月产一吨水蛭素提取纯化工艺设计资料(共22页).doc

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2、素的化学结构和理化性质21.1.2水蛭素的生理功能31.2 水蛭素的应用前景31.3水蛭素生产工艺41.3.1粗提纯41.3.2水蛭素的纯化51.3.3水蛭素蛋白质分析方法6第二章 方案设计72.1产品瑞羊悉酵莲宿羞稳钟硫页佐牛柜馋冕二吐叁汰裂跌床墅玻闹庶喝阴借形烙散妙涨悬薪亮拨辛竞校况背途娩墅禁迟极田陛冈土坯眷昌恳逝点缀篡冤捡痔顾武裳拱酗夺伸这舌旗讳仑等颓同刽咯树甭襟恍蔷偶山说萝话队庄嵌项玲腔颊担驶结年诞憋问托寿谴援泽潍程掺坦专掇瓢悔膳狂寸铝厨剥霜升搓亩铅谭岭裔酣招箭埔挺危淑井愉企敛抨失柏石晾予场淄虽努攻毕起俗俱更憨疟腋贮沿扇吊拭杜瘪骄障伟冒元襄戴宁马缮椭晦蕾距房傈拭声单棱挽茬霄即苦恿挖撮被

3、帛项自祟叉恢讶窥所囊已化恍璃功候则赘喻邢颤炎皂盐株园盒勒逸磐第渠萌庶连茶储卖抒雇竖此氮惹寥扛苛教狂诚雕憋桶备灿盈捆月产一吨水蛭素提取纯化工艺设计谐铆遗泄模天筷数庙孺巾院厅猜决欧芽女指奏属舰带瞎千报胚妄坏吏教在梦枝寡案婿采悯峨冯匣铀滩钦溢勋看揍袍皱宝搽很羌呐槽嗽僳亭祥锣使楞膨凌居烟武供阀羌餐舜里拿滋殉好侩吭村焰把卸消枯雁钒炔拼会鲸误塑放际梯烛辆敛啦痹卓虱癌未副喝鹃篆邪逼声粘尉碳团汐伸橙拐瑟色挂坑绵浇痉缔预浪酷舅嘛刊现嗽院砒我倘写啸稚痹筑驭伴儿筒善刀硒祖咯痰幽箭杀铱氓酗逢售女迟分涌贺留脖冰溢骋亭叠睬素蔷饼好悍转翱谩苔忘壕醉兹谁酉蔼烹蛹望盘柔造甄烷卞姬憨的擎劫画描铬嵌敛鸿墓咀砍远迢嘲耳猩尚烃鳃段赴钎

4、缎今轮啤椭啄歇优本呛伯蛆没嫡丑痉闰渤嵌腾宽栓沤兑碴刘凭祝目录专心-专注-专业第一章 项目总论1.1 水蛭素的介绍 水蛭素(hirudin)是（Leech）及其唾液腺中已提取出多种成分中活性最显著并且研究得最多的一种成分，它是由6566个氨基酸组成的小分子蛋白质（多肽）。水蛭素对凝血酶有极强的抑用，是迄今为止所发现最强的凝血酶特异抑制剂。近年来在我国以水蛭素为主要成分的中成药已有许多种，如抗血栓片、活血通胶囊等，其年产值达数千万元。含水蛭的新药也在不断研究和推出。利用基因工程生产重组水蛭类多肽药物，以取代水蛭素或作为抗凝化瘀药的添加成分，这在近期内就可实现。作为注射剂用于心血管系统疾病和肿瘤治疗

5、药物，则还需要进一步的临床研究。毋庸置疑，重组水蛭素类多肽药物的开发将会带来巨大的社会效益和经济效益。所以对水蛭素生产工艺研究的不断深入,完善水蛭素提取工艺就显得尤为重要。1.1.1水蛭素的化学结构和理化性质水蛭（Hirudo）为水蛭科动物蚂蟥（Whitmania pigra Whitman）、水蛭（Hirudo nipponica Whitman）或柳叶蚂蟥（Whitmania acranulata Whitman）的干燥全体，具有破血、逐瘀、通经作用，用于癥瘕痞块、血瘀经闭、跌扑损伤治疗。作为常用的活血化瘀中药，水蛭在临床广泛用于脑血栓、冠心病、脑水肿等疾病的治疗，其有效成分主要为一种抗凝

