【正文】 對(duì)革蘭陽(yáng)性球菌及革蘭陽(yáng)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(jīng)淀粉酶水解的葡萄糖糖化液（ DE值 50%以上）進(jìn)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(huì)影響發(fā)酵過(guò)程中的代謝變化，進(jìn)而影響青霉素產(chǎn)量，必須予以嚴(yán)格控制。 6APA 也可從青霉素 G 用化學(xué)法來(lái)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(dòng)力學(xué)參數(shù)的測(cè)定，過(guò)程條件的優(yōu)化試驗(yàn)等等，而在工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用還不多。 因此采用補(bǔ)料分批發(fā)酵 可以使培養(yǎng)液中的營(yíng)養(yǎng)物濃度較長(zhǎng)時(shí)間地保持在一定范圍內(nèi)，既保 證青霉素 的生長(zhǎng)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(guò)多造成細(xì)胞大量生長(zhǎng)，耗氧過(guò)多，以至通風(fēng)攪拌設(shè)備不能匹配的狀況， 從而 提高有用產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化率 ，所以本設(shè)計(jì)采用補(bǔ)料分批發(fā)酵方式進(jìn)行青霉素的發(fā)酵生產(chǎn)。 發(fā)酵過(guò)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(dāng)各類物質(zhì)濃度增加時(shí) ， 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(fēng)攪拌關(guān)鍵槳是底道槳 ， 故而設(shè)計(jì)時(shí)有意加大底道槳葉的葉徑及葉片數(shù) ， 同時(shí)相應(yīng)縮小中、上道槳的葉徑進(jìn)行計(jì)算設(shè)計(jì)。 h 二級(jí)種子罐 中Q =5500 70%=10 5 kJ/m3生產(chǎn)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(biāo)調(diào)節(jié)發(fā)酵溫度 ， 通過(guò)追加糖或補(bǔ)加前體等各種措施來(lái)延長(zhǎng)發(fā)酵時(shí)間 ， 以獲得最多青霉素。過(guò)高的流加速率造成酸性中間產(chǎn)物的積累使 pH值降低；過(guò)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。 因?yàn)?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(yán)格控制發(fā)酵條件，以利抗生素合成代謝的進(jìn)行。在穩(wěn)定的狀態(tài)下，微生物 所處的環(huán)境條件，如營(yíng)養(yǎng)物濃度、產(chǎn)物濃度、 pH 值等都能保持恒定，微生物細(xì)胞的濃度及其比生長(zhǎng)速率也可維持不變，甚至還可以根據(jù)需要來(lái)調(diào)節(jié)生長(zhǎng)速度。青霉素 G鈉鹽是將青霉素 G鉀鹽通過(guò)離子交換樹脂（鈉型）而制得。在這個(gè)階段，菌體重量有所增加，但產(chǎn)生菌的呼吸強(qiáng)度一般無(wú)顯著變化。當(dāng)前生產(chǎn)能力可達(dá) 50000— 90000μ /ml。通過(guò)抑制轉(zhuǎn)肽酶，青霉四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 4 素使細(xì)胞壁的合成受到抑制，細(xì)菌的抗?jié)B透壓能力降低，引起菌體變形，破裂而死亡。面對(duì)國(guó)際市場(chǎng)對(duì)青霉素產(chǎn)品的需求的減弱和國(guó)內(nèi)市場(chǎng)抗生素產(chǎn)品的升級(jí)，可知我國(guó)的青霉素需求量還是呈上升趨勢(shì)。當(dāng)時(shí) 美國(guó) 和 英 國(guó)正在和納粹德國(guó)交戰(zhàn)。 fermentation。 volume。這種 新的藥物對(duì)控制傷口感染有 顯著療 效。 青霉素分子結(jié)構(gòu)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(jī)理 是干擾細(xì)菌細(xì)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(jī)地聯(lián)系在一起，碳源、氮源等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)不斷消耗，青霉素不斷合成。 半合成青霉素的生產(chǎn)方法 以 6APA 為中間體與多種化學(xué)合成有機(jī)酸進(jìn)行?；磻?yīng)，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(diǎn)： ①可以維持穩(wěn)定的操作條件，有利于微生物的生長(zhǎng)代謝，從而使產(chǎn)率和產(chǎn)品質(zhì)量也相應(yīng)保持穩(wěn)定；②能夠更有效地實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，減少操作人員與病原微生物和毒性產(chǎn)物接觸的機(jī)會(huì)；③減少設(shè)備清洗。一般在這個(gè)階段，發(fā)酵液中碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度必須控制在一定范圍內(nèi)，才有利于青霉素合成。 將發(fā)酵培養(yǎng)基調(diào)節(jié)成不同的出發(fā) pH進(jìn)行發(fā)酵，在發(fā)酵過(guò)程中，定時(shí)測(cè)定和調(diào)節(jié) pH。當(dāng)菌絲中空泡擴(kuò)大、增多及延伸 ， 并出現(xiàn)個(gè)別自溶細(xì)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(jìn)入自溶期 ， 在此時(shí)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 粘 稠 ， 增加下一步提純時(shí)過(guò)濾的困難。 