【正文】 %以上2155酵母粉520植物油14440硅藻土水分45%以下1046碳酸鈣工業(yè)用含量97%以上3668氨水工業(yè)用5660甲醛含量35%以上588小蘇打工業(yè)用1648醋酸甲含量92%以上128活性炭脫色力9ml以上9880醋酸丁酯含量不低于92%1760泡敵1420PPB含量55%以上1560乙醇含量95%以上，丁醇含量98%以上 能量衡算 水(1) 發(fā)酵熱效應(yīng)[6] Q=QFV公 發(fā)酵罐Q大=550080%=105 kcal 二級(jí)種子罐Q中=550070%=105 kcal一級(jí)種子罐Q小=550065%=104 kcal(2) 循環(huán)冷卻水（水溫 20～25℃，△t=5℃，）循環(huán)水用量（c=h（5500kcal/m3培養(yǎng)20 小時(shí)后取樣加無菌肉湯，4小時(shí)后取無菌斜面，37℃恒溫培養(yǎng)，放罐前涂片鏡檢。補(bǔ)前體苯乙酰胺，%～%，在發(fā)酵前一次性加入。主要補(bǔ)油、補(bǔ)糖、補(bǔ)氨水調(diào)解PH，在放罐前一次性補(bǔ)消沫油。）176。通氣體積比1:3, 充分?jǐn)嚢?50280r/min, 在溫度（25177。用10%硫胺調(diào)節(jié)pH ,%溴代十五烷吡啶，再通過板樞式過濾機(jī)。 工藝流程 工藝流程圖在2526176。在發(fā)酵過程中需補(bǔ)入苯乙酰胺前體及適量的培養(yǎng)基。此時(shí)發(fā)酵必須結(jié)束，否則不僅會(huì)使青霉素受到破壞，還會(huì)給發(fā)酵液過濾和提煉帶來困難。一般在這個(gè)階段，發(fā)酵液中碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度必須控制在一定范圍內(nèi)，才有利于青霉素合成；如果這些物質(zhì)過多，則只會(huì)促進(jìn)菌體生長(zhǎng)，抑制青霉素合成；如果這些物質(zhì)過少，則菌體容易衰老，青霉合成能力也會(huì)衰退，對(duì)生產(chǎn)不利。(2) 青霉素合成階段 這個(gè)階段主要合成青霉素，青霉素的生產(chǎn)速率達(dá)到最大，并一直維持到青霉素合成能力衰退。這個(gè)階段主要是碳源（包括糖類、脂肪等）和氮源的分解代謝，以及菌體細(xì)胞物質(zhì)的合成代謝變化，前者的代謝途徑和后者有機(jī)地聯(lián)系在一起，碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷被消耗，新菌體不斷合成。對(duì)溶血性鏈球菌等鏈球菌屬，肺炎鏈球菌和不產(chǎn)青霉素酶的葡萄球菌具有良好抗菌作用。各種半合成抗生素的原料：青霉素的缺點(diǎn)是對(duì)酸不穩(wěn)定，不能口服，排泄快，對(duì)陰性菌無效。對(duì)腸球菌有中等度抗菌作用。因?yàn)榍嗝顾氐慕Y(jié)構(gòu)與細(xì)胞壁的成分粘肽結(jié)構(gòu)中的D丙氨酰D丙氨酸近似，可與后者競(jìng)爭(zhēng)轉(zhuǎn)肽酶，阻礙粘肽的形成，通過抑制細(xì)菌細(xì)胞壁四肽側(cè)鏈和五肽交連橋的結(jié)合而阻礙細(xì)胞壁合成而發(fā)揮殺菌作用。青霉素作用的部位就是這個(gè)轉(zhuǎn)肽酶。細(xì)菌的細(xì)胞壁是一層堅(jiān)韌的厚膜，主要由多糖組成，也含有蛋白質(zhì)和脂質(zhì)，用以抵抗外界的壓力，維持細(xì)胞的形狀。在以后。側(cè)鏈基團(tuán)不同，形成不同的青霉素，主要是青霉素G。截至目前，中國(guó)青霉素年發(fā)酵能力在1500噸以上的有華北制藥3200噸，哈藥集團(tuán)為2100噸，山東魯抗為1290噸，這三大青霉素生產(chǎn)企業(yè)年發(fā)酵能力為6590噸，年發(fā)酵能力超過1000噸的企業(yè)還有四川制藥廠、河北制藥集團(tuán)和張家口制藥總廠。到2005年，世界基本藥物中，僅羥氨芐青霉素、氨芐青霉素和頭孢氨芐3個(gè)品種的世界需求量將達(dá)17800噸。到1944年，藥物的供應(yīng)已經(jīng)足夠治療第二次世界大戰(zhàn)期間所有參戰(zhàn)的盟軍士兵。在這些研究成果的推動(dòng)下，美國(guó)制藥企業(yè)于1942年開始對(duì)青霉素進(jìn)行大批量生產(chǎn)。