【正文】 ons annually Abstract The design task was engineering design of the Gentamicin Sulphate fermentation workshop with the capacity of 60 tons annually. Three levels fermentation was used in this design. There were eight fermentors, two secondgrade seed pots and two onegrade seed pots. The production process was followed: producing strains is Micromonospora. After culture expansion of the seeds by the small and mediumcans, they were vaccinated to the fermentors. Three levels fermentation was used in the technological process for the small— medium— big tank. Small and medium tank was put in one time. Intermediate fed was used within the big tank considering of request of substrate inhibition and product nutrition. Intermediate fed include full material, thinner material, ammonia, NaOH, crawl agentfroth oil. The main design parameters of fermenters is: the nominal diameter is 4500mm。發(fā)酵罐主要設(shè)計參數(shù)為：公稱直徑 4500mm，罐高 11500mm，攪拌器直徑為 1410mm，筒體壁厚 16mm；二級種子罐的主要設(shè)計參數(shù)：公稱直徑 2400mm，罐高 6000mm，攪拌器直徑 750mm，筒體壁厚 9mm；一級種子罐的主要參數(shù)：公稱直徑 1400mm，罐高 3500mm，攪拌器直徑，筒體壁厚 7mm。共有八個發(fā)酵罐，兩個二級種子罐，兩個一級種子罐。 本設(shè)計采用三級發(fā)酵。大罐考慮底物抑制及產(chǎn)物營養(yǎng)要求，采用中間補料，包括全料、稀料、氨水、氫氧化鈉、 消沫油。此外還對環(huán)境污染和節(jié)省能源方面的設(shè)備做了合理的 布局，主要工段和設(shè)備大部分在廠房內(nèi)，部分設(shè)備在廠房周圍。 the thickness of cylinder wall is 16mm. The main design parameters of secondgrade seed pot is: the nominal diameter is 2400mm。 the diameter ofthemixer is 560mm。 parameter of tank。 現(xiàn)代慶大霉素的生產(chǎn)方法主要是以小單孢菌為菌種，經(jīng)過發(fā)酵后，發(fā)酵濾液用硫酸酸化后至 PH 值等于 2 左右，再經(jīng)過過濾中和樹脂交換吸附、洗滌，解析、脫色濃縮成鹽，干燥等流程就能夠得到成品了。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 2 第一章 總論 生產(chǎn)設(shè)計任務(wù) 設(shè)計指導(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)化得以實現(xiàn)。周圍沒有散發(fā)大量有害氣體的化工廠和產(chǎn)生大量灰塵的煉鋼廠、煉焦廠、熱電廠等。該廠選址時注意到廠區(qū)用電能得到充分保證，并有充足水源。 解放思想，積極采用新技術(shù)，力求設(shè)計在技術(shù)上具有現(xiàn)實性和先進性，在經(jīng)濟上具有 合理性。