【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 第三類產(chǎn)品：主要是對(duì)革蘭陰性菌有很強(qiáng)的殺菌用。 第四代產(chǎn)品：與第三代頭孢菌素相比，抗菌譜更廣，抗菌活性更強(qiáng)，對(duì)細(xì)菌產(chǎn)生的β 內(nèi)酰胺酶更穩(wěn)定。 建設(shè)規(guī)模 按年工作日 300 天，年產(chǎn) 2 千噸，后面按市場(chǎng)需求變化生產(chǎn)。 三、廠址選擇與建廠條件 建廠區(qū)域（省市州） 四川省攀枝花市 具體地址 攀枝花市米易經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū) 建廠具體條件分析 米易是以中山山地為主的山區(qū)縣。最 高海拔 3447 米，最低海拔 980 米，平均海拔 米（相對(duì)高差 2467 米）。全縣山林草坡面積占 %，耕地面積占 %，水面積占 %。全縣具有以南亞熱帶為基帶的立體氣候，年均氣溫 ℃ ，雨量充足，年降雨量 1100毫米。境內(nèi)光照充足，光照時(shí)數(shù) 小時(shí)，熱量豐富，無霜期 天，冬暖春溫高，夏秋季節(jié)涼，冬春逆溫顯著，是天然的 “ 大地溫室 ” ，是全國(guó)少有的熱作區(qū)。 水能資源豐富。米易縣水能資源豐富，全縣水電理論蘊(yùn)藏量 48 萬(wàn)千瓦 ,可開發(fā)量 21 萬(wàn)千瓦，現(xiàn)有 水電裝機(jī)近 4 萬(wàn)千瓦，正在建設(shè)裝機(jī)容量為 萬(wàn)千瓦的灣灘水電站已有一臺(tái)機(jī)組發(fā)電，隨著安寧河流域水電梯級(jí)開發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施， 06年小三峽電站和城南電站竣工，到 2020年全縣水電裝機(jī)容量將達(dá)到 。 基礎(chǔ)設(shè)施完善。米易縣城坐落在安寧河畔，近年來市政建設(shè)步伐加快，舊城攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 共 16 頁(yè) 改造力度加大，城北新區(qū)建設(shè)全面推進(jìn)，城市功能逐步完善。交通十分便利：成昆鐵路和 214 省道沿安寧河縱貫全境，縣鄉(xiāng)公路四通八達(dá)，縣城南距攀枝花市80 公里，北距西昌市 150 公里?？v貫米易的西攀高速公路正在建設(shè)之中，米易占據(jù)三個(gè)出口。通訊便捷：擁有 萬(wàn)多門國(guó)際、國(guó)內(nèi)直撥電話，無線市話小靈通、全球通移動(dòng)電話、寬帶互聯(lián)網(wǎng)已開通使用。隨著國(guó)家實(shí)施西部大開發(fā)，特別是西攀高速公路的建成，白馬釩鈦磁鐵礦開發(fā)建設(shè)的興起，米易基礎(chǔ)設(shè)施將更為配套完善，城市規(guī)模將迅速擴(kuò)大，縣域經(jīng)濟(jì)將得到更大發(fā)展，米易將成為攀西地區(qū)重要的生態(tài)旅游城市和商品集散地。 綜上看來很適合生物工廠的創(chuàng)建。 四、主要原材料與能源分析 菌種 頂頭孢霉 HC－ 98－ 1 菌株系河北中潤(rùn)公司 101 車間生產(chǎn)菌株。 輔助材料 ① 培養(yǎng)基 a、種子培養(yǎng)基：玉 米漿、蔗糖、葡萄糖、 DL－蛋氨酸、豆油、 CaCO3，pH： － 。 b、發(fā)酵培養(yǎng)基：玉米漿、淀粉、糊精、蛋氨酸、葡萄糖、油、 CaCOMgSO (NH4)2SO FeSO MnSO ZnSO CuSO4， pH： － 。 ② 方法補(bǔ)充 a、降低補(bǔ)料濃度，增大補(bǔ)料量，提高放罐體積。 b、在發(fā)酵過程中，不斷補(bǔ)料的同時(shí)，每隔一定時(shí)間取出一定體積的發(fā)酵液。 c、頭孢菌素含量用 HPLC 測(cè)定，其色譜條件為：色譜柱為 C18， 25mm；流動(dòng)相為乙腈：乙酸鈉緩沖液 (1:50)，進(jìn)樣量 20μ l，流速： ，檢測(cè)波長(zhǎng)： 254nm 能源來源 電能 價(jià)格分析 經(jīng)分析可得產(chǎn)品利潤(rùn)率在 40%左右 五、項(xiàng)目的技術(shù)、設(shè)備、工程方案 項(xiàng)目的技術(shù)方案 工藝流程 菌種 →種子制備 → 發(fā)酵 → 發(fā)酵液預(yù)處理 → 提取及精制 → 成品包裝 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 共 16 頁(yè) 菌種的多級(jí)發(fā)酵 : 一級(jí)種子 (種齡 76 h)一二級(jí)種子 (種齡 40 h)一發(fā)酵，一級(jí)種子接入二級(jí)種子、二級(jí)種子接人發(fā)酵罐的接種量分別為 10％和 17％； 通過 壓差法接人，培養(yǎng) 130～ 150 h， 40 h 前控制為 28℃， 40 h 后控制為25℃。 