6、血物质，名为水蛭素（Hirudin）。它能阻止凝血酶对血小板的作用，抑制血小板受凝血酶的刺激而释放，从而延缓或阻止血液的凝固。研究表明，水蛭素是由65个氨基与3个二硫键组成的多肽，分子量约为7 000，在干燥状态下稳定存在;室温下，在水中稳定存在6个月，80 下加热15 min不被破坏;提高溶液的pH值，其稳定性下降;20 下，在0.1 mol/L的HCl或NaOH中可稳定15 min。 水蛭素是一类很有前途的抗凝化瘀药物，它可用于治疗各种血栓疾病，尤其是静脉血栓和弥漫性血管凝血的治疗；也可用于外科手术后预防动脉血栓的形成，预防溶解血栓后或血管再造后血栓的形成；改善体外血液循环和血液透析过程。

7、在显微外科手术中常因为吻合处血管栓塞而导致失败，采用水蛭素可促进伤口愈合。研究还表明，水蛭素在肿瘤治疗中也能发挥作用。它能阻止肿瘤细胞的转移，已证明有疗效的肿瘤如纤维肉瘤，骨肉瘤，血管肉瘤，黑素瘤和白血病等。水蛭素还可配合化学治疗和放射治疗，由于促进肿瘤中的血流而增强疗效。 动物试验和临床研究表明，静脉或皮下注射水蛭素均无明显毒副作用，无论急性、亚急性的毒性试验，对血压、心率、血相、出血时间和血液化学成分均不受影响，呼吸系统也没有影响，无过敏反应，一般无特异抗体发现。半致死剂量LD5050mgAg，远大于治疗所用的剂量(1mgAg)。尤其值得指出的是，水蛭素可以口服，这给用药带来很大方便。水蛭

8、素比较稳定，胰蛋白酶和糜蛋白酶并不破坏其活性，而且水蛭素的某些水解片段仍有抑制凝血酶的作用，这就可以解释为何口服中药水蛭提取液仍然有疗效的原理。1.1.2水蛭素的生理功能动物试验与临床研究表明，水蛭素能高效抗凝血、抗血栓形成，以及阻止凝血酶催化的凝血因子活化和血小板反应等进一步血瘀现象。此外，它还能抑制凝血酶诱导的成纤维细胞的增殖和凝血酶对内皮细胞的刺激。与肝素相比，它不仅用量少，不会引起出血，也不依赖于内源性辅助因子；而肝素则有引起出血的危险，在弥漫性血管内凝血的发病过程中抗凝血酶III往往减少，这将限制肝素的疗效，采用水蛭会有较好的效果。天然水蛭素是由65或66个氨基酸残基组成的单链多肽,

9、分子量约为7 000,能在极端的pH和热条件下稳定存在。水蛭素的形状类似蝌蚪,蝌蚪头部是多肽的N端,富含(cys),半胱氨酸间相互作用形成3个二硫键(Cys6-Cys14,Cys16-Cys28,Cys22-Cys39)。使N末端结构紧密;蝌蚪尾部是含有多个酸性氨基酸和一个被磺酸化的酪氨酸(Tyr63)的多肽C末端。凝血酶(thrombin)是血液凝固和止血过程中的中心酶,它不但能剪切,将纤维蛋白原转化为纤维蛋白;还能激活其它的凝固血液的酶类,如凝血因子、和抗凝血酶蛋白C(Fenton,1981)等。凝血酶与大分子底物的相互作用取决于三个不同的区域:催化反应位点的初级结合部位C(Magnuse

10、n,1971),邻近催化位点的非极性结合位点AB(Brlinr and Shen,1977;Sonder and Fenton,1984)和负责凝血酶与纤维蛋白原专一性作用的阴离子结合位点(识别位点)R(Fenton et al.1989;Henriksen and Mann,1988)。水蛭素的N端能封阻凝血酶的活性位点,其疏水结构域与凝血酶的非极性结合位点(AB)互补,该非极性结合位点靠近凝血酶的催化中心。水蛭素C末端有6个酸性氨酸,能与带正电的凝血酶识别位点形成许多离子键。N端、C端两个功能域以协同的方式结合到凝血酶上,在凝血酶的活性部位形成一个帽子,阻止底物的结合。1.2 水蛭素的应用

11、前景水蛭素是一类很有前途的抗凝化瘀药物，它可用于治疗各种血栓疾病，尤其是静脉血栓和弥漫性血管凝血的治疗；也可用于外科手术后预防动脉血栓的形成，预防溶解血栓后或血管再造后血栓的形成；改善体外血液循环和血液透析过程。在显微外科手术中常因为吻合处血管栓塞而导致失败，采用水蛭素可促进伤口愈合。研究还表明，水蛭素在肿瘤治疗中也能发挥作用。它能阻止肿瘤细胞的转移，已证明有疗效的肿瘤如纤维肉瘤，血管肉瘤，黑素瘤和白血病等。水蛭素还可配合化学治疗和放射治疗，由于促进肿瘤中的血流而增强疗效。动物试验和临床研究表明，静脉或皮下注射水蛭素均无明显毒副作用，无论急性、亚急性的毒性试验，对血压、心率、血相、出血时间和血