經(jīng)實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)證明，它毒性很小，并對(duì)一些革蘭氏陽(yáng)性菌所引起的許多疾病有卓越的療效。為了改變這種局面，科研人員進(jìn)行了長(zhǎng)期探索，然而在這方面所取得的突破性進(jìn)展卻源自一個(gè)意外發(fā)現(xiàn)。(6) 正式繪制工藝流程圖、車間設(shè)備布置圖等，編制設(shè)備表和主要材料估算表。(2) 進(jìn)行生產(chǎn)工藝的各種計(jì)算。 (4) 必須進(jìn)行工藝流程優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化，達(dá)到最經(jīng)濟(jì)的使用資金、原材料、公共設(shè)施和人員。使之生產(chǎn)出符合一定質(zhì)量的生物產(chǎn)品。 process。關(guān)鍵詞：青霉素；發(fā)酵；批量；工藝；生產(chǎn)Section of an annual output of 2,300 tons of penicillin fermentationprocess designAbstractThe design injection of penicillin G as background, to carry out an annual output of 2300 tons penicillin fermentation section in the design process, taking into account the strain amplification to achieve a smooth transition, designed with three fermentation process for penicillin production , strain through seed fermentor, after expanding into the second seed culture fermentation tank and then into the fermenter. Variety of additional materials in order to join the Fed39。各種補(bǔ)加用料以流加的方式加入，保持產(chǎn)黃青霉的健康生長(zhǎng)。設(shè)計(jì)使用4臺(tái)一級(jí)種子罐、7臺(tái)二級(jí)種子罐、14臺(tái)發(fā)酵罐。s way of maintaining a healthy growth of Penicillium chrysogenum. Design uses 4 sets a seed tank, 7 sets two seed containers, 14 sets fermenter. Plant a threetier design, placed in different layers of different types of tanks, to meet production needs, set in the plant and lifting holes for hanging material. Fully considered in the design of a reasonable amount of theoretical design, but also the feasibility of taking into account the actual situation of production of materials, energy and fermentation control factors for the calculation, on the fermentation of a range of issues involved in the late details its solution, and strive to design integrity and accurac.Key words: Penicillin。 