【正文】 過(guò)濾除菌流程及設(shè)備 過(guò)濾除菌流程圖如圖 41 所示： 1粗過(guò)濾器； 2壓縮機(jī)； 3貯罐； 4， 6冷卻器； 5旋風(fēng)分離器； 7絲網(wǎng)除沫器； 8加熱器；9空氣過(guò)濾器 圖 41 空氣除菌設(shè)備流程圖 無(wú)菌空氣的檢查 無(wú)菌檢查方法有肉湯培養(yǎng)法、斜面培養(yǎng)法和雙碟培養(yǎng)法。 黑曲霉 3． 350 發(fā)酵培養(yǎng)基的配方：豆餅粉 ％ , 玉米粉 ％ ， 魚(yú)粉 ％ ， 氯化銨 ％ ， 氯化鈣 ％ ， 磷酸二氫鈉 ％ ， 豆餅石灰水解液 10％ ，pH 。 而 黑曲霉（ Aspergillus niger ）生產(chǎn)酸性蛋白酶的工藝流程為： 原始菌株→分離純化→紫外線誘變→選育菌株分離純化→ 亞硝基胍誘變 →選育菌株分離純化→選育菌株生產(chǎn)工藝優(yōu)化→傳代試驗(yàn)→選育菌株→斜面菌種→三角瓶菌種→淺盤(pán)菌種 _________________ ↓ 主原料→混料（水、無(wú)機(jī)氮、無(wú)機(jī)鹽）→蒸料→冷卻→接種→發(fā)酵→穩(wěn)定化處理→干燥→粉碎→包裝→檢測(cè)→成品 ↓ 粗酶 →抽提→過(guò)濾→鹽析→沉淀→干燥粉碎→包裝→檢測(cè)→成品 菌種的保藏 菌種是從事微生物學(xué)以及生命科學(xué)研究的基本材料，特別是利用微生物進(jìn)行有關(guān)生產(chǎn)工業(yè)，更離不開(kāi)菌種。 1968 年從微小毛霉中篩選出了一種酸性蛋白酶，并對(duì)其進(jìn)行了純化和酶學(xué)性質(zhì)分析。 1908 年，德國(guó) 科學(xué)家從動(dòng)物的胰臟中提取出胰蛋白酶，并將其用于皮革的鞣質(zhì)。其中對(duì)發(fā)酵罐 做了創(chuàng)新性設(shè)計(jì)。 活化培養(yǎng)基 黑曲霉 的活化培養(yǎng)基的配制如下： 斜面培養(yǎng)基：蔗糖 30g， NaNO3 3 g， MgSO4 g， KCl g， FeSO4 g， K2HPO4 1 g，瓊脂 20 g，將上述各組分溶于 1000 mL 水中， 121 ℃滅菌 20 min，備用。 滅菌原理：對(duì)數(shù)殘留定律（對(duì)培養(yǎng)基進(jìn)行濕熱滅菌時(shí)，培養(yǎng)基中的微生物受熱死亡的速率與殘存的微生物數(shù)量成正比）。發(fā)酵過(guò)程中采用自動(dòng)攪拌器，將轉(zhuǎn)速控制在100r/min，使流加堿液與發(fā)酵液快速混合均勻。既降低了設(shè)備安裝高度 , 又給安裝維修帶來(lái)了很大方便 , 如圖： 圖 61 傳動(dòng)部臥式電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸圖 四臺(tái)發(fā)酵罐采用二種減速箱 , 前二臺(tái)罐為迸口減速箱 , 減速箱內(nèi)裝有一對(duì)直齒輪和一對(duì)弧形傘齒輪 , 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單 , 維修方便 , 一般只有傘齒輪及進(jìn)軸、軸承損中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 11頁(yè) 壞要維修更新。 所以 , 采用高通風(fēng) , 大槳葉 , 低轉(zhuǎn)速攪抖 ,可降低攪拌功率 , 同樣達(dá)到高產(chǎn)酸的效果。底道槳 Φ1900， 八彎葉 , 中道槳小 , 六彎葉 , 轉(zhuǎn)速 。 發(fā)酵過(guò)程 pH 值的控制 各種微生物需要在一定的 pH 環(huán)境中方能正常生長(zhǎng)繁殖。 下游加 工工藝流程 將發(fā)酵液過(guò)濾得到濾液，然后加入單寧酸沉淀，離心得到酸性蛋白酶與單寧酸的復(fù)合物，其后加入相對(duì)分子質(zhì)量為 6000 的聚乙二醇溶液，攪拌，離心，去濾液，加入糖用活性炭脫色，得到淺黃色酶液，先用乙醇沉淀，后加入硫酸銨鹽析，得到濕晶體，干燥后得到淺色酶，磨粉，制得 淺色酶粉，成品加工成工業(yè)用酶制劑。因此要嚴(yán)格要求無(wú)菌操作，種子滅菌要徹底，凈化空氣設(shè)備，操作要慎重，設(shè)備滅菌要徹底。 