【正文】 設(shè)計與研究對青霉素工廠的發(fā)展有極其重要的作用。國內(nèi)外有許多家青霉素工廠 ,要想自己的工廠在眾多工廠中立于不敗之地 ,改良工藝設(shè)計和對工廠車間設(shè)計是一件最起碼的要求 ,比如說工廠空氣的凈化 ,工廠車間的消毒。工藝 。Workshop design 1 產(chǎn)品名稱 1 設(shè)計依據(jù) 1 工廠設(shè)計原則 2 青霉素藥物治療對象 2 青霉素藥物按來源的分類 2 2 青霉素發(fā)酵工藝流程 3 青霉素發(fā)酵工藝流程 路線 3 培養(yǎng)基的特點 3 培養(yǎng)基中各成分特點 3 碳源的選擇 3 無機鹽 4 添加前體 4 培養(yǎng)基種類特點 4 菌種生長 4 主要設(shè)備工藝流程框圖 5 3 工藝控制及要點 5 工藝控制 5 影響發(fā)酵產(chǎn)率的因素 5 溫度 5 值 6 溶解氧 6 消沫 6 菌絲濃度 6 菌絲生長速度 6 菌絲形態(tài) 7 工藝控制要點 7 種 子質(zhì)量的控制 7 培養(yǎng)基成分的控制 7 發(fā)酵培養(yǎng)的控制 8 4 工藝計算 9 物料衡算 9 熱量衡算 11 生物熱 12 攪拌熱 12 汽化熱 12 發(fā)酵熱 13 5 設(shè)備選型 13 工藝流程圖 13 發(fā)酵車間輔助設(shè)備 13 原料處理設(shè)備 13 、輸送設(shè)備 15 培養(yǎng)基滅菌設(shè)備 15 空氣壓縮及除菌設(shè)備 17 設(shè)備管道清洗與滅菌 18 無菌水設(shè)備 18 發(fā)酵罐 19 6. 車間總體布局 21 車間組成 21 車間布局原則 21 車間布局圖 22 致 謝 23 參 考 文 獻 24 插圖和附表清單 圖 1 青霉素結(jié)構(gòu)求棍模型圖 1 圖 2 青霉素發(fā)酵工藝框圖 5 表 1 工藝計算基礎(chǔ)數(shù)據(jù) 9 圖 3 雙曲柄搖動篩結(jié)構(gòu) 14 圖 5 雙輥式粉碎機 15 圖 7 球磨機結(jié)構(gòu)與工作原理 15 圖 8 槽式混合機 16 圖 9 連續(xù)滅菌工藝流程操作 17 表 4 板片殺菌設(shè)備參數(shù)表 17 圖 11 無菌空氣制備流程圖 18 圖 12 CIP 清洗設(shè)備流程圖 19 圖 13 二級反滲透制水工藝 20 表 5 抗生素發(fā)酵罐參數(shù) 21 圖 14 發(fā)酵罐簡圖 22 1 緒論 產(chǎn)品名稱 青霉素 (Benzylpenicillin?/?Penicillin)又被稱為青霉素 G、 peillin?G、 ?盤尼西林、配尼西林、青霉素鈉、芐青霉素鈉、青霉素鉀、芐青霉素鉀。 PBP 按分子量的不同可分為五種 :每種又有若干亞型 ,這些 PBP 存在于細菌細胞的質(zhì)膜中 ,對細菌細胞壁的合成起不同的作用。本品對流感嗜血桿菌和百日咳鮑特氏菌亦具一定抗菌活性 ,其他革蘭陰性需氧或兼性厭氧菌對本品敏感性差 .本品對梭狀芽孢桿菌屬、消化鏈球菌、厭氧菌以及產(chǎn)黑色素擬桿菌等具良好抗菌作用 ,對脆弱擬桿菌的抗菌作用差。所以青霉素的藥用價值極大 ,研究設(shè)計其工藝和發(fā)酵車間設(shè)計對于每個青霉素工廠具有很好的經(jīng)濟效益。用無菌水將孢子制成懸浮液接種到種子罐內(nèi)已滅菌的培養(yǎng)基中 ,通入無菌空 。濾液在 pH2~ 的條件下 ,于萃取機內(nèi)用醋酸丁酯進行多級逆流萃取 ,得到丁酯萃取液 ,轉(zhuǎn)入 ~ 的緩沖液中 ,然后再轉(zhuǎn)入丁酯中 ,將此丁酯萃取液經(jīng)活性炭脫色 ,加入成鹽劑 ,經(jīng)共沸蒸餾即可得青霉素 G 鉀鹽。青霉穗是分生孢子鏈狀的 ,深層培養(yǎng)菌絲分為球狀和絲狀兩種。 C,孢子培養(yǎng) ,7 天 )??大米孢子 (26176。 B:球狀菌二級發(fā)酵工藝流程 冷凍管 (25176。 C,發(fā)酵 ,7 天 ,1:)??發(fā)酵液。葡萄糖、乳糖結(jié)合能力強 ,而且隨時間延長而增加。 氮源的選擇 玉米漿是玉米淀粉生產(chǎn)時的副產(chǎn)品 ,是最好的氮源 ,含有各種氨基酸及其前體苯乙酸和衍生物。 流加控制 根據(jù)殘液 PH、尾氣中 CO2 和 O2 的含量 ,殘?zhí)窃?%左右 ,PH 開始升高時加糖。但濃度大于 %時對細胞和合成有毒性 ,還能被細胞氧化。