production內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書目 錄摘 要 IAbstract II第一章 引 言 1 總論 1 設(shè)計(jì)依據(jù) 1 指導(dǎo)思想 1 設(shè)計(jì)要求 1 設(shè)計(jì)步驟 1 青霉素的發(fā)現(xiàn) 2 青霉素分子結(jié)構(gòu)及分類 3 青霉素的單位 4 作用機(jī)理 4 青霉素的應(yīng)用 5 產(chǎn)品名稱及生產(chǎn)規(guī)模 5 產(chǎn)品藥理 6第二章 設(shè)計(jì)說明 7 青霉素發(fā)酵過程 7 生產(chǎn)方法 8 工藝流程 9 工藝特點(diǎn) 10 發(fā)酵過程中各參數(shù)的相互關(guān)系 12 設(shè)備框圖 12第三章 工藝條件計(jì)算 13 發(fā)酵罐設(shè)計(jì)技術(shù)指標(biāo) 13 物料衡算 13 能量衡算 17 水 17 蒸汽 18 電 19 空氣 20 公用過程負(fù)荷 21第四章 典型設(shè)備計(jì)算 24 設(shè)備衡算 24 發(fā)酵罐 24 二級(jí)種子罐 31 一級(jí)種子罐 38 設(shè)備計(jì)算 42 貯罐 42 液體輸送設(shè)備選型 45 空氣總過濾器 46 空氣壓縮機(jī)選型 46 發(fā)酵罐物料管道選型 47 二級(jí)種子罐物料管道選型 49 一級(jí)種子罐物料管道選型 52第五章 發(fā)酵過程優(yōu)化控制 55 發(fā)酵過程中溫度的控制 55 發(fā)酵過程中PH的控制 56 發(fā)酵過程中溶解氧的控制 57 發(fā)酵過程中菌絲濃度的控制 58 發(fā)酵液質(zhì)量控制 58 成品鑒定 58第六章 車間布置及生產(chǎn)制度 60 車間生產(chǎn)性質(zhì)及布置說明 60 設(shè)備安裝 60 車間生產(chǎn)制度 61 發(fā)酵生產(chǎn) 61 清洗罐 62 技術(shù)管理部門職責(zé)： 62第七章 給排水 64 生產(chǎn)用水情況概述及要求 64 排水系統(tǒng)的劃分 64第八章 環(huán)境保護(hù) 65 生產(chǎn)過程中“三廢”排放情況 65 處理方案 65 噪聲控制 65第九章 節(jié)能 66 能耗分析 66 節(jié)能措施 66參考文獻(xiàn) 67致謝 68內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書第一章 引 言 總論 設(shè)計(jì)依據(jù) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)數(shù)理與生物工程學(xué)院下達(dá)的畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 指導(dǎo)思想 生物技術(shù)成熟的理論體系，使得生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化得以實(shí)現(xiàn)。 設(shè)計(jì)要求 (1) 生物技術(shù)產(chǎn)品的數(shù)量和質(zhì)量指標(biāo)。 (5) 必須充分考慮各種明顯的和潛在的危險(xiǎn)，保證生產(chǎn)人員的健康和安全，如生物反應(yīng)器等壓力容器，易燃、易爆揮發(fā)性溶劑的管理以及基因工程菌的生物擴(kuò)散等。(3) 設(shè)備的選型和計(jì)算，確定生產(chǎn)設(shè)備的規(guī)格和臺(tái)數(shù)。(7) 編寫初步設(shè)計(jì)有關(guān)的生產(chǎn)工藝部分的文件。1928年，英國(guó)細(xì)菌學(xué)家Fleming發(fā)現(xiàn)污染在培養(yǎng)葡萄球菌的雙蝶上的一株霉菌能殺死周圍的葡萄球菌。此后一系列臨床實(shí)驗(yàn)證實(shí)了青霉素對(duì)鏈球菌、白喉?xiàng)U菌等多種細(xì)菌感染的療效。到了1943年，制藥公司已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了批量生產(chǎn)青霉素的方法。1945年，弗萊明、弗洛里和錢恩因發(fā)現(xiàn)青霉素及其臨床效用”而共同榮獲了諾貝爾生理學(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。