【正文】 發(fā)酵，由實(shí)驗(yàn)的 50L發(fā)酵罐，成功的進(jìn)行了大規(guī)模的產(chǎn)業(yè)發(fā)酵 紅霉素生產(chǎn)過程的控制技術(shù) 利用計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行調(diào)控 [11]，傳統(tǒng)的 PID控制因?yàn)樗惴ê唵?，魯棒性好，可靠性高，具有可以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)特性和穩(wěn)態(tài)特性等優(yōu)點(diǎn)，因而被廣泛應(yīng)用于工業(yè)控制系統(tǒng)；但是對于工業(yè)過程中的時(shí)變、非線性、滯后或高階大慣性對象，常規(guī) PID 控制難以取得滿意的控制效果。 對剔除糖多孢紅菌霉中的 MCM 基因在糖基和油基中代謝的比較 [7]，得出代謝模型 在糖基中 MCM 消耗甲基丙二酸單酰 COA，而在油基中是產(chǎn)生甲基丙二酸單 4 酰 COA。油脂組成越復(fù)雜，紅霉素產(chǎn)量越高 [3]。加之在抗生素藥物中， 紅霉素生物合成的分子生物學(xué)過程最為清晰， 因此，紅霉素的生產(chǎn)仍具有廣闊的前景 [2]。 Process。整個(gè)設(shè)計(jì)過程在保證達(dá)到設(shè)計(jì)要求和實(shí)際需要的前提下力求環(huán)保節(jié)能，從而能夠獲得更好的收益，降低對環(huán)境的影響，減少對環(huán)境的壓力。最終理論計(jì)算結(jié)果在總收率 65%的前提下，在發(fā)酵工段檢測紅霉素含量 14000 U/mL，成品單位為 720 U/mg，最終確定選用發(fā)酵罐體積為 100 m3（ 8 個(gè)），一級種子發(fā)酵罐 m3（ 4 個(gè)），二級種子發(fā)酵罐 4 m3（ 4 個(gè)）， 三級種子罐 32 m3（ 4 個(gè)）。 Design 1 目錄 ..................................................................................................................................2 紅霉素的理化性質(zhì) ...............................................................................................2 國內(nèi)生產(chǎn)現(xiàn)狀 .......................................................................................................2 紅霉素銷售狀況 ...................................................................................................2 紅霉素生產(chǎn)的改善 ................................................................................................2 紅霉素生產(chǎn)過程的控制技術(shù) ...............................................................................4 紅霉素提取脫色方面的研究 ...............................................................................6 紅霉素生產(chǎn)過程相關(guān)的設(shè)備 ...............................................................................6 ..................................................................................................8 工藝原則 ...............................................................................................................8 工藝流程的確定 ...................................................................................................8 ........................................................................................................................10 設(shè)計(jì)指標(biāo)及主要物性參數(shù) ..................................................................................10 發(fā)酵工段工藝計(jì)算 .............................................................................................13 無菌空氣處理 ......................................................................................................36 提取工段工藝計(jì)算 ..............................................................................................37 三廢的處理 ..........................................................................................................39 ............................................................................................................41 工廠總平面布置設(shè) 計(jì)原則 ..................................................................................41 車間布置設(shè)計(jì)原則 ..............................................................................................41 ................................................................................................................................43 ........................................................................................................................44 致 謝 ...............................................................................................................................46 2 紅霉素的理化性質(zhì) 紅霉素 (Erythromycin， Er)為十四元大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，是紅色糖多孢菌(Saccharopolyspora erythraea)的次級代謝產(chǎn)物，包括 ErAErF，其中 ErA的抑菌活性最高。 