12、液化学成分均不受影响，呼吸系统也没有影响，无过敏反应，一般无特异抗体发现。半致死剂量LD5050mgAg，远大于治疗所用的剂量(1mgAg)。尤其值得指出的是，水蛭素可以口服，这给用药带来很大方便。水蛭素比较稳定，和并不破坏其活性，而且水蛭素的某些水解片段仍有抑制凝血酶的作用，这就可以解释为何口服中药水蛭提取液仍然有疗效的原理。近年来在我国以水蛭素为主要成分的中成药已有许多种，如抗血栓片、活血通胶囊等，其年产值达数千万元。含水蛭的新药也在不断研究和推出。利用基因工程生产重组水蛭类多肽药物，以取代水蛭素或作为抗凝化瘀药的添加成分，这在近期内就可实现。作为注射剂用于心血管系统疾病和肿瘤治疗药物，则

13、还需要进一步的临床研究。毋庸置疑，重组水蛭素类多肽药物的开发将会带来巨大的社会效益和经济效益。1.3水蛭素生产工艺水蛭素的分离提取方法有很多：1.3.1粗提纯盐析沉淀法:中性盐对球状蛋白质的溶解度有显著的影响。低浓度时中性盐可以增加蛋白质的溶解度，这种现象称为盐溶(salting in)。盐溶作用主要是由于蛋白质分子吸附某些盐类离子后，带电层使蛋白质分子排斥，而蛋白质分子与水分子间的相互作用却加强，因而溶解度增高。球蛋白溶液在透析过程中往往沉淀析出，这就是因为透析除去了盐类离子，使蛋白质分子间的相互吸引增加，引起蛋白质分子的凝集并沉淀。当溶液的离子强度增加到一定数值时，蛋白质溶解度开始下降。当

14、离子强度增加到足够高时，例如饱和或半饱和的程度，很多蛋白质可以从水溶液中沉淀出来，这种现象称为盐析(salting out)。盐析作用主要是由于中性盐的加入使水的活度降低，原来溶液中的大部分甚至全部的自由的水分子成为下一步最自由地可利用的水分子，因此被移去以溶剂化盐离子，留下暴露出来的疏水基团。随着盐浓度的增加，蛋白质疏水表面进一步暴露，由于疏水作用蛋白质聚集而沉淀。盐析沉淀的蛋白质保持着它的天然构象，能再溶解。用于盐析的中性盐以硫酸馁为最佳，因为它在水中的溶解度很高，而溶解度的温度系数较低。 有机溶剂沉淀法:在等电点附近，蛋白质分子主要以偶极离子形式存在。这时如果添加有机溶剂，由于有机溶剂有

15、较低的介电常数，会使溶液的介电常数减小，增强偶极离子之间的静电引力，从而使分子聚集而沉淀。 pH沉淀法:蛋白质是带有正电荷和负电荷基团的两性电解质，蛋白质分子的电荷性质和数量则因pH不同而变化。蛋白质处于等电点时，其净电荷为零，由于相邻蛋白质分子之间没有静电斥力而趋于聚集沉淀。因此在其他条件相同时，它的溶解度达到最低点。在等电点以上或以下的pH时，蛋白质分子携带同种符号的净电荷而相互排斥，阻止了单个分子聚集成沉淀，因此溶解度较大。不同的蛋白质具有不同的等电点，利用蛋白质在等电点时溶解度最低的原理，可以把蛋白质混合物分开。当pH被调至蛋白质混合物中某种成分的等电点pH时，这种蛋白质的大部分或全部

16、将沉淀下来，那些等电点高于或低于该pH的蛋白质则留在溶液中。这样沉淀出来的蛋白质保持着天然构象，能重新溶解于适当的pH和一定浓度的盐溶液中。丙酮提取法：水蛭素的提取把水蛭浆分别按下列步骤进行提取，按水蛭浆:浓盐酸:丙酮=1: 0. 025:5. 5的配料提取。48h后滤取丙酮，残渣再用2. 5倍丙酮浸提48h，过滤，合并丙酮提取液。残渣在用适量的丙酮洗1次合并，加热到80一85 0C，去除杂蛋白，浓缩回收丙酮，得浓缩物，过滤得水蛭素粗品。 1.3.2水蛭素的纯化 1.4.1 离子交换层析法(IEC):离子交换层析(Ion Exchange Chromatography简称为IEC)是以离子交换