h 一級(jí)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(shè)置八彎葉渦輪槳 ， 中、上道槳設(shè)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(gè)發(fā)酵罐， 3 個(gè)二級(jí)種子罐， 2 個(gè)一級(jí)種子罐計(jì)，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(jí)種子罐 實(shí) 消所需冷卻水：取夾套傳熱系數(shù) K=400 kcal/㎡ 四川理工學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì) 14 第三章 工藝計(jì)算 主要基礎(chǔ)數(shù)據(jù) : (1) 接種量 一級(jí)種子罐至二級(jí)種子罐按 15%計(jì)算； 二級(jí)種子罐至發(fā)酵罐按 15%計(jì)算； (2) 培養(yǎng)基滅菌 一級(jí)種子罐及二級(jí)種子罐培養(yǎng)基采用空消滅菌； 發(fā)酵罐培養(yǎng)基采用實(shí)消滅菌； (3) 通氣量 一級(jí)種子罐： （ VVM），二級(jí)種子罐： (VVM)， 發(fā)酵罐： (VVM)； (4) 無(wú)菌空氣處理系統(tǒng) 空氣處理量：按設(shè)計(jì)要求 空壓機(jī)出口壓力 ： ~（ Mpa） 進(jìn)總過(guò)濾器的相對(duì)濕度： 60% 空氣潔凈度： 100 級(jí) (5) 發(fā)酵周期： 一級(jí)種子罐： 64 小時(shí)，二級(jí)種子罐： 56 小時(shí)，發(fā)酵罐： 136 小時(shí) (6) 裝料系數(shù) 一級(jí)種子罐： 65%，二級(jí)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(zhuǎn)速顯示及變頻調(diào)速，液位報(bào)警； 連消系統(tǒng)：溫度、流量連鎖控制； 空氣系統(tǒng)：溫度自動(dòng)控制； 后處理系統(tǒng)：溫度現(xiàn)場(chǎng)顯示、手動(dòng)調(diào)節(jié)，流量現(xiàn)場(chǎng)顯示、手動(dòng)調(diào)節(jié)； (8) 水系統(tǒng) 自來(lái)水：常溫， （ MPa），用于配料、夏天實(shí)罐滅菌的前期冷卻、清洗設(shè)備等 。補(bǔ)加消泡油的個(gè)別情況下，可以提高空氣流量來(lái)加速脂肪酸的氧化，以糾正由于油脂分解產(chǎn)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(dāng)然，他也存在一些缺點(diǎn) : ①由于是開放系統(tǒng)，加上發(fā)酵周期長(zhǎng)，容易造成雜菌污染；②在長(zhǎng)周期連續(xù)發(fā)酵中，微生物容易發(fā)生變異；③對(duì)設(shè)備、儀器及控制元器件的技術(shù)要求較高；④粘性絲狀菌菌體容易附著在器壁上生長(zhǎng)和在發(fā)酵液內(nèi)結(jié)團(tuán)，給連續(xù)發(fā)酵 操作帶來(lái)困難。酶反應(yīng)一般在40～ 50 ℃、 pH8～ 10 的條件下進(jìn)行；近年來(lái)，酶固相化技術(shù)已應(yīng)用于 6APA 生產(chǎn)，簡(jiǎn)化了裂解工藝過(guò)程。一般在這個(gè)階段，發(fā)酵液中碳源、氮源和磷酸鹽等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的濃度必須控制在一定范圍內(nèi)，才有利于青霉素合成；如果這些物質(zhì)過(guò)多，則只會(huì)促進(jìn)菌體生長(zhǎng)，抑制青霉素合成；如果這些物 質(zhì)過(guò)少，則菌體容易衰老，青霉合成能力也會(huì)衰退，對(duì)生產(chǎn)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(xì)胞壁的缺損，使細(xì)菌失去細(xì)胞壁的滲透屏障，對(duì)細(xì)菌起到殺滅作用。工業(yè)上應(yīng)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(xué)或醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)。 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(chǎng)分析 ........................................................................................................ 2 青霉素分子結(jié)構(gòu)及分類 ........................................................................................... 2 青霉素的單位 ........................................................................................................... 3 作用機(jī)理 ................................................................................................................... 3 青霉素的應(yīng)用 ........................................................................................................... 4 產(chǎn)品藥理 ................................................................................................................... 4 第二章 工藝設(shè)計(jì) ..................................................................................................................... 5 青霉素的生產(chǎn)原料 ................................................................................................... 5 菌種 ................................................................................................................. 5 培養(yǎng)基 ............................................................................................................. 5 青霉素發(fā)酵過(guò)程 ........................................................................................................ 5 菌體生長(zhǎng)階段 ................................................................................................. 5 青霉素合成階段 ............................................................................................. 6 菌體自溶階段 ................................................................................................. 6 生產(chǎn)工藝 .......................................................