上述三種產(chǎn)品占抗感染藥物原料藥的78%，用于生產(chǎn)這些半合成產(chǎn)品所需消耗的青霉素約占全部產(chǎn)量的3/4。中國(guó)目前是世界上最大青霉素生產(chǎn)國(guó)，青霉素原料主要出口市場(chǎng)是：印度、韓國(guó)、日本、臺(tái)灣、德國(guó)、荷蘭、愛爾蘭、法國(guó)、香港和美國(guó)，這十大市場(chǎng)合計(jì)占中國(guó)總出口量的82%。工業(yè)上應(yīng)用的有鈉、鉀、普魯卡因、二芐基乙二胺鹽，其在水中溶解度很小，且很快失去活性。因此青霉素的質(zhì)量單位為: 。細(xì)胞壁的里面是細(xì)胞膜，膜內(nèi)裹著細(xì)胞質(zhì),青霉素作用于β內(nèi)酰胺類細(xì)菌的細(xì)胞壁，而人類只有細(xì)胞膜無細(xì)胞壁，故對(duì)人類的毒性較小?，F(xiàn)已證明青霉素內(nèi)酞胺環(huán)上的高反應(yīng)性肽鍵受到轉(zhuǎn)肽酶活性部位上絲氨酸殘基的羥基的親核進(jìn)攻形成了共價(jià)鍵，生成青霉噻唑?；笍?fù)合物，從而不可逆的抑制了該酶的催化活性。造成細(xì)胞壁的缺損，使細(xì)菌失去細(xì)胞壁的滲透屏障，對(duì)細(xì)菌起到殺滅作用。對(duì)流感嗜血桿菌和百日咳鮑特氏菌亦具一定抗菌活性，對(duì)梭狀芽孢桿菌屬、消化鏈球菌、厭氧菌以及產(chǎn)黑色素?cái)M桿菌等具良好抗菌作用。氨芐青霉素耐酸廣譜；對(duì)抗綠膿桿菌的磺芐青霉素，耐酸、耐酶、口服的乙氧萘青霉素等，提供頭孢菌素母核。對(duì)腸球菌有中等度抗菌作用，淋病奈瑟菌、腦膜炎奈瑟菌、白喉棒狀桿菌、炭疽芽孢桿菌、牛型放線菌、念珠狀鏈桿菌、李斯特菌、鉤端螺旋體和梅毒螺旋體對(duì)本品敏感。隨著菌體濃度的不斷增加，攝氧率不斷增大，溶解氧水平不斷降低。在這個(gè)階段，菌體重量有所增加，但產(chǎn)生菌的呼吸強(qiáng)度一般無顯著變化。除此之外，發(fā)酵液的pH 值、溫度和溶解氧濃度等都會(huì)影響發(fā)酵過程中的代謝變化，進(jìn)而影響青霉素產(chǎn)量，必須予以嚴(yán)格控制。 此階段一般又稱為菌體自溶期或發(fā)酵后期。提取精制：將青霉素發(fā)酵液冷卻，過濾。C，培養(yǎng)68d，形成單菌落調(diào)pH至中性，無水丁醇，在1626176。采用鼓式真空過濾機(jī)過濾，除去菌絲體和大部分蛋白。）176。C下培養(yǎng)4050h。一級(jí)種子罐采用實(shí)罐消毒，二級(jí)種子罐、發(fā)酵罐培養(yǎng)基采用連續(xù)消毒。(10) 中間取樣分析： 一級(jí)種子罐罐：培養(yǎng) 4小時(shí)后取樣分析，測(cè)PH、氨氮、效價(jià)、菌絲濃度等。(11) 后處理車間 各步收率為：吸附、解吸收率為85% 解吸液脫色收率為97% 精制收率為90% 蒸發(fā)收率為98% 成品脫色收率為98% 干燥收率為99%(12) 鐵離子的影響：三價(jià)鐵離子對(duì)青霉素生物合成有顯著影響，一般若發(fā)酵液中鐵離子含量超過30～40μg/ml，則發(fā)酵單位增長(zhǎng)緩慢。h） 物料衡算(1) 發(fā)酵罐臺(tái)數(shù)的確定：由公式：得： (臺(tái)）故選擇14臺(tái)發(fā)酵罐可滿足生產(chǎn)?！妫? 以工作狀態(tài)12個(gè)發(fā)酵罐，6個(gè)二級(jí)種子罐，3個(gè)一級(jí)種子罐計(jì)，則循環(huán)冷卻水總量為： =（19940012+300006+48803）103 = =考慮到一級(jí)種子罐實(shí)消所需冷卻水：取夾套傳熱系數(shù)K=200 kcal/㎡② 配料用水：培養(yǎng)基原料大多為固體配料用水量≈消后培養(yǎng)基體積 104m3③ 自來水用量：，則自來水總用量： =（2+++2++）=（2+++1042++） =431m3 蒸汽（121℃,發(fā)酵溫度=27℃,=,焓=,） (1) 發(fā)酵罐、二級(jí)種子罐空消所用蒸汽：（按5倍罐全容積計(jì)算） (2) 一級(jí)種子罐、補(bǔ)料罐實(shí)消所用蒸汽：（以直接加熱之后保溫計(jì)算，料液