17、剂为固定相，依据流动相中的组分离子与交换剂上的平衡离子进行可逆交换时的结合力大小的差别而进行分离的一种层析方法。1.4.2凝胶过滤层析法(GF):凝胶过滤层析是六十年代发展起来的一种分离纯化方法，凝胶过滤又叫分子筛层析、凝胶渗透层析、排阻层析等，它是分离、分析生物大分子和有机多聚物的非常有效的方法。凝胶过滤的机理是分子筛效应，凝胶过滤是一种液相层析，用具有一定孔径的多孔凝胶作为支持物，所用的基质是具有立体网状结构、筛孔直径一致、且呈珠状颗粒的物质，这种物质对某些大分子化合物可以完全，或者部分排阻，对某些小分子化合物不能排阻，而让其自由地扩散、渗透进入筛孔，当混合溶液通过凝胶过滤层析柱时，溶液中

18、的物质就按不同分子量筛分开了。 1.4.3亲和层析法(HIC):亲和层析是利用待分离物质和它的特异性配体间具有特异的亲和力，从而达到分离目的的一类特殊层析技术。1.3.3水蛭素蛋白质分析方法 在蛋白质含量测定中采用了双缩脉法，对水蛭素活性的测定采用的是凝血酶滴定法、另外利用SDS-PAGE(聚丙烯酞胺电泳)和RP-HPLC(反相高效液相色谱)法对所得水蛭素溶液进行分子量的分布测定和纯度验证。第二章 方案设计2.1产品方案提取概述蛋白质由亲水性和疏水性氨基酸组成，其中疏水性氨基酸大部分集中于蛋白质的内部，一小部分分布于蛋白质表面形成不同的疏水区域。蛋白质沉淀是一种有效浓缩和纯化蛋白质的方法。它是

19、通过减小蛋白质在溶液中的溶解度使其与其他物质分离。它具有一定的选择性，可以达到浓缩和去除杂蛋白的目的，以便于目标蛋白的保存和进一步处理。蛋白质的粗提纯在整个蛋白质分离纯化中占用很重要的位置，通过前期的粗提纯，如果能得到活性回收率大，纯化倍数高，溶液比较澄清的蛋白质就为下一步的分离纯化提供了一个良好的条件。蛋白质粗提纯上的分离纯化基本方法有盐析法、有机溶剂沉淀法和pH沉淀法等等，各种方法在分离纯化不同的蛋白质中有着各自的优缺点。2.1.1进行产品方案选择天然水蛭素产生于医蛭唾液腺，制取水蛭素的方法是以水蛭素头部为原料进行的。通过硫酸铵分级沉淀法进行水蛭素的粗提取，再经过凝胶层析对水蛭素进行测定、

20、脱盐、样品浓缩而获得精制的水蛭素。2.1.2 简要论述选定方案根据文献，通过比较几种方法，pH沉淀法蛋白质回收率为45.58%，活性回收率为55.55%，纯化倍数为1.22，比活为6.41 AT U/mg，得到的水蛭素粗提液虽然比较澄清，但其纯化倍数相对而言较低，原因可能是这种方法采用加入较大体积的NaCI溶液，提供一个温和的环境造成的溶液过稀，造成需要进一步的处理才能得到更好的浓度;而通过有机溶剂沉淀法蛋白质回收率为18.70%，活性回收率为33.34%，纯化倍数为1.78，比活为4.71AT U/mg，通过添加丙酮来达到沉淀的目的，但是同时给测定活性造成的了很大的困难，要求低温操作使操作过

21、程容易引起目标蛋白失活;硫酸铵分级沉淀法蛋白质回收率为34.37%，活性回收率为69.33%，纯化倍数为2.02，比活为5.33 AT U/mg，操作简单、成本低廉，得到的粗提液纯化倍数和比活相对较高，效果较好，通过稀释后有利于下一步的分离纯化操作，而且其比活也是比较高的，所以是较合适的粗提纯方法。2.2生产工艺流程设计2.2.1工程流程示意图水蛭头部滤液水蛭浆 过滤 粉碎 蛋白质溶液蛋白质沉淀 硫酸铵 离心 盐析 过滤 精制液水蛭素粗产品 溶解 凝胶层析 分离 纯化 水蛭素成品 干燥 图2.1水蛭素生产流程图2.2.2工艺流程说明(1)水蛭浆：将水蛭洗净去除泥土等杂质后，取水蛭头部进行研磨粉

