Спосіб одержання кокарбоксилази гідрохлориду

Спосіб одержання кокарбоксилази гідрохлориду, що включає упарювання розчину кокарбоксилази при температурі 25-30°С і тиску 12-15мм рт. ст., охолодження одержаного розчину до 2-5°С, додавання соляної кислоти до рН=0±0,05 і подальше виділення кристалічної кокарбоксилази гідрохлориду етиловим спиртом, її віджимання, промивання і сушіння, який відрізняється тим, що упарювання кокарбоксилази здійснюють в мікрохвильовому полі до концентрації 50-55%, а виділення кристалічної кокарбоксилази гідрохлориду проводять при безперервному охолоджуванні та інтенсивному перемішуванні, витримують за цих умов 6-8 годин, а сушіння проводять в мікрохвильовому полі протягом 2-3 годин. UA (21) a200806324 (22) 13.05.2008 (24) 26.01.2009 (46) 26.01.2009, Бюл.№ 2, 2009 р. (72) ПИНЧУКОВА НАТАЛІЯ ОЛЕКСАНДРІВНА, UA, ВОЛОШКО ОЛЕКС АНДР ЮРІЙОВИЧ, UA, ДАНІЛІНА ВІКТОРІЯ ВІТАЛІЇВН А, UA, СЕМИНОЖЕНКО ВОЛОДИМИР ПЕТРОВИЧ, UA, ШИШКІН ОЛЕГ ВАЛЕРІЙОВИЧ, UA (73) ДЕРЖАВНА НАУКОВА УСТАНОВА "НАУКОВО-ТЕХНОЛОГІЧНИЙ КОМПЛЕКС "ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ" НАН УКРАЇНИ, U A, ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ПАРК "ІНСТИТУТ МОНОКРИСТАЛІВ", UA (56) RU, 2041229 ,C1, 19.08.1995 US, 3812124, A, 21.05.1974 EP, 0385379, A1, 05.09.1990 C2 2 (19) 1 3 85496 Вказані способи припускають отримання ККГХ в три стадії: на початку термічним упарюванням отримують концентрований розчин КК, з якого виділяють кристалічний ККТГ, а потім вже з нього отримують кристалічний ККГХ, що збільшує працеі енерговитрати. Відомий спосіб отримання ККГХ, що включає попереднє термічне упарювання розчину КК [Технологічний регламент на виробництво розчину кокарбоксилази, ТР 24-00205096-051-2005]. На першій стадії розчин КК упарюють на вакуумвипарній установці при температурі не вище 35°С і тиску близько 15мм.рт.ст. протягом 24 годин. Упарений розчин охолоджують до температури близько 5°С і здійснюють процес підкислення соляною кислотою до значення рН=3,0-3,5. При подачі кожної порції соляної кислоти масу перемішують мішалкою протягом 15-20 хвилин. Тривалість процесу складає порядку 4 годин. Після цього повторюють процес упарювання на вакуумвипарній установці протягом 2,5-4,0 годин при вказаних режимах. В результаті отримують розчин КК з концентрацією 13-20%. Далі концентрований розчин КК [Технологічний регламент на виробництво кокарбоксилази гидрохлоріда, ТР 64-00205096-031-2002] охолоджують при перемішуванні до температури 2-5°С. Після досягнення вказаної температури до розчину підливають соляну кислоту до значення рН=0±0,05 при постійному перемішуванні і підтримують температуру маси у вказаних межах. Потім мішалку вимикають і розчин КК виливають на етиловий спирт, масу періодично перемішують веслом і дають витримку при температурі 18-20°С протягом 45 годин. Після витримки масу охолоджують до температури 2-3°С при періодичному перемішуванні. Після досягнення вказаної температури витримку продовжують без перемішуванні протягом 38-40 годин при температурі не вище 5°С. Після витримки розчин фільтрують, а утворені кристали ККГХ віджимають і промивають на нутч-фільтрі етиловим спиртом. Вологий ККГХ сушать на лотках у вакуум-сушильному шафі при температурі 40-45°С протягом 20-24 годин, після чого температуру підвищують до 55°С і продовжують сушку ще протягом 10-12 годин. Після закінчення сушки нагрів відключають і кристалічний ККГХ самоохолоджується до кімнатної температури. Даний спосіб забезпечує отримання ККГХ в дві стадії, минуючи виділення ККТХ з розчину КК. Проте він є достатньо тривалим, з великими енерговитратами і низькою продуктивністю. Концентрація КК, що утворюється, у водному розчині з використанням відомих способів не перевищує 25 %. Ви щі концентрації при термічному упарюванні КК отримати не вдається, оскільки з підвищенням концентрації зростає в'язкість розчинів, погіршуються їх гідродинамічні властивості, що приводить до ускладнення перемішування. В результаті в пристіночній зоні випарника розчин, що контактує з гарячою стінкою, перегрівається, і продукт, унаслідок термолабільності, піддається частковому розкладанню, що призводить до зниження виходу продукту і погіршення його якості. 