紅霉素工廠的設(shè)計(jì)首先注重的是菌種選育，培養(yǎng)基的組成，然后進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)。但是發(fā)酵中添加油脂的量需進(jìn)行培養(yǎng)基優(yōu)化測定。這個(gè)模型在某種程度上解釋了，在生化水平的改善油基生產(chǎn)過程紅霉素的產(chǎn)量，以及改善糖基發(fā)酵過程中， mutB 紅霉菌株基因水平上突變的調(diào)控。為了克服傳統(tǒng) PID的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)者通過對模糊控制的了解，將模糊控制與 PID控制相結(jié)合得到模糊 PID控制，使得控制過程變得精度更高，改善了系統(tǒng)的動(dòng)靜態(tài)性能，是 發(fā)酵過程的調(diào)控更加的準(zhǔn)確。研究發(fā)現(xiàn)通過變溫使發(fā)酵中后期發(fā)酵液粘度的提高有利于紅霉素A的生產(chǎn)，發(fā)酵液粘度的提高有利于提高供氧進(jìn)一步提高紅霉素 A的比例，降低雜質(zhì)的含量，從而降低生產(chǎn)成本。研究表明發(fā)酵液在 PH呈偏堿性時(shí)，用陰離子交換纖維進(jìn)行脫色效果明顯。 液體攪拌 [21]目的是使參與的個(gè)無聊能充分混合，但不同類型的攪拌過程的流動(dòng)過程的流動(dòng)狀況及對攪拌的要求不同。常用的方法有噴霧干燥、微波干燥、滾筒干燥、冷凍干燥等。 （ 4）安全生產(chǎn)，以保證人身和設(shè)備的安全。 3）菌種發(fā)酵水平的初步鑒定：在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)前需對菌種的發(fā)酵水平進(jìn)行測定，因此，通過對菌種進(jìn)行搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)，檢測其發(fā)酵水平，可對菌種的發(fā)酵水平進(jìn)行初步的評估。 8）接種量 （ 1）一級種子罐至二級種子罐按 10%計(jì)算。（ 3）三級種子罐、糖液至發(fā)酵罐設(shè)置一個(gè)分 12 配站。（ 3）空氣系統(tǒng)：溫度自動(dòng)控制。 取 Nd ＝ 1 〔罐 / d〕 發(fā)酵罐公稱容積 ? ?Ldd0 NVV ??? （ 47） ＝ 〔 /1 〕 ＝ 〔 m3〕 依據(jù)國內(nèi)常用的發(fā)酵罐容積系列標(biāo)準(zhǔn)，圓整取 V0 ＝ 100〔 m3〕〔與生產(chǎn)相同〕 （ 2） 發(fā)酵罐臺數(shù) n的計(jì)算 TNn d 總發(fā)酵周期發(fā)酵罐臺數(shù) ??（ d） （ 48） 輔助時(shí)間發(fā)酵周期總發(fā)酵周期 ??T （ 98） =160＋ 32＝ 196〔 h〕＝ 8〔 d〕 發(fā)酵罐臺數(shù) ： n ＝ NdT ＝ 18＝ 8〔臺 〕 〔 生產(chǎn)中取 10 臺 〕 15 （ 3）三級種子罐公稱容積 V3和臺數(shù) n3的計(jì)算 三級種子罐公稱容積 ? ? 裝料系數(shù)接種比?? d3 （ 410） ＝〔 〕 / ＝ 〔 m3 〕 取 N3＝ 1 〔罐 / d〕 因?yàn)槿壏N子罐的發(fā)酵周期＝ T3=〔 64＋ 32〕 /24＝ 4〔 d〕 三級種子罐的數(shù)量 333 TN ＝n ＝ 14＝ 4〔臺〕〔 生產(chǎn)中取 8 臺 〕 （ 4）二級種子罐公稱容積 V2和臺數(shù) n2的計(jì)算 二級種子罐的公稱容積 ? ? 裝料系數(shù)接種比?? d2 （ 411） ＝〔 〕 / ＝ 〔 m3〕 學(xué)生自已圓整二級種子罐的公稱容積（生產(chǎn)中用 φ10001500） 取 N2＝ 1 〔罐 / d〕 因?yàn)槎壏N子罐的發(fā)酵周期＝ T2=〔 64＋ 32〕 /24＝ 4〔 d〕 二級種子罐的數(shù)量 222 TNn ?? ＝ 14＝ 4〔臺〕〔 生產(chǎn)中取 8 臺 〕 （ 5）一級種子罐公稱容積 V0和臺數(shù) n0的計(jì)算 一級種子罐的公稱容積 ? ? 裝料系數(shù)接種比?? d1 （ 412） ＝〔 〕 / ＝ 〔 m3〕 學(xué)生自已圓整一級種子罐的公稱容積（生產(chǎn)中 500L） 取 N1＝ 1 〔罐 / d〕 因?yàn)橐患壏N子罐的發(fā)酵周期＝ T1=〔 64＋ 32〕 / 24＝ 4〔 d〕 一級種子罐的數(shù)量 111 TNn ?? ＝ 14＝ 4〔臺〕 〔 生產(chǎn)中取 8 臺 〕 16 3） 發(fā)酵罐物料的計(jì)算 （ 1）每天需放罐發(fā)酵液的體積 Vd ＝ 〔 m3〕 （ 2）發(fā)酵罐內(nèi)水分蒸發(fā)損失量 損V 的計(jì)算 取發(fā)酵罐內(nèi)水分蒸發(fā)損失量為發(fā)酵液總量的 15 %。 8）水用量的計(jì)算 表 Table Water consumption of Ingredients 設(shè) 備 一級種子罐 二級種子罐 三級種子罐 發(fā)酵罐 配料用水量〔 m3） （ 1）配料用水量（?。号淞嫌盟考s等于培養(yǎng)基的體積） （ 2）洗罐用水量 經(jīng)驗(yàn)取：洗罐用水量為罐公稱容積的 80 %。 校核：因?yàn)槊刻煨璺殴薨l(fā)酵液的體積 Vd＝ 〔 m3〕裝料系數(shù)＝ ，所以發(fā)酵罐的公稱體積（不含上封頭容積）＝ 〔 m3〕 得到發(fā)酵罐內(nèi)徑 D ＝ 〔 m〕圓整，取 D ＝ 〔 m〕 按發(fā)酵罐直徑 D＝ 〔 m〕；上下封頭采用相同的橢圓形封頭，其直邊高度 hb＝〔 m〕，封頭凸出高度 ha＝ D / 4〔 m〕， 計(jì)算下封頭內(nèi)的容積 Vb＝ ＝ ﹙ m3﹚ 發(fā)酵罐的全容積 VT＝ V0＋ Vb＝ 110＋ ＝ 〔 m3 〕 發(fā)酵罐直筒體的高度 ? ? ? ?? ?2b0 ? （ 445） ＝〔 〕 /〔 (3/2)2〕＝ 〔 m〕 25 發(fā)酵罐的 H / D ＝ / 4＝ 發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液量 Vd ＝