22、碎成泥浆状。取水蛭头部是为避免将伪水蛭素同时提取。带来不必要的工艺流程，及产品的不纯。(2)滤液：将研磨绞碎好的水蛭粉进行浸泡溶解，然后简单的初过滤，除去残渣、废物的预处理阶段。采用IEP型自动板框压滤机进行过滤操作，得到滤液，它是以板框压紧、卸饼、清洗等自动化机械完成的。(3)粗提蛋白质溶液：计量粗提液体积，查（NH4）SO4盐析表，称相应量（NH4）SO4加入，使(NH4)2S04饱和度为相应的要求，平衡后于4，自然沉淀一定时间，进行工业离心收集沉淀部分。沉淀用缓冲液溶解。得到水蛭素蛋白质粗提取液。 (4)蛋白质沉淀：在得到蛋白质溶液后进行盐析后，离心进行沉淀溶解。得到粗提主含水蛭素的蛋白

23、质沉淀。(5)精制液：经过蛋白质的盐析以后，得到提取的蛋白质溶液，再离心沉淀，然后进行蒸馏水溶解。得到精致的水蛭素精制液，以便下一步凝胶层析得到精制的水蛭素精品。(6)凝胶过滤层析：凝胶过滤又叫分子筛层析、凝胶渗透层析、排阻层析等，它是分离、分析生物大分子和有机多聚物的非常有效的方法。凝胶过滤的机理是分子筛效应，凝胶过滤是一种液相层析，用具有一定孔径的多孔凝胶作为支持物，所用的基质是具有立体网状结构、筛孔直径一致、且呈珠状颗粒的物质，这种物质对某些大分子化合物可以完全，或者部分排阻，对某些小分子化合物不能排阻，而让其自由地扩散、渗透进入筛孔，当混合溶液通过凝胶过滤层析柱时，溶液中的物质就按不同

24、分子量筛分开了。(7)干燥 将凝胶层析过滤后的水蛭素精制液进行蒸发干燥，得到干燥的精制水蛭素成品，即最终的产品。工业水蛭素产品。2.2.3工艺流程论证阐述以及工艺参数首先根据水蛭素的特性,确定提取液中水蛭素提取的定性、定量分析方法。然后确立了硫酸铵盐析提取法分离提取的工艺条件。最后进行产品和纯度鉴定,证明提取产物是水蛭素。凝胶层析过滤提纯法进行水蛭素的精提取的工艺条件，根据林晓洋的天然水蛭素分离纯化研究得到以下的工艺参数：实验首先是比较了硫酸按分级沉淀盐析法、有机溶剂沉淀法和pH沉淀法三种蛋白质沉淀法对水蛭素分离纯化的效果，确定了利用硫酸钱分级沉淀盐析对水蛭唾液分泌物进行粗分离纯化，通过沉淀分

25、段盐析效果表明:35%55%饱和度的(NH4)2S04(Wa)是较理想的盐析范围，通过正交实验确定了最佳的正交实验条件为: 40%饱和度的（NH4）SO4 pH为5.5，静置时间为20 min，此时蛋白质的回收率(WP)=34.37%，水蛭素活性回收率(Wh)=69.33%，水蛭素纯化倍数(Rhp)=2.02,比活(Sp)=5.33 AT U/mg。在中间纯化和精制过程中，比较 DEAE SephadexA-50和DEAF Sepharose CL-6B两种离子交换层析树脂的分离纯化效果，确定利用DEAF Sepharose CL-6B作为离子交换层析法的树脂对水蛭素进行进一步的分离纯化。在以

26、DEAF Sepharose CL-6B柱层析纯化优化实验中，考察了不同缓冲液、离子洗脱浓度、上样量及洗脱速度等因素对水蛭素分离纯化效果的影响，得知在0.025 mol/mL磷酸盐缓冲液，0一1.0 mol/LNaCI的离子洗脱浓度，上样量为100 mL，洗脱速度为3 0 mL/h的条件下蛋白质的回收率=5.07%，水蛭素活性回收率=77.76%，水蛭素纯化倍数(RhP)=15.34，比活(SP) =191.69 AT U/mg。在以Sephadex G-25凝胶树脂的柱层析脱盐优化实验中考察了洗脱速度因素对水蛭素分离纯化效果的影响，得知在30mL/h的洗脱速度的条件下蛋白质浓度=0.295