過高則導(dǎo)致呼吸活性下降 ,甚至 引起自溶 ,葡萄糖濃度調(diào)節(jié)是根據(jù) PH、溶氧量或 CO2 釋放率予以調(diào)節(jié)。 D:二級種子發(fā)酵罐 :玉米漿、蛋白質(zhì)等。 第二期 :菌絲繁殖 ,原生質(zhì)體具有嗜堿性 ,類脂肪小顆粒。 第六期 :出現(xiàn)個別自溶細胞 ,細胞內(nèi)無顆粒 ,仍然桶狀 ,釋放游離氨 ,PH上升。在第六期到來之前結(jié)束發(fā)酵。目前 ,糖濃度的檢測尚難在線進行 ,故葡萄糖的流加不是依據(jù)糖濃度控制 ,而是間接根據(jù) pH 值、溶氧或 C02 釋放率予以調(diào)節(jié)。對菌絲生長和青霉素合成來說 ,最適溫度不是一樣的 ,一般前者略高于后者 ,故有的發(fā)酵過程在菌絲生長階段采用較高的溫度 ,以縮短生長時間 ,到達生產(chǎn)階段后便適當降低溫度 ,以利于青霉素的合成。過低的加糖速率不足以中和蛋白質(zhì)代謝產(chǎn)生的氨或其他生理堿性物質(zhì)代謝產(chǎn)生的堿性化合物而引起 pH 值上升。溶氧濃度是氧傳遞和氧消耗的一個動態(tài)平衡點 ,而氧消耗與碳能源消耗成正比 ,故溶氧 濃度也可作為葡萄糖流加控制的一個參考指標。青霉素發(fā)酵的臨界菌體濃度隨菌株的呼吸強度取決于維持因數(shù)的大小 ,維持因數(shù)越大 ,呼吸強度越高、發(fā)酵通氣與攪拌能力及發(fā)酵的流變學(xué)性質(zhì)而異。這一比生長速率稱為臨界比生長速率。 菌絲形態(tài) 在長期的菌株改良中 ,青霉素產(chǎn)生菌在沉沒培養(yǎng)中分化為主要呈絲狀生長和結(jié)球生長兩種形態(tài)。而在球狀菌發(fā)酵中 ,使菌絲球保持適當大小和松緊 ,并盡量減少游離菌絲的含量 ,也是充分發(fā)揮其生產(chǎn)能力的關(guān)鍵素之一。生產(chǎn)時它按一定的接種量移種到含有葡萄糖、玉米漿、尿素為主的種子罐內(nèi) ,26 176。 C靜置培養(yǎng) ,需經(jīng)常觀察生長發(fā)育情況在培養(yǎng)到 34天 ,大米表面長出明顯小集落時要振搖均勻 ,使菌絲在大米表面能均勻生長 ,待 10 天左右形成綠色孢子即可收獲。 工藝要求將新鮮的生產(chǎn)米指收獲后的孢瓶在 10 天以內(nèi)使用接人含有花生餅粉、玉米胚芽粉、葡萄糖、飴糖為主的種子罐內(nèi) ,28176。目前生產(chǎn)上普遍采用的是淀粉水解糖、糖化液 DE 值 50%以上進行流加。 加入的無機鹽包括硫、磷、鈣、鎂、鉀等 ,且用量要適度。目前一般采用加酸或加堿控制 pH 值 4 溫度控制 前期 25176。 5 溶解氧的控 制 一般要求發(fā)酵中溶解氧量不低于飽和溶解氧的 30%。當菌絲中空泡擴大、增多及延伸 ,并出現(xiàn)個別自溶細胞 ,這表示菌絲趨向衰老 ,青霉素分泌逐漸停止 ,菌絲形態(tài)上即將進入自溶期 ,在此時期由于茵絲自溶 ,游離氨釋放 ,pH 值上升 ,導(dǎo)致青霉素產(chǎn)量下降 ,使色素、溶解和膠狀雜質(zhì)增多 ,并使發(fā)酵液變稠 ,增加下一步提純時過濾的困難。 40250t 。 則需要的罐體為 250247。 則二級種子罐可選擇 100 m3 的六個。 在整個發(fā)酵周期中 ,只考慮葡萄糖、硫酸銨、苯乙酸、消泡劑、氨水等的體積。 (4)K2HPO4: 每周期消耗量 :375 每年消耗量 :1500 4060000kg60t。 。 5)K2HPO4 每周期消耗量 : 每年消耗量 : 409375kg。優(yōu)點為結(jié)構(gòu)簡單 ,加工容易 ,罐內(nèi)死角少 ,容易清洗滅菌。缺點是管外容器中的 流動情況差 ,對流給熱系數(shù)小。 c 豎式列管換熱裝置 這種換熱裝置是以列管形式分組對稱裝于發(fā)酵罐內(nèi)的 ,是應(yīng)用最廣的換熱裝置。管束兩端固定在管板上 ,管板外是封頭 ,供管程流體的進入和流出保證各管中的各種情況比較一致。 每周期一罐生產(chǎn) 青霉素 ,所需培養(yǎng)基 m3發(fā)酵罐 ,種子液 。 而 Q 顯熱由于空氣用量較少可忽略 。這里取各罐的最大功率。ρ為空氣密度 (kg/m3)。3?搖桿 。4?銜鐵 4?連桿 。8?開關(guān) 發(fā)酵培養(yǎng)基中的一些原料進行配料前 ,需通過篩選設(shè)備進行處理 ,這樣保證了發(fā)酵的正常進行 ,對設(shè)備有良好的保護作用。粉碎機械的選擇一般是根據(jù)被粉碎物料的硬度、大小、物料的性質(zhì)以及操作方法來選擇合適的粉碎機械。 2?螺旋加料器 。5?襯板 。3?端蓋