【正文】 對革蘭陽性球菌及革蘭陽性桿菌、 螺旋體 、 梭狀芽孢桿菌 、 放線菌 以及部分 擬桿菌 有抗菌作用。目前普遍采用淀粉經淀粉酶水解的葡萄糖糖化液（ DE值 50%以上）進行流加。除此之外，發(fā)酵液的 pH 值、溫度和溶解氧濃度等都會影響發(fā)酵過程中的代謝變化，進而影響青霉素產量，必須予以嚴格控制。 6APA 也可從青霉素 G 用化學法來裂解制得，但成本較高。由于上述情況，連續(xù)發(fā)酵目前主要用于研究工作中，如發(fā)酵動力學參數(shù)的測定，過程條件的優(yōu)化試驗等等，而在工業(yè)生產中的應用還不多。 因此采用補料分批發(fā)酵 可以使培養(yǎng)液中的營養(yǎng)物濃度較長時間地保持在一定范圍內，既保 證青霉素 的生長需要，又不造成不利影響， 還 可以避免在分批發(fā)酵中因一次性投入糖過多造成細胞大量生長，耗氧過多，以至通風攪拌設備不能匹配的狀況， 從而 提高有用產物的轉化率 ，所以本設計采用補料分批發(fā)酵方式進行青霉素的發(fā)酵生產。 發(fā)酵過程中溶解氧的控制 (1) 罐壓： 罐壓直接影響發(fā)酵液中氧的分壓 ， 我們知道氧是一種難溶于水的氣體 ， 氧在發(fā)酵液中的溶解度不僅受培養(yǎng)基成分的影響 ， 而且當各類物質濃度增加時 ， 氧的溶解度也要降低。 循環(huán)水： 20～ 25℃ (△ t=5℃ )， （ MPa），用于 發(fā)酵罐和 空氣冷卻 。 h通風攪拌關鍵槳是底道槳 ， 故而設計時有意加大底道槳葉的葉徑及葉片數(shù) ， 同時相應縮小中、上道槳的葉徑進行計算設計。 h 二級種子罐 中Q =5500 70%=10 5 kJ/m3生產上慣稱 鏡檢 ， 根據(jù) 鏡檢 中菌絲形變化和代謝變化的其他指標調節(jié)發(fā)酵溫度 ， 通過追加糖或補加前體等各種措施來延長發(fā)酵時間 ， 以獲得最多青霉素。過高的流加速率造成酸性中間產物的積累使 pH值降低；過低的加糖速率不足以中和蛋白質代謝產生的氨或其他生理堿性物質代謝產生的堿性化合物而引起 pH值上升。 因為 存在著抗生素合成和菌體合成二條不同的代謝途徑，需要嚴格控制發(fā)酵條件，以利抗生素合成代謝的進行。在穩(wěn)定的狀態(tài)下，微生物 所處的環(huán)境條件，如營養(yǎng)物濃度、產物濃度、 pH 值等都能保持恒定，微生物細胞的濃度及其比生長速率也可維持不變，甚至還可以根據(jù)需要來調節(jié)生長速度。青霉素 G鈉鹽是將青霉素 G鉀鹽通過離子交換樹脂（鈉型）而制得。在這個階段，菌體重量有所增加，但產生菌的呼吸強度一般無顯著變化。當前生產能力可達 50000— 90000μ /ml。通過抑制轉肽酶，青霉四川理工學院畢業(yè)設計 4 素使細胞壁的合成受到抑制，細菌的抗?jié)B透壓能力降低，引起菌體變形，破裂而死亡。面對國際市場對青霉素產品的需求的減弱和國內市場抗生素產品的升級，可知我國的青霉素需求量還是呈上升趨勢。當時 美國 和 英 國正在和納粹德國交戰(zhàn)。 fermentation。 volume。這種 新的藥物對控制傷口感染有 顯著療 效。 青霉素分子結構及分類 青霉素是 6－氨基青霉烷酸（ 6aminopenicillanic acid， 6APA）苯乙酰衍生物。即 作用 機理 是干擾細菌細胞壁的合成。按其在深層培養(yǎng)中菌絲的形態(tài)，可分為球狀菌和絲狀菌。這期間以碳源和氮源的分解代謝和青霉素的合成代謝為主，前者的代謝途徑和后者有機地聯(lián)系在一起，碳源、氮源等營養(yǎng)物質不斷消耗，青霉素不斷合成。 半合成青霉素的生產方法 以 6APA 為中間體與多種化學合成有機酸進行?；磻?，可制得各種類型的半合成青霉素。連續(xù)發(fā)酵具有以下優(yōu)點： ①可以維持穩(wěn)定的操作條件，有利于微生物的生長代謝，從而使產率和產品質量也相應保持穩(wěn)定；②能夠更有效地實現(xiàn)機械化和自動化，降低勞動強度，減少操作人員與病原微生物和毒性產物接觸的機會；③減少設備清洗。一般在這個階段，發(fā)酵液中碳源、氮源和磷酸鹽等營養(yǎng)物質的濃度必須控制在一定范圍內，才有利于青霉素合成。 將發(fā)酵培養(yǎng)基調節(jié)成不同的出發(fā) pH進行發(fā)酵，在發(fā)酵過程中，定時測定和調節(jié) pH。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 ， 導致青霉素產量下降 ， 使色素、溶解和膠狀雜質增多 ， 并使發(fā)酵液變 粘 稠 ， 增加下一步提純時過濾的困難。 h 一級種子罐 小Q =550065%=10 4 kJ/m3令底道槳葉徑：中、上道槳葉徑 =1： ， 底道槳設置八彎葉渦輪槳 ， 中、上道槳設置六彎葉渦輪槳?！妫? QcW t??大大 = hrkg /3 9 0 4 75 10 5 ?? QcW t??中中 = hrkg /71 4 5 ???? QcW t??小小 = hrkg /1 1 6 5 ???? 以工作狀態(tài) 6 個發(fā)酵罐， 3 個二級種子罐， 2 個一級種子罐計，并取安全系數(shù) ，則循環(huán)冷卻水總量為： W總 = （ 39047 6+7143 3+1162 2） 10 3 = = 考慮到一級種子罐 實 消所需冷卻水：取夾套傳熱系數(shù) K=400 kcal/㎡ 四川理工學院畢業(yè)設計 14 第三章 工藝計算 主要基礎數(shù)據(jù) : (1) 接種量 一級種子罐至二級種子罐按 15%計算； 二級種子罐至發(fā)酵罐按 15%計算； (2) 培養(yǎng)基滅菌 一級種子罐及二級種子罐培養(yǎng)基采用空消滅菌； 發(fā)酵罐培養(yǎng)基采用實消滅菌； (3) 通氣量 一級種子罐： （ VVM），二級種子罐： (VVM)， 發(fā)酵罐： (VVM)； (4) 無菌空氣處理系統(tǒng) 空氣處理量：按設計要求 空壓機出口壓力 ： ~（ Mpa） 進總過濾器的相對濕度： 60% 空氣潔凈度： 100 級 (5) 發(fā)酵周期： 一級種子罐： 64 小時，二級種子罐： 56 小時，發(fā)酵罐： 136 小時 (6) 裝料系數(shù) 一級種子罐： 65%，二級種子罐： 70%，發(fā)酵罐： 80% (7) 自控要求： 發(fā)酵系統(tǒng)：種子罐、發(fā)酵罐溫度自控， pH 控制，罐壓指示，溶氧指示，轉速顯示及變頻調速，液位報警； 連消系統(tǒng)：溫度、流量連鎖控制； 空氣系統(tǒng)：溫度自動控制； 后處理系統(tǒng)：溫度現(xiàn)場顯示、手動調節(jié)，流量現(xiàn)場顯示、手動調節(jié)； (8) 水系統(tǒng) 自來水：常溫， （ MPa），用于配料、夏天實罐滅菌的前期冷卻、清洗設備等 。補加消泡油的個別情況下，可以提高空氣流量來加速脂肪酸的氧化，以糾正由于油脂分解產生大量脂肪酸引起的 pH 降低。