年产200吨硫酸链霉素工业盐发酵车间的工艺设计课程设计(编辑修改稿)

年产200吨硫酸链霉素工业盐发酵车间的工艺设计课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

25℃时，发酵单位为 1180 毫克 /升 /118 小时； 27℃时为 2041 毫克 /升 /118 小时； 29℃时为2194 毫克 /升 /104 小时，而 31℃时则为 414 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， 7 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 pH3． 0 左右，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。 菌种 斜面孢子培养 摇瓶种子培养 空气 粗过滤 空气压缩机 两级冷却 原料 预处理 水解 过滤 8 工艺计算 物料衡算 [3] 9 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： ： V1=1000 800247。 [220xx （ 1－ 1%） 95% 75%]= (接种量为 15%):V2=V1 15%= ：种子液用量： V2 6%= 103 6%= ： 种子液用量： V2 4%= 103 4%= 发酵液用量： V1 4%= 103 4%=2062kg 葡萄糖总共耗用量： +2062= ： 种子液用量： V2 1%= 103 1%= 发酵液用量： V1 %= 103 %= KH2PO4总共耗用量： += ： 种子液用量： V2 1%= 103 1%= ： 发酵液用量： V1 %= 103 %= 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 %= ： 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 200t/a，链霉素生产的 每日物料量 10 产品的物料量 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： )1()( 2 12   cti ttGcD 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： c= + （ 1x） 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， 11 η 取 10%，忽略种子液的加热被加热料液量 : G=34370+++++++ = 固形物的质量百分比 : x=料液的比热 : c= %+ (%)=(kg℃ ) 故直接蒸汽混合加热，蒸汽的消耗量 : D1=Gc(t2t1) (1+η )247。 (it2 c) = (12110 (1+10%)/( ) = 105kg 发酵罐空罐灭菌时的蒸汽消耗量估算： [4] D=5VFρ s 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 s=发酵罐全容积 VF =247。 70%= 故 D2=5VFρ s=5 = 105kg 发酵罐实罐灭菌保温时的蒸汽消耗量估算 [4]。