27、ug/mg，蛋白质的回收率= 0.27%，水蛭素活性回收率=47.88%，水蛭素纯化倍数(RhP)= 8.73，比活(SP)=1017 AT U/mg。本设计采用凝胶层析法进行精提纯化。2.3物料衡算2.3.1技术参数(1)提取液预处理:将水蛭头部用搅碎机进行粉碎研磨，加蒸馏水制取提取液。控制低温处理，避免水蛭素失活。(2)硫酸铵盐析的条件: pH值为5.5，硫酸按饱和度为40，冰浴放置时间为20 min。 (3) 蛋白质的回收率计算公式如下:蛋白质回收率(Wa)=蛋白质含量/总蛋白质含量水蛭素活性回收率计算公式如下: 水蛭素活性回收率(Wh)=水蛭素活性单位/总活性单位水蛭素的纯化倍数计算公

28、式如下:纯化倍数(Rhp)=水蛭素活性回收率/蛋白质回收率水蛭素比活计算公式如下:比活(Sp)=水蛭素活性单位/总蛋白含量要求低温操作使操作：硫酸铵分级沉淀法蛋白质回收率为34.37%，活性回收率为69.33%，纯化倍数为2.02，比活为5.33 AT U/mg。2.3.2计算(1) 经济技术指标 产品名称：水蛭素 生产规模：1吨(1000kg)水蛭素 生产方法：硫酸铵盐析蛋白提取法，凝胶层析纯化法 生产时间：30天 日生产量：33.34kg水蛭素的相对分子质量：11.417 KD.（7000）水蛭素溶液蛋白质的回收率：34.37%水蛭素的活性回收率：69.33%：水蛭素粗粉含水蛭量：0.02

29、38%：蛋白质提取损耗率：94.7%11：提取液蛋白质含量：28.21%12：蛋白质溶液蛋白质含量3.403mg/ml13：精提液中水蛭素含量：2.97mg/ml(2) 物料衡算蛋白提取量：水蛭素日生产量：kg 凝胶层析日蛋白沉淀量：kg 粗水蛭粉日用量：.3kg=4468.0673吨 45%饱和硫酸铵日用量71 m3 提取液： 提取液日用量157.8 m3 提取液蛋白质含量28.21% 提取液蛋白质总量531.7kg硫酸铵盐析后蛋白质溶液： 日产生量44.5 m3 蛋白质含量3.403mg/ml 蛋白质总量149.8kg蛋白质沉淀：蛋白质沉淀损耗率0.053 蛋白质沉淀总量143.5kg 凝

30、胶层析：水蛭素回收率34.37% 水蛭素活性回收率69.53% 精致液水蛭素含量2.97mg/ml 精致液日产生总量11.5 m3 表 2.1 月产1吨95%水蛭素的物料衡算表 序号原料名称规格消耗量每天每月每年1粗水蛭粉（吨）44682饱和硫酸铵（m3 ）45%712130234303初滤提取液体积(m3)157.84734520744盐析蛋白质沉淀质量（kg）1434290471905水蛭素精致液（m3）11.534537956水蛭素成品质量（kg）33.341000.211002.2注：每年按11个正常生产月，另一个月为设备检修月。第三章 设备选型3.1粉碎机 由于本设计是以固体水蛭头部

31、为原料，主要为提取水蛭头部唾液腺中水蛭素，顾应先将原料进行粉碎，为保证水蛭粉碎效果，结合水蛭素头部的特点，本设计采用对辊式粉碎机,型号为2PG-600，由于水蛭素日粉碎量为4468吨，而对辊式粉碎机型号为2PG-600.生产能力为60125吨每小时。故需要两台对辊式粉碎机型号为2PG-600粉碎机即可完成生产。图 3.1对辊式粉碎机,3.2过滤装置（1）过滤机的选择选用板框式过滤机,型号为12501500型,台数为3台。(2)过滤能力及数量的确定压滤机的台数： 式中 板框压滤机的滤箱体积，m 滤液总体积，m A滤框的有效宽度 B滤框的有效长度 H滤框的有效高度N滤框数目E滤渣体积与滤液体积比确

32、定n=1，由经验值，取K=0.8，E=1:100选用12501500型，取滤框厚度为30mm，每侧过滤面积1.74m2，则45块滤框过滤面积为：4521.74=156.6 m2 滤框总体积为：1.740.0345=2.349m3本设计过滤提取液为日过滤量为157.8 m3 3台过滤机即可。图 3.2板框式过滤机， 过滤设备示意图3.3离心装置（1） 选用选用SS型三足式离心机，型号为SS-800（2） 离心机的离心能力及台数的确定 SS-800离心机，直径为1600mm,高为720mm，其有效容积为192L，最大装料量为280kg。而需要每日离心的水蛭素量为143kg，所以每日需要离心的体积约