因 一次加入量不能大于 %，所以采用多次加入方式。 當然，他也存在一些缺點 : ①由于是開放系統(tǒng)，加上發(fā)酵周期長，容易造成雜菌污染；②在長周期連續(xù)發(fā)酵中，微生物容易發(fā)生變異；③對設備、儀器及控制元器件的技術要求較高；④粘性絲狀菌菌體容易附著在器壁上生長和在發(fā)酵液內結團，給連續(xù)發(fā)酵 操作帶來困難。酶反應一般在40～ 50 ℃、 pH8～ 10 的條件下進行；近年來，酶固相化技術已應用于 6APA 生產，簡化了裂解工藝過程。一般在這個階段，發(fā)酵液中碳源、氮源和磷酸鹽等營養(yǎng)物質的濃度必須控制在一定范圍內，才有利于青霉素合成；如果這些物質過多，則只會促進菌體生長，抑制青霉素合成；如果這些物 質過少，則菌體容易衰老，青霉合成能力也會衰退，對生產不利。 培養(yǎng)基 培養(yǎng)基成分為： ⑴ 碳源 青霉菌能利用多種碳源和乳糖、蔗糖、葡萄糖等。造成細胞壁的缺損，使細菌失去細胞壁的滲透屏障，對細菌起到殺滅作用。工業(yè)上應用的有 鉀 、 鈉 、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。 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 ” 而共同榮獲諾貝爾生理學或醫(yī)學獎。 production目錄 III 目 錄 摘 要 ......................................................................................................................................... I Abstract .................................................................................................................................... II 第一章 緒論 .............................................................................................................................. 1 青霉素的發(fā)現(xiàn) ........................................................................................................... 1 青霉素發(fā)展歷程 ........................................................................................................ 1 青霉素市場分析 ........................................................................................................ 2 青霉素分子結構及分類 ........................................................................................... 2 青霉素的單位 ........................................................................................................... 3 作用機理 ................................................................................................................... 3 青霉素的應用 ........................................................................................................... 4 產品藥理 ................................................................................................................... 4 第二章 工藝設計 ..................................................................................................................... 5 青霉素的生產原料 ................................................................................................... 5 菌種 ................................................................................................................. 5 培養(yǎng)基 ............................................................................................................. 5 青霉素發(fā)酵過程 ........................................................................................................ 5 菌體生長階段 ................................................................................................. 5 青霉素合成階段 ............................................................................................. 6 菌體自溶階段 ................................................................................................. 6 生產工藝 .......................................................