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生物发酵装备在制药工业中的应用与发展前景

2024-11-13 11:28:05  6次浏览 次浏览
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在现代制药工业中,发酵技术扮演着越来越重要的角色。发酵设备,作为这一技术的核心,不仅促进了、疫苗和生物的生产,还为酶的生物合成提供了必要的条件。

发酵技术是指人们利用微生物的发酵作用,通过一系列的技术手段控制发酵过程,从而实现大规模生产发酵产品的技术。

制药工业作为一个以药品研究开发和生产为核心的重要产业,其生产方式主要包括发酵法、化学合成以及动植物提取等。

其中,发酵法因有其独特的优势,在制药工业中因其成本效益高、环境友好、产品多样性、生物合成能力强、可调控性好、规模化生产能力和创新潜力大等优势,成为生产、维生素、等关键的重要技术。

3S4A3580-opq3150849174.jpg发酵法在制药工业中占据了极其重要的地位。如今,许多原本依赖化学合成的已经可以通过更为环保和的微生物发酵法进行生产。

生物发酵技术在制药工业中扮演着至关重要的角色,从原料的准备到终产品的提取和精制,每一个阶段都需要精密的设备和技术支持。

2025第14届国际生物发酵产品与技术装备展览会(济南)于2025年3月3-5日在济南黄河国际会展中心召开,BIO CHINA 2025生物发酵展(济南)将于60000平方米展示面积,800家品牌企业参与,50场行业论坛及活动,全方面展示:生物发酵产品与原料、氨基酸及有机酸、淀粉及淀粉糖、酵母及衍生物、酶制剂、功能发酵制品、发酵美妆原料、成套发酵装备、生物反应器、控制系统、卫生流体设备、提取设备、萃取设备、浓缩设备、干燥设备、实验室装备、环保技术与装备、生物制药技术、生物医药技术装备等,打造生物发酵、制药工业、食品工业、生物医药产业、生物技术等展示行业生产所需的新技术、新工艺、新装备,助力生物技术产业的一站式解决方案,届时诚邀各单位积极参展、参观、参会。

展会可以了解相关发酵设备情况,目前国内生物制药设备目前正处于快速发展阶段,但与国际先进水平相比仍存在一定差距。近些年生物制药产业的蓬勃发展,中国生物制药设备市场需求也进一步扩大。但充满机遇的同时,生物制药设备行业面临着较大的挑战,设备中高端市场缺位较严重,行业整体创新能力比较弱,药企对国产生物制药设备的信任度较低,生物制药的中高端设备主要依赖于进口。以下是涉及2024年中国生物反应器行业相关政策。

4.1.png生物制药设备的市场份额大部分被欧美日企占据,中国的生物制药设备受制于人,迫切需要摆脱生物制药源头依赖。尽管中国生物制药市场规模增长迅速,但国产化程度相对较低,多数设备的国产化率较低,特别是在生物药生产的上游细胞培养和发酵阶段,国外设备厂商在精密仪器上几乎垄断。

4.2.png

然而,国内生物制药设备制造商在技术水平上与国际产品的差距正在逐渐缩小,甚至在产品的个别指标方面表现优异,为国产替代创造了客观条件。同时,国家政策也在鼓励高端制药设备的发展,推动国产替代,以保障产业链供应链的稳定。国内生物制药设备行业正处于一个由低端向中高端转型的阶段,逐步缩小与国际先进水平差距的关键时期。

生物发酵制药流程大致分为三个关键阶段:首先是糖化和液化阶段,将复杂碳水化合物分解成简单糖类,为微生物提供营养;其次是发酵阶段,利用发酵罐在控制的条件下促进微生物生长繁殖,生产目标产物;后是提取及精制阶段,通过物理和化学方法提取所需产物并去除杂质,确保终产品的纯度和质量。

整个过程涉及原料处理、微生物培养、产物合成、分离纯化等多个环节,旨在通过生物转化过程生产出、的药品。要实现每个环节的平稳运行,每个环节都需要相应的设备厂家支持。

3S4A4551-opq3152118961.jpg以下我们简单介绍生物发酵制药三个主要阶段的设备要求:

1. 糖化、液化阶段

将复杂的碳水化合物分解为更简单的糖类,为微生物提供必要的营养来源。

主要设备:

糖化罐: 用于将淀粉等复杂碳水化合物转化为糖类。

液化罐: 用于进一步将糖化后的产物液化,使其更容易被微生物利用。

搅拌器: 保证糖化和液化过程中物料的均匀混合。

加热系统: 控制糖化和液化的温度,确保反应在适宜的条件下进行。

冷却系统: 在反应完成后迅速降温,防止过度反应。

pH调节系统: 调整和维持反应过程中的pH值,确保的反应条件。

附属设备:

泵和阀门管道: 用于物料的输送和流量控制。

过滤器: 去除原料中的杂质,确保反应的纯净度。

传感器和控制器: 实时监测和控制反应条件,如温度、pH值等。

2. 发酵阶段

为微生物提供一个理想的生长环境,通过控制各种参数,促进微生物的生长繁殖,地生产目标产物。

主要设备:

发酵罐: 核心设备,提供微生物生长的环境。根据生产规模,可以是实验室规模的小型发酵罐或工业规模的大型发酵罐。

空气过滤系统: 保证进入发酵罐的空气无菌,防止污染。

气体混合系统: 确保氧气和其他气体在发酵罐内的均匀分布。

温度控制单元: 控制发酵过程中的温度,确保微生物的生长条件。

pH控制单元: 调整和维持发酵过程中的pH值,确保微生物的活性。

溶解氧测量与控制系统: 监测和控制发酵液中的溶解氧浓度,确保微生物的需氧需求。

消泡系统: 防止发酵过程中产生的泡沫影响发酵效果。

自动采样系统: 定期采集发酵液样本,进行分析和监控。

附属设备:

泵和阀门管道: 用于发酵液的输送和流量控制。

传感器和控制器: 实时监测和控制发酵过程中的各种参数,如温度、pH值、溶解氧等。

冷却系统: 保持发酵罐内的温度在适宜范围内。

加热系统: 在需要时提供热量,确保发酵过程的顺利进行。

3. 提取及精制阶段

通过一系列的物理和化学方法,从发酵液中提取所需的产物,并去除杂质,确保终产品的纯度和质量。是采用化工单元的形式,逐步去除杂质的过程。

主要设备:

离心机: 用于分离发酵液中的固体和液体成分。

膜分离设备: 利用特定孔径的膜材料,分离不同大小的分子,特别适用于菌体分离、蛋白质、多肽等大分子物质的纯化。常

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