本 設(shè)計(jì) 采用 3 個(gè)發(fā)酵罐，每個(gè)為 200m3， 酸性蛋白酶 的產(chǎn)量 50g/L，提煉總收率為 95%，裝料系數(shù)為 60%， 濃縮干燥收率為 90%， 產(chǎn)品純度為 95%，則： 每個(gè)發(fā)酵罐在一個(gè)發(fā)酵周期中 酸性蛋白酶 的產(chǎn)量為： 2005 095%60%,90%95%= ㎏ 那么 3 個(gè)發(fā)酵罐一年的總產(chǎn)量為： （ 300/3） 3=1462050 ㎏ = 在后期損耗合理的情況下， 故符合年產(chǎn) 1000t 的生產(chǎn)要求。 發(fā)酵罐壁厚 罐體壁厚 中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 14頁(yè) δ1=pD/(2σψp)+C （ 62） 式（ 62）中： p— 耐受壓強(qiáng)（取 ） ψ— 焊縫系數(shù)，雙面焊取 ，無(wú)縫焊取 σ— 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（不銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150℃ ,137 MPa） C— 腐蝕裕度，當(dāng) δ C10mm時(shí)， C=3mm 解得罐體壁厚 δ1=pD/(2σψp)+C=1500/（ 2137） +3=4. 7 mm 取整為 δ1=5 mm 封頭壁厚 δ2=pDy/(2σψ) +C （ 63） 式（ 63）中： p— 耐受壓強(qiáng)（取 ） y— 開(kāi)孔系數(shù)，取 ψ— 焊縫系數(shù)，雙面焊取 ，無(wú)縫焊取 σ— 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（不銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150℃ ,137 MPa） C— 腐蝕裕度，當(dāng) δ C10mm時(shí)， C=3mm 解得封頭壁厚 δ2=pDy/(2σψ)+C=1500（ 2137） +3= mm 取整為 δ2=7 mm 發(fā)酵罐個(gè)數(shù)的確定 已知年產(chǎn)量為 1000 噸，一年有 300 個(gè)工作日， 黑曲霉 發(fā)酵周期 T=48h=2d，其中清理發(fā)酵罐 1 天，產(chǎn)量為 50 g/L，罐壓 ㎏ /㎝ 2?？紤]罐徑大 , 放熱量集中冷卻效果一定要好 ,所以又在冷卻管的合理進(jìn)出水上做文章 , 采用快進(jìn)快出的接管法 , 就是把盤(pán)管列管分成多組 , 使冷卻水分成多路進(jìn)多路出 , 以水在冷卻管內(nèi) 米 /秒停留 1 分鐘來(lái)分組。所以大型發(fā)酵罐設(shè)計(jì)成矮胖形可降低液柱高度 , 有利通風(fēng)溶氧。活化后的菌種用生理鹽水洗下，轉(zhuǎn)接于搖瓶種子培養(yǎng)基 , 接種量 5%~6%， 30℃ 培養(yǎng) 12h。 中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 7頁(yè) 培養(yǎng)基的 連續(xù) 滅菌 圖 41 連續(xù)滅菌的流程圖 培養(yǎng)基連續(xù)滅菌為在短時(shí)間內(nèi)被加熱到滅菌溫度（ 130℃ ~140℃ ），短時(shí)間內(nèi)保溫（一般為 5~8min） ,升降溫時(shí)間相對(duì)較短，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制、提高發(fā)酵罐的設(shè)備利用率，蒸汽用量平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，培養(yǎng)基在短時(shí)間內(nèi)被加熱到滅菌溫度，短時(shí)間保溫后快速冷卻，再進(jìn)入早已滅完菌的發(fā)酵罐，這樣不但可以節(jié)省時(shí)間，更重要的是減少了培養(yǎng)基的破壞率。升高板層溫度至 20℃ ， 迅速蒸發(fā)樣品中的殘余水分。李永泉等，對(duì)宇佐美曲霉所產(chǎn)的酸性蛋白酶進(jìn)行了發(fā)酵過(guò)程動(dòng)力學(xué)研究 .戚淑威等對(duì)青霉產(chǎn)酸性蛋白酶的適宜條件和酶學(xué)性質(zhì)進(jìn)行了分中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 第 2頁(yè) 析。酸性蛋白酶主要來(lái)源于動(dòng)物的臟器和微生物分泌物 ,包括胃蛋白酶、凝乳酶和一些微生物蛋白酶。 與國(guó)外相比，我國(guó)對(duì)酸性蛋白酶的研究相對(duì)較晚些。常中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)