4 Чим нижче концентрація розчину КК, тим нижче концентрація отриманого з нього розчину ККГХ, а чим нижче початкова концентрація водного розчину ККГХ, який виливають на спирт, тим нижче швидкість зародкоутворення кристалів і, відповідно, вище швидкість росту кристалів. В результаті, в процесі зростання кристалів матковий розчин «захоплюється» кристалами, внаслідок чого отримані кристали містять досить велику кількість включень розчину. Як показали наші дослідження, загальна кількість включень в перерахунку на вологість складає 1,5-2,0%, що спричиняє за собою і збільшення тривалості подальшої сушки отриманих кристалічних порошків. Збільшення тривалості сушки впливає і на якість отримуваного кристалічного порошку ККГХ, оскільки не виключається вірогідність розкладання кінцевого продукту. Зрозуміло, що для промислової технології використання приведених способів недостатньо ефективно, оскільки приводить до великих енерговитрат, зниження ефективності використання устаткування і втрати якості продукту (субстанція термолабільна). Як прототип нами вибраний останній з аналогів. В основу даного винаходу поставлено завдання розробки способу отримання кокарбоксилази гідрохлорида, що забезпечує зниження енерговитрат, скорочення тривалості процесу і не вимагає застосування енергоємного устаткування. Рішення задачі забезпечується тим, що в способі отримання кокарбоксилази гідрохлориду, що включає упарювання розчину кокарбоксилази при температурі не вище 30°С і тиску 12-15мм.рт.ст., охолоджування отриманого розчину до 2-5°С, додавання соляної кислоти до рН=0±0,05 і подальшого виділення кокарбоксилази гідрохлорида етиловим спиртом, його віджимання, промивки і сушки, згідно винаходу, упарювання розчину кокарбоксилази здійснюють в мікрохвильовому полі до концентрації 50-55%, виділення кристалічного кокарбоксилази гідрохлориду здійснюють при безперервному охолоджуванні і інтенсивному перемішуванні, витримують за цих умов 6 годин, а сушку проводять в мікрохвильовому полі протягом 2-3 годин. У мікрохвильовому полі можливість перегріву, на відміну від термічного упарювання, виключається завдяки об'ємному нагріву, тобто нагріву "зсередини". Весь розчин прогрівається практично рівномірно, що забезпечує отримання пересичених розчинів з концентрацією до 50-55% і вже при підкисленні розчинів соляною кислотою при 2-5°С починають утворюватися зародки кристалів дуже дрібних розмірів. В результаті при виливанні отриманої суспензії на спирт процес кристалізації, за рахунок наявності зародків кристалізації, протікає інтенсивніше, причому швидкість зародкоутворення превалює над швидкістю росту кристалів, що дозволяє отримувати кристали дуже малих розмірів (10мкм і менш). Такі кристали містять менше включень маткового розчину, оскільки включення утворюються переважно на стадії росту кристала, а не на стадії зародкоутворення. 