工藝設(shè)計計算主要是對發(fā)酵物料的計算以及在 工廠生產(chǎn)中的水電和蒸汽的消耗量的計算。 它是由絳紅色小單孢菌產(chǎn)生的一族多組份的氨基糖苷類抗生素 , 其主要組份有 C1， C2， C1a，為氨基糖甙類廣譜抗生素，對大部分革蘭氏陽性菌、陰性菌、病源菌有 抑殺作用，特別是對綠膿桿菌的抑菌作用好于其它抗生素川。 gentamicin sulfate from micromonospora purpurea。 2H2SO4 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 5 溶解性：溶于水（ 50mg/ml in H2O）不溶于乙醇，丙酮，氯仿，醚等。 臨床上用于金葡菌、綠膿桿菌、大腸桿菌、痢疾桿菌、克雷白桿菌、變形桿菌和其它敏感菌所 引起的敗血癥、呼吸道感染、膽道感染、化膿性腹膜炎、顱內(nèi)感染、尿路感染及菌痢等疾患。 注意事項 【乳期婦女用藥】該品可穿過胎盤屏障進入胎兒組織，有引起胎兒聽力損害的可能，孕婦使用該品前應(yīng)充分權(quán)衡利弊。老年患者應(yīng)用該品后較易產(chǎn)生各種毒性反應(yīng)，應(yīng)盡可能在療程中監(jiān)測血藥濃度。對布魯菌屬、鼠疫桿菌、不動桿菌屬 、胎兒彎曲菌也有一定作用。該品的作用機制是與細菌核糖體 30S 亞單位結(jié)合，抑制細菌蛋白質(zhì)的合成。 工藝設(shè)計指標 設(shè)計基本參數(shù) 設(shè)計技術(shù)指標 （ 1）發(fā)酵系統(tǒng)（產(chǎn)量 60 噸 /年） 發(fā)酵單位：（ 1500u/ml） 成品單位： 600（ u/mg） 發(fā)酵周期： 144（ hr） 發(fā)酵熱： 5500 kcal/m3hr 裝料系數(shù)： 75%（發(fā)酵罐） 65%（一級種子罐） 70%（二級種子罐） 總收率： 70% 染菌率： 3% 年工作日： 330（天） 發(fā)酵液粘度： 50（ CP） 發(fā) 酵液重度： 1050（ kg/m3） （ 2）無菌空氣處理系統(tǒng) 空氣處理量： 550 m3 / min 空壓機出口壓力： ~（ Mpa） 進罐空氣溫度： 40~45℃ 進總過濾器的相對濕度： 60% 空氣潔凈度： 100 級 （ 3）連續(xù)滅菌系統(tǒng) 培養(yǎng)基滅菌處理量： 20 m3/hr； 連消滅菌溫度： 135℃ （ 4）后處理車間 提取總收率： 70%計算 培養(yǎng)基配比 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 7 主要原料：黃豆餅粉，淀粉，葡萄糖， 主要輔料：氯化鈉，硝 酸鈉，酵母粉，碳酸鈣，蛋白胨，淀粉酶，消沫油等。 移種及補料方式 （ 1）一級種子罐至二級種子罐移種設(shè)置一分配站 （ 2）二級種子罐至發(fā)酵罐設(shè)置一分配站 （ 3）滅菌的發(fā)酵培養(yǎng)基、全料、稀料至發(fā)酵罐設(shè)置一分配站 （ 4）氫氧化鈉至各發(fā)酵罐設(shè)置一分配站 （ 5）消沫油至各發(fā)酵罐設(shè)置一分配站 （ 6）氨水貯罐為每一發(fā)酵罐各設(shè) 一臺 裝料系數(shù) 一級種子罐： 65%，二級種子罐： 70%，發(fā)酵罐： 75% 通氣量 一級種子罐： 2（ VVM），二級種子罐： (VVM)，發(fā)酵罐： (VVM) ； 轉(zhuǎn)速范圍 一級種子罐： 60~300（ RPM），二級種子罐： 60~240（ RPM） 發(fā)酵罐： 60~130（ RPM） 培養(yǎng)時間 一級種子罐： 64 小時，二級種子罐： 48 小時，發(fā)酵罐： 144 小時 1工藝參數(shù)控制要求： 發(fā)酵系統(tǒng)：各罐通氣量，罐溫，溶氧，攪拌轉(zhuǎn)速現(xiàn)場集中顯示 /控制，上位機設(shè)置在控制室。工藝 用水一般指配料水和用于制備軟水、無鹽水等一次水，其質(zhì)量標準接近于城市自來水標準。 1生產(chǎn)用蒸汽要求：發(fā)酵車間用汽壓力 （ MPa） 1排水系統(tǒng)的劃分： 給排水系統(tǒng)可分為兩種，一種是排放水指標達到排放要求可直接排放的水，另一種是含有雜質(zhì)及毒性物質(zhì)較多達不到直接排放要求的水，須經(jīng)過廢水回收站處理后方可排放。 