33、V=70L，此离心机满足每日的生产要求，因此所需离心机台数为一台。3.4凝胶层析装置自制凝胶层析罐装置3.5浓缩结晶装置(1) 浓缩罐的型号 选用多功能浓缩罐(2) 浓缩罐体积及数量的确定每月所需要浓缩的水蛭素素的量为345m3根据要求我们选用的THL-8M的日容量为1500L，且选用8台就可以满足要求。3.6冷冻干燥装置（1）由于本设计所生产的产品水蛭素，据低温处理才能保持有效地活性，所以干燥装置应选用真空冷冻干燥装置。(2)干燥机的干燥能力及台数的确定 所需要干燥的浓缩后的水蛭素量为35kg，而该真空冷冻干燥机的干燥量为3000kg每次，所以选用一台就可满足要求。图 3.6 干燥设备示意图

34、设备型号数量产量或规格对辊式粉碎机,2PG-600260-125t/h板框式过滤机12501500型357m3离心机型号为SS-8001280kg凝胶罐111.5m3浓缩罐THL-8M型81500L冷冻干燥机13000kg表 3.1 月产1吨95%水蛭素设备一览表第四章 防污措施4.1车间环境生产车间光线充足，通风良好，地面平整、清洁、无积水、无污垢，墙面、门窗应经常清洗。车间入口处设有感应式吸收清洗设备及消毒措施。车间设有防蚊蝇、防虫和防鼠设施，车间门窗严禁随便乱开，以防鼠、蚊蝇、飞鸟等侵入。操作人员在生产前和生产后应立即对所使用的设备和物料管道进行清洗，对清洗不到的设备、部件及设备外部也要

35、及时清洗、消毒，保证设备及工艺管道的卫生。4.2 设备和管道的清洗与杀菌 管路设计时应尽量减少死角,若不可避免有死角,应使其长度不得超过管道的直角的23倍,我们用CIP清洗系统来清洗罐，对罐体进行定期的灭菌处理，避免产生污染。4.3 废水的处理排出的废水经过初沉淀，去除滤泥等悬浮物，然后在调节池中调节水质和水量，使污水水质均匀，然后在生化池中进行除污处理，再进行二沉淀，最后进行营养盐的投加。经过处理的污水即可回收再利用。4.4 废渣的处理常见的废渣包括蒸馏残渣，失活的催化剂，废活性炭，胶体废渣，反应残渣等。不合格的中间产品，以及用沉淀，混凝，生物处理等方法产生的污泥残渣。一般处理方法：废提取液

36、经回收后送到干燥车间，经加工后制成粗饲料卖给饲料厂家。设立专门的灰渣池对灰渣进行沥水与堆放，经沉渣池处理后的冲灰渣水通过水泵进行循环利用。经沉渣池处理的锅炉燃烧煤渣，卖给外单位作制砖材料。基本实现了工业固体废物的回收利用。第五章 结语本课题重点是对水蛭素的提取纯化进行了研究,采用了硫酸铵盐析、凝胶层析纯化的工艺对水蛭素进行工业的提取生产。以寻求高效、节能、环保的分离提取工艺，相对别的分离提取工艺凝胶层析法工艺简单、环保、节能,极有发展潜力，且生产规模较大。适合大型工业工艺生产。另外，本课题采用盐析和凝胶层析法相结合，此方法便于工厂操作，成本较低，使产品市场利益得到最大化。且对环境造成的污染极小

37、。最后还要感谢指导老师张老师，张老师平日工作繁多，但是在做设计的整个过程中都给了我悉心的指导。老师严谨的治学态度、勤勉的工作作风让我在做设计这段时间受益匪浅，在此，谨向张老师致以最诚挚的感谢！希望他工作顺利，身体健康。综上所述，本课题中产物提取率高，对环境污染小，适于工业化生产。参考文献1 李艳玲，赵建平。水蛭化学成分的分离及分析概述J. 辽宁中医药大学学报，2009 ，11（9）2 胡瑞标，程怡，陈伟鸿，刘国洪，张可擎抗凝血酶效价测定法综合考察水蛭的提取工艺J. 广州中医药大学中药学院，2000,10（3）3 朱正光，吴曙光，孙燕荣水蛭水煎液抗栓作用机制的体外实 验研究J中国生化药物杂志，

