Успехи антибиотической отрасли промышленности и качество выпускаемой продукции определяются уровнем основных стадий технологического процесса. Промышленное получение антибиотиков — это сложная многоступенчатая биотехнологическая система, состоящая из ряда последовательных стадий.
1) Стадия биосинтеза антибиотика. Это основная биологическая стадия сложного процесса получения антибиотического вещества. Главная задача на этой стадии — создание оптимальных условий для развития продуцента и максимально возможного биосинтеза антибиотика.
Высокая результативность стадии зависит от уровня биосинтетической активности продуцента антибиотика, времени его максимального накопления, стоимости сред для культивирования организма, в том числе стоимости применяемых предшественников, а также общих энергетических затрат на процессы, связанные с развитием продуцента антибиотического вещества.
2) Стадия предварительной обработки культуральной жидкости, клеток (мицелия) микроорганизма и фильтрации. Эффективность стадии во многом определяется составом среды для выращивания продуцента антибиотика, характером его роста, местом основного накопления биологически активного вещества (в культуральной жидкости или внутриклеточно).
3) Стадия выделения и очистки антибиотика. На этой стадии в зависимости от свойств антибиотика, его химического строения и основного места накопления антибиотического вещества применяются различные методы выделения и очистки. В качестве основных методов используются следующие: экстракция, осаждение, сорбция на ионообменных материалах, упаривание, сушка.
Особенность этой технологической стадии определяется тем, что на первом этапе работы приходится иметь дело с небольшой концентрацией (не более 1%)антибиотика в обрабатываемом растворе, тогда как на последующих этапах концентрация антибиотического вещества увеличивается до 20—30%. Все это требует применения различных емкостей и различных объемов используемых реагентов.
4) С тадия получения готовой продукции, изготовление лекарственных форм, расфасовка. Особенность стадии определяется очень высокими требованиями к качеству конечного продукта. При химической очистке антибиотических веществ необходимо соблюдать высокую чистоту помещений, оборудования, проводить систематическую дезинфекцию их. В случае выпуска антибиотиков, предназначенных для инъекций, препараты должны быть стерильными: получение таких антибиотических препаратов, приготовление различных лекарственных форм, дозировка и упаковка должны осуществляться в асептических условиях.
В современныхусловиях производства антибиотиков необходимо принимать меры к максимальному снижению себестоимости препаратов. Для этого необходимо:
1) внедрение в производство наиболее высокопродуктивных штаммов микроорганизмов — продуцентов антибиотиков;
2) создание и обеспечение самых благоприятных условий развития продуцента антибиотика на относительно дешевых средах;
3) широкое использование математических методов планирования процесса развития организма и электронно-вычислительной техники с целью оптимизации и моделирования условий его культивирования, обеспечивающих максимальный выход антибиотика;
4) применение современного оборудования на всех стадиях технологического процесса с автоматизированными контролирующими устройствами основных параметров развития организма и стадий биосинтеза антибиотика.
5. Стерилизации воздуха, аппаратов и сред, подготовка аппаратов к загрузке
Глубинное выращивание микроорганизмов, помимо собственно процесса биосинтеза, включает ряд вспомогательных технологических операций - получение сжатого стерильного воздуха, приготовление и стерилизация питательных сред, подготовка оборудования.
Эти операции во многом определяют качественные и количественные показатели процесса биосинтеза, поэтому к их аппаратурно-технологическому оформлению, технологическим параметрам и режиму работы оборудования предъявляются повышенные требования.
Выращивание микроорганизмов-продуцентов антибиотиков, протекающее в аэробных условиях, требует подачи больших количеств стерильного воздуха для аэрации.
Атмосферный воздух содержит в себе в большей или меньшей степени различные частицы органического и неорганического происхождения, пары влаги, микроорганизмы и т.д.
Использование компрессоров для сжатия воздуха приводит к добавлению механических включений, образующихся в результате истирания трущихся деталей при работе машины, а в случае применения поршневых компрессоров - также еще и смазочных масел.
Установка для очистки и стерилизации воздуха, подаваемого на аэрацию, должна удовлетворять ряду общих требований. Она должна быть простой по конструкции и экономичной в эксплуатации, полностью обеспечивать очистку воздуха от микроорганизмов, выдерживать стерилизацию паром или химическими антисептиками.
Очистка и стерилизация воздуха могут быть осуществлены с помощью таких, например, методов, как нагревание до высоких температур, облучение ультрафиолетовыми лучами, электростатическое осаждение, пропускание через раствор антисептиков, фильтрация через различные фильтрующие материалы.
За исключением фильтрации все эти методы в основном используются в лабораторных условиях, в первую очередь в связи с отсутствием при их применении достаточно полной гарантии обеспечения стерильности.
В настоящее время в отечественной промышленности антибиотиков наиболее широко применяется технологическая схема получения, очистки и стерилизации сжатого воздуха, включающая следующие стадии:
1)предварительную (грубую) очистку воздуха от механических примесей;
2)сжатие воздуха;
3)охлаждение воздуха и отделение сконденсировавшихся паров влаги, а также масла (в случае применения поршневых компрессоров);
4)стерилизацию воздуха.