целью получения чистого препарата.

Таким образом, если количество производимого продукта определяется главным образом на стадии ферментации, а его товарная форма - на стадии фасовки и получения лекарственных средств, то качество антибиотика, его чистота в решающей степени зависят от химической очистки.

Получение препарата высокой степени чистоты представляет собой весьма сложный и трудоемкий процесс, прежде всего, из-за многочисленности примесей, присутствующих наряду с антибиотиком в поступающем на химическую очистку нативном растворе.

Этими примесями являются как компоненты питательной среды, не полностью потребленные микроорганизмом-продуцентом, так и продукты его жизнедеятельности, а также вещества, образовавшиеся при стерилизации среды, тепловой коагуляции и т. д.

По химической природе примеси чрезвычайно разнообразны: неорганические соли и углеводы, жиры, различные белки и другие органические соединения, продукты их распада, окисления, ферментных превращений.

Однако наибольшие трудности при очистке связаны с наличием среди примесей веществ, близких к антибиотику по физико-химическим свойствам, а иногда имеющих такой же химический состав и даже идентичную структуру молекулы и отличающихся от него лишь пространственным расположением отдельных атомов или функциональных групп (стереоизомеры, например эпимеры тетрациклина). [5]

Антибиотики, представляющие собой сложные органические соединения, зачастую отличаются неустойчивостью в растворах, высокой чувствительностью к внешним условиям.

Во многих случаях даже небольшое повышение температуры, изменение рН и т. д. приводят к инактивации, т. е. к химическим изменениям, превращающим антибиотик в биологически неактивное вещество.

Поэтому для химической очистки антибиотиков, как правило, недопустимо применение резких температурных воздействий, жестких химических реагентов (концентрированных кислот, щелочей, окислителей). Во избежание значительных потерь продукта технологические процессы химической очистки должны проводиться в условиях, максимально обеспечивающих стабильность антибиотика; если же неблагоприятные для антибиотика процессы неизбежны, они должны для уменьшения инактивации осуществляться как можно быстрее, при пониженных температурах, строгом регулировании рН раствора.

Характерным для химической очистки является также применение агрессивных, коррозирующих металлы реагентов (в частности, разбавленной серной и соляной кислот) при необходимости вместе с тем обеспечить максимальную чистоту продукта.