年产200吨硫酸链霉素工业盐发酵车间的工艺课程设计

年产200吨硫酸链霉素工业盐发酵车间的工艺课程设计内容摘要：

毫克 /升 /72 小时。 故认为链霉素生产适宜培养温度为 ℃左右。 有些人认为不一定在 24~31℃的范围 ,应随菌株不同而适宜温度有所改变。 pH 值 pH 值直接影响到发酵过程中各种酶活动 ,影响菌体对基质代谢的速度 ,甚 至改变菌体的代谢 途径及细胞结构。 菌体的发育生长和抗生素的合成有不同的适宜 pH 值。 发酵过程中 pH值必须予以控制 ,才能符合菌体生长和抗生素合成的需要。 适合链霉菌菌丝生长的 pH 约为 ~,适合于链霉素合成的 pH 约为 ~,pH 低于 或高于 ,对链霉素的生物合成不利。 pH 对链霉素发酵 影响很大 ,故很多国家为了准确控制 pH 值 ,使用 pH 自动控制装置。 这样 ,可 提高发酵单位 ,又可以减少培养基中碳酸钙的用量 ,在发酵液预处理时 ,还可减少中和用的酸量 [12]。 泡沫与消沫 链霉素发酵过 程产生大量泡沫 ,尤其在发酵前期 ,由于菌丝生长处于对数生长期 ,代谢旺盛 ,在通气和连续搅拌条件下产生大量泡沫 ,如不及时进行消沫控 制 ,就产生逃液等现象 ,发酵不易正常进行。 故一般都需加一定量之消沫剂进行 消沫。 消沫剂分油脂类、脂肪酸类、脂肪酸酷类、醇类、醚类、胺类、酞胺类、金属碱类、硅酮类等 ,抗菌素生产中可应用硅酮、聚氧乙烯和聚氧丙烯的共聚物 ,其中硅酮对微生物影响小 ,是一种较好的消沫剂。 国内已成功地使用了聚氧乙烯甘油醚和聚氧丙烯甘油醚作为消沫剂。 [13]。 提取工艺 经 3~4级发酵生物合成链霉素。 发 酵液用水稀释 ,草酸酸化至 ,加热至 75~80℃ ,通过离心分离或板框过滤 ,除去大量不溶性菌丝体、酸性蛋白、钙镁离子、培养基残渣等杂质 ,冷却至 15℃以下 ,再用 NaOH 中和得到符合离子交换工艺要求的澄清链霉素原液。 这一过程在生产上称为发酵液的预处理。 原液中的链霉素在水溶液中离解成三价阳离子 ,应用钠型弱酸性阳离子交换树脂 1 10树脂或大孔 D152 树脂进行吸附 ,洗脱后成为链霉素洗脱液 ,在这一步提取过程中使水溶液中的链霉素得到富集 ,含量由不到 1%浓缩到 20%。 同时 ,通过离子交换树脂的选择作用 ,除去绝大部分 的无机离子、色素、蛋白质及可见的固形物等。 链霉素提取液经大孔伯胺基吸附树脂 D303 树脂通过 Schiff 反应除去双氢链霉糖、链霉胍、链霉胺等不含醛基的链霉素同系物 ,再经强酸性阳离子交换树脂 1 25树脂和弱碱性阴离子交换树脂 703树脂组成的混合床脱盐中和得到提纯液。 提纯液先经药用活性炭脱色处理 ,吸附色素和细菌内毒素 ,经减压蒸发 ,在 45℃以下浓缩 ,链霉素含量由 10%左右浓缩到 45%。 最后为了进一步提高成品色级和保证细菌内毒素及热原合格 ,加入一定量的药用活性炭脱色处理得到符合质量要求的成品浓缩液。 成 品浓缩液经过石棉板除菌过滤 ,喷雾干燥得到白色或类白色的无菌粉末 ,分装出厂。 工艺计算 物料衡算 [3] 首先计算生产 1000kg 成品链霉素所需耗用的原辅材料及其他物料量 : 发酵液量 :V11000 800247。 [22020 (11%) 95% 75%] 种子液量接种量为 15%:V2V1 15% 牛肉膏耗用量 :种子液用量 :V2 6% 103 6% 葡萄糖耗用量 : 种子液用量 :V2 4%1034% 发酵液用量 :V1 4% 103 4%2062kg 葡萄糖总共耗用量 :+ KH2PO4 耗用量 : 种子液用量 :V2 1% 103 1% 发酵液用量 :V1 % 103 % KH2PO4 总共耗用量 :+ MgSO4 耗用量 : 种子液用量 :V2 1% 103 1% 黄豆饼粉耗用量 : 发酵液用量 :V1 %103% 玉米浆耗用量 发酵液用量 :V1 % 103 % 9.(NH4)2SO4 耗用量 : 发酵液用量 :V1 % 103 % : 发酵液用量 :V1 % 103 % 耗用量 : 发酵液用量 :V1 % 103 % 200 吨 /年 ,链霉素厂发酵车间的生物料衡算 物料名称 生产 1000kg 链霉素产品的物料量 200t/a,链霉素生产的物料量 每日物料量 发酵液量 m3 10310 种子液量 m3 牛肉膏耗用量 kg 92790 葡萄糖耗用量 kg 474260 KH2PO4 耗用量 kg 16496 MgSO4 耗用量 kg 15465 黄豆饼粉耗用量 kg 82480 玉米浆耗用量 kg 154650 (NH4)2SO4 耗用量 kg 51550 豆油耗用量 kg 20620 CaCO3 耗用量 kg 4124 热量衡算 [3] 对于单发酵罐 ,利用直接蒸汽混合加热 ,蒸汽消耗量为 : 式中 :D??蒸汽消耗量 ,kg G??被加热料液量 ,kg c??料液的比热 ,kJ/kg?℃ t2??加热结束时料液的温度 ,℃ t1??加热开始时料液的温度 ,℃ i??蒸汽的热焓 ,kJ/kg η ??加热过程中由于热损失而增加的蒸汽消耗量 ,η可取 5%10% 又料液的比热 : +(1 x) x??固形物的质量百分比 根据地理位置及气候条件 ,取一年中的最低室温 10℃作为料液的初始温度t1,η取 10%,忽略种子液的加热被加热料液量 : G34370+++++++ 固形物的质量百分比 : 料液的比热 : %+ %℃ 故直接蒸汽混合加热 ,蒸汽的消耗量 : D1Gct2t1?1+η247。 i t2?c 121 101+10%/ 121 105kg 发酵罐空罐灭菌时的蒸汽消耗量估算 :[4] D5VFρs 式中 : VF??发酵罐全容积 ,m3 ρ s??发酵罐灭菌时 ,罐压下蒸汽的密度 ,kg/m3 灭菌时的温度为 121℃ ,在该温度下水蒸汽的密度ρ 发酵罐全容积 VF 247。 70% 故 D25VFρ s5 105kg 发酵罐实罐灭菌保温时的蒸汽消耗量估算 [4] 一般来讲 ,保温时间内的蒸汽消耗量可按发酵罐实罐灭菌直接蒸汽加热升温时的蒸汽消耗量的 30%~50%来估算。 故 D350% 105kg 总蒸汽的耗用量为 :DD1+D2+ 105kg 200t/a 链霉素车间总热量衡算表 名称 规格 (MPa) 每吨产品消耗 (kg) 每天消耗 (kg) 年消耗量 (kg) 蒸汽 (表压 ) 105 105 108 耗水量的计算 [4] 种子液用水量 : 发酵液用水量 : 发酵冷却水用量 :只考虑全年平均负荷。