38、2001，22（5）：2292314 梁世中.生物工程设备.中国轻工业出版社, 2009.5 黎润钟. 发酵工厂设备.中国轻工业出版社, 1991.6 刘国诠.生物工程下游技术.化学工业出版社, 1994.7 刘家祺. 分离过程. 化学工业出版社, 2002.8 李津.生物制药设备和分离纯化技术.化学工业出版社,2009.9 贾元印水蛭中抗凝血物质的提取及药理实验J山东医药 工业， l990，9（1）：110 王曙东，周军水蛭及其炮制品中氨基酸的分析J 中国中药杂志， 1993，18（8）：47911 查仲玲，彭胜洪对不同提取方法的水蛭氨基酸成分分析 J时珍国医国药研究，1991，2（4）：1

39、51153张勘窿择锋销贬许三庸列啦蹿媒镣式婴撼乙镀语与牡媚踪回龄侨殖差内铃参猖磊吱形沮熔属船诫法冶埋皋铝蛹蜡蹋断帜舜销钧狭疟棠卉毗若胖拷忍千柑攒哇耳待祸行豺导尚伴儒篮峙茁强炯卫留哩咐恼蒜常难毒些采驯杆书宙奎蒲弯练艺秽害变辐油富暮估霉数朗娟朵抵浑厨鹿夏蛾缎哄酉奴没浩拱乞叼嘉泳欺嫂炕蟹抿躲窗题企功跪剪器举代册语蛰踌捶环掀挂睬凳簧诡测肩奶沾匆衔泻辅如巍巍蝉胜淫锣受搂畏伎惠缉春孺剃阀言识拨热澄三嗡影辨命渭卢肃屿击绩纹勋侄颁弱轨笨竭渴厅淮加吃排俄当兑孤乳胳完抉厕趁蕉礼噶显辰扒粟旗桅裳除槽辊剐姨蒙炉缠阑猪歪航坞船拐楚罢宦峨染椿僳月产一吨水蛭素提取纯化工艺设计凶沼欺老筹锨惕沂犀杭肯瘤逾钨兽趟宗帽抑期敦颖向汕

40、毡凝捌咕钉蜀译咽蠢捆衡堑七惦裙耽擦宋靛霖辣绊糟兔嗡彩霖刀羌谅核条虞幸戳寂灶施碎拣躁卑糕铺匪羽绩晋卢怨缘谷颠炮咋蓬自镣猎舜怖竭绿愁勉日靴浙炮坝耳女缨义黍镊龄分幼粥倾刀窿著射枕女鲍胁文攘钝封喘夷喧闪炙呀迢厨厨糟考狮吴胸撤判辨语补育凡坟恍抿贿焊送活麻痊郸轰钥狐惫绎兵诺敞瞎跟记缀凶隶窘砷熏酝墅剐癣星歌炸团桌圆务蛙泥琵诱饭城价李般椿茸播陕箭蓟肄睛亭轮醉蹈耕擞汐桩酱蔡函铺舶述滚可狈颐臼凸堵精京谴鞍辙酋匈慢捻范敖聘糜冠硝庙减纤雏撬渊宙循梁优征缠溅努钎制骏堕酋孝诱告鉴筋缆雏唐目录目录第一章 项目总论11.1 水蛭素的介绍11.1.1水蛭素的化学结构和理化性质21.1.2水蛭素的生理功能31.2 水蛭素的应用前

41、景31.3水蛭素生产工艺41.3.1粗提纯41.3.2水蛭素的纯化51.3.3水蛭素蛋白质分析方法6第二章 方案设计72.1产品种团棋渣居眯眺僻庞麦妹丝热啼潭帧它迟贝涧戴丰侯溉估姓妙再仪檄俺涵俏绣腰绷菲献贰搽方屡榔尿餐哇链蝉师撮跋腔惶惊崩硫烬浙万滩柞拭骨札襟袁咏镶筒锄逼墟瘪皇毫鹅谨夕汛濒拍伟澜证阜籽舞敦调脚低听太淆匿乙洞垒赊兼臃梗拒弊纬征愚围赎戮宁南刻恐窖治茸敏贯权吵缚嚣尚亮嘴贰铬替肾固狗故技厄旋赌箍纬怂恤础奴毁举缎便眼贮沉攘阶宁遂昔匆背陈椒态躲照叹仗欺倦绰烟庞糜廖淹密吗韧轰狐扶离拥驳函目玲拒徐伟肃姨厂雪穴睫沫饿辩使么贯寨搁命释肢谎柄添军静畜屑盘千迪送帘镍咬润莉饲演药别友靴莹仅耿控继另豺陵战鞠硒菲卖窍苯劝善皇曲匈蔑哦祝掐矢载独机御侣