5 85496 Упарювання КК до концентрації менше 50% збільшує тривалість процесу зародкоутворення і, як результат, збільшення кількості захоплень маткового розчину. Збільшення концентрації більше 55% не має сенсу, оскільки подальше збільшення швидкості кристалізації, пов'язане з підвищенням концентрації розчину, вже не приводить до значного зменшення розміру кристалів і, відповідно, до зменшення кількості захоплень маткового розчину. Збільшення концентрації ККГХ в сукупності з безперервним охолоджуванням і перемішуванням і подальшою витримкою забезпечує прискорення зародкоутворення і зменшення зростання кристалів, що зменшує кількість захоплень маткового розчину, забезпечуючи і прискорення сушки, а також збільшує повноту виділення продукту. Витримка менше 6 годин знижує вихід кінцевого продукту, а більше 8 годин не має сенсу, оскільки процес кристалізації за вказаний період завершується повністю, с, Зменшення часу сушки менше 2 годин недостатньо для отримання кінцевого продукту з вологістю ≤0,5%, а збільшення часу сушки більше 3 годин недоцільне, оскільки вже досягається необхідна регламентна вологість. Величина енергії мікрохвильового поля і тривалість упарювання КК залежать від об'єму упарюваного розчину. Для реалізації пропонованого способу не потрібне енергоємне устаткування на відміну від аналогів. У таблиці приведені характеристики кристалічного ККГХ, отриманого за пропонованим способом порівняно з аналогами. Пропонований спосіб реалізують таким чином. 10л водного розчину КК з концентрацією 0,5% 6 заливають в ємність, яку поміщають в багатомодовий НВЧ-резонатор і упарюють в мікрохвильовому полі потужністю 1,0кВт при температурі 28°С і тиску 15мм.рт.ст. до 100мл, тобто протягом 1,5 годин. Витрата енергії складає 0,3кВт/л упареної води. Концентрація упареного розчину складає 55%. Для отримання ККГХ розчин охолоджують до температури 5°С і вливають в нього приблизно 20г концентрованої НСl до значення рН=0±0,05. При підкисленні починають утворюватися дуже дрібні кристали, які служать зародками кристалізації. Отриману суспензію виливають при охолоджуванні (температура не вища за 5°С) і інтенсивному перемішуванні на 2-кратну за об'ємом кількість етилового спирту. Дають витримку при перемішуванні протягом 6 годин, віджимають і промивають на фільтрі двічі, використовуючи по 30мл охолодженого спирту. Отриманий вологий кристалічний ККГХ поміщають в камеру мікрохвильової сушки і сушать в мікрохвильовому полі (у відповідності із [заявкою №а200606547 від 13.06.06р., рішення про видачу від 05.02.08р.]) середньої потужності 50Вт при постійному тиску на рівні 20мм.рт.ст. при температурі 30°С з подальшим підвищенням температури з швидкістю не більше 5°С/год. до температури 50°С протягом 2,5 годин. Час сушки за пропонованим способом скорочується за рахунок зменшення захоплення маткового розчину кристалами, що ростуть, в порівнянні з часом сушки вологого ККГХ по вказаній заявці, яке складає 7 годин. За прототипом весь технологічний процес займає близько 115-120 годин, з них стадія виділення і сушки - 80-85 годин. За пропонованим способом тривалість стадії виділення і сушки складає 10-12 годин. Таблиця № з/п 1 2 3 4 Спосіб отриман- Гранулометричний Температура Вміст основної ре- Вміст вільної ортофосфорня склад, мкм розкладення, °С човини, % ної кислоти, % Патент ВБ 10-200 240 ≤99,0 ≤0,6 ЖОХ, 1969 10-200 230-240 83,5-99,6 0,88-1,7 Регламент ЗХР 10-200 Не менше 230 Не менше 98,5 Не більше 0,6 пропонований 10±2 240 Не менше 99,0 Не більше 0,5 За основними показниками, що характеризують якість кінцевого продукту, кристалічний ККГХ, отриманий за пропонованим способом, відповідає аналогам (табл.), але при цьому час виділення Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін кінцевого продукту скоротився в 7 разів, а час сушки в 3 рази, що забезпечило істотне скорочення і енерговитрат. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601