干燥失重 ≤ %(110℃真空， 3hr) 酸度 熾灼殘渣 甲醇含量 pH： ≤ % ≤ % 高壓液相 C1 25— 50% C1A 10%— 35% C2+C2A 25%— 55% 熱源 無菌 異常毒物 降壓物質(zhì) 重金屬 鈣離子 鎂離子 內(nèi)毒素單位 /mg 慶大堿 120xxu/mg 合格 合格 (內(nèi)控 ) 1200 u/ml合格 20xxu/kg 合格 ppm ≤ 5 ≤ 5 澄 色級 ≤ 2 級 清 濁度 ≤ 1 號 度 毛點 ≤ 8 點 有效期 5 年 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 12 第二章 工藝流程概況 菌種篩選 抗生素生產(chǎn)中 , 發(fā)酵過程是決定抗生素產(chǎn)量的主要過程。 表 發(fā)酵參數(shù) 物理參數(shù) 溫度、溶氧 壓力空氣中的CO 2量 攪拌轉(zhuǎn)速排氣中O 2含量 攪拌功率表觀粘度 空氣流量發(fā)酵液濃度 化學(xué)參數(shù) 基質(zhì)濃度 PH 抗生素濃度 DNA 關(guān)鍵酶 生物參數(shù) 菌絲形態(tài) N比耗率 菌絲干重抗生素比耗率 生長速率 u O2比耗率 糖比耗率 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 13 合成途徑 生物合成慶大霉素的可能途徑如下： D葡萄糖→ 2脫氧青蟹肌醇→ 2脫氧青 蟹醇胺 ↓ ↓ D葡萄糖胺→ 巴龍胺 ← 2脫氧鏈霉胺 ↓ 慶大霉素 A ↓ C甲基化和差向異構(gòu)化 慶大 X2 脫氧↓氨基化↓ L甲基化 抗生素 JI20A 抗生素 G418 脫氧↓ ↓脫氧，氨基化 慶大霉素 C1a 抗生素 JI20B ↓ N甲基化 ↓脫氧差向異構(gòu)化 慶大霉素 C2b 慶大霉素 C2 ↓ N甲基化 慶大霉素 C1 注：本設(shè)計所采用的工藝路線為先從沙土管中取出孢子接 種到原斜面上（或從液氮保存的孢子接種到原斜面上）， 7 天后接合格種子到下一代斜面上， 6 天后接白色豐滿的菌落到搖瓶中， 后接 68 瓶搖瓶種子到小罐中，并經(jīng)中罐種子擴大培養(yǎng)后接到發(fā)酵罐中，接種方法為單種，放罐后至后處理車間。 補料情況： 補全料： 一個發(fā)酵周期約補 3 次。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 15 補稀料：一個發(fā)酵周期補 2 次左右。 補氫氧化鈉：調(diào)節(jié)發(fā)酵液 pH，與 pH 環(huán)控，保持發(fā)酵液 pH 在 之間。培養(yǎng) 20 小時后取樣加無菌肉湯， 4小時后取無菌斜面， 37℃恒溫培養(yǎng)，放罐前涂片鏡檢。 發(fā)酵中遇空氣精過濾器阻塞，空氣流量下降，過濾器兩端壓差增大，可立即調(diào)換過濾器內(nèi)芯??6。 試驗方法。 查閱國內(nèi)外關(guān)于慶大霉素生產(chǎn)所用的培養(yǎng)基 , 歸納起來有二十多種 , 結(jié)合我廠具體情況 , 選擇其中十二種進行研究 , 按主次順序排列如下 : 黃豆餅粉 蛋白胨 ( NH4)2SO4 淀粉 玉米粉 CaCO3 魚粉 KNO3 豆油 CoCL2 合成消沫劑 葡萄糖。一次投料加入容易引起菌體生長與養(yǎng)分過量耗盡 , 以致菌體過早衰老自溶 。 搖瓶試驗結(jié)果顯示 , 菌種性能質(zhì)量直接決定抗生素生產(chǎn)水平高低 , 適時對菌種篩選夏壯考核其生產(chǎn)能力非常必要。 詳見下表： 表 溶氧濃度的變化與控制 高單位（ 30 批次平均值） 低單位（ 20 批次平均值） 驗證結(jié)果（連續(xù) 50批次平均值） 放罐單位 1450u/ml 1100u/ml 1480u/ml 放罐總億 200 億 165 億 205 億 放罐體積 噸 噸 噸 裝料系數(shù) % 85% % 內(nèi)蒙古科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計說明書 19 第三章 工藝計算 發(fā)酵罐臺數(shù)和公稱體積的計算 根據(jù)年產(chǎn)量計算每日發(fā)酵液體積 Vd ?f dd mUMUV 1000? 式（ ） 其中： Vd 每日發(fā)酵液體積 m3/d