發(fā)酵液預(yù)處理 發(fā)酵結(jié)束后，發(fā)酵液中頭孢菌素的濃度通常很低，而雜質(zhì)的含量通常很高，包括有大量的菌體細(xì)胞、未用完的培養(yǎng)基、各種蛋白質(zhì)膠狀物以及其他代謝產(chǎn)物等。發(fā)酵液預(yù)處理主要去除兩大類物質(zhì)：一類是可溶性物質(zhì)，包括核酸、雜蛋白質(zhì)、不溶性多糖等，這些雜質(zhì)不僅使發(fā)酵液粘度提高，影響液固分離速率，而且還會(huì)影響提取操作；另一類是某些無機(jī)鹽，它們不僅影響成品質(zhì)量，而且在采用離子交換法提取時(shí)，由于樹脂大量吸附無機(jī)離子而減少對(duì)抗生素 的交換，因此，應(yīng)將這些無機(jī)離子，特別是高價(jià)金屬離子除去。 過濾 發(fā)酵液在萃取之前需預(yù)處理，發(fā)酵液加少量絮凝劑沉淀蛋白，然后經(jīng)真空轉(zhuǎn)鼓過濾或板框過濾，除掉菌絲體及部分蛋白。頭孢菌素易降解，發(fā)酵液及濾液應(yīng)冷至 10 ℃以下，過濾收率一般 90%左右。 ①菌絲體粗長(zhǎng) 10181。m，采用鼓式真空過濾機(jī)過濾，濾渣形成緊密餅狀，容易從濾布上刮下。濾液 ，蛋白質(zhì)含量 %。需要進(jìn)一步除去蛋白質(zhì)。 ②改善過濾和除去蛋白質(zhì)的措施：硫酸調(diào)節(jié) ，加入 %溴代十五烷吡啶 PPB， %硅藻土為助濾劑。再通過板框式過濾機(jī)。濾液澄清透明，進(jìn)行萃取。 萃取 頭孢菌素的提取采用溶媒萃取法。頭孢菌素游離酸易溶于有機(jī)溶劑，而頭孢菌素鹽易溶于水。利用這一性質(zhì)，在酸性條件下頭孢菌素轉(zhuǎn)入有機(jī)溶媒中，調(diào)節(jié) pH，再轉(zhuǎn)入中性水相，反復(fù)幾次萃取，即可提純濃縮。選擇對(duì)頭孢菌素分配系數(shù)高的有機(jī)溶劑。工業(yè)上通常用醋酸丁酯和戊酯。萃取 2－ 3 次。從發(fā)酵液萃取到乙酸丁酯時(shí)， pH 選擇 ，從乙酸丁酯反萃到水相時(shí)， pH 選擇 。發(fā)酵濾液與乙酸丁酯的體積比為 ，即一次濃縮 倍數(shù)為 。為了避免 pH 波動(dòng)，采用硫酸鹽、碳酸鹽緩沖液進(jìn)行反萃。發(fā)酵液與溶劑比例為 3－ 4。幾次萃取后，濃縮 10 倍，濃度幾乎達(dá)到結(jié)晶要求。萃取總收率在 85％左右。 所得濾液多采用二次萃取，用 10%硫酸調(diào) ~，加入醋酸丁酯，用量為濾液體積的三分之一，反萃取時(shí)常用碳酸氫鈉溶液調(diào) ~。在一次丁酯萃取時(shí)，由于濾液含有大量蛋白，通常加入破乳劑防止乳化。第一次萃取，存在蛋白質(zhì)，加 %乳化劑 PPB。 萃取條件：為減少頭孢菌素降解，整個(gè)萃取過程應(yīng)在低溫下進(jìn)行（ 10 ℃以下） 。萃取罐冷凍鹽水冷卻。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 共 16 頁(yè) 脫色 萃取液中添加活性炭，除去色素、熱源，過濾，除去活性炭。 結(jié)晶 萃取液一般通過結(jié)晶提純。頭孢菌素鉀鹽在醋酸丁酯中溶解度很小，在二次丁酯萃取液中加入醋酸鉀 乙醇溶液，頭孢菌素鉀鹽就結(jié)晶析出。然后采用重結(jié)晶方法，進(jìn)一步提高純度，將鉀鹽溶于 KOH 溶液，調(diào) pH 至中性，加無水丁醇，在真空條件下，共沸蒸餾結(jié)晶得純品。 直接結(jié)晶：在 2 次乙酸丁酯萃取液中加醋酸鈉－乙醇溶液反應(yīng)，得到結(jié)晶鈉鹽。加醋酸鉀－乙醇溶液，得到頭孢菌素鉀鹽。 共沸蒸餾結(jié)晶：萃取液，再用 M NaOH 萃取， 下得到鈉鹽水濃縮液。加 倍體積丁醇， 16－ 26℃， 下蒸餾。水和丁醇形成共沸物而蒸出。鈉鹽結(jié)晶析出。結(jié)晶經(jīng)過洗滌、干燥后，得到頭孢菌素產(chǎn)品。 項(xiàng)目的設(shè)備方案 輸送設(shè)備 生產(chǎn)發(fā)酵工廠中，為提高勞動(dòng)生產(chǎn)率、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、縮短生產(chǎn)周期，要求生產(chǎn)過程連續(xù)進(jìn)行，組成自動(dòng)生產(chǎn)線。物料在一組設(shè)備上完成工序加工后，再由連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械將其運(yùn)送到另一組設(shè)備上進(jìn)行下一個(gè)工序加工，甚至有時(shí)直接就在連續(xù)運(yùn)輸機(jī)上進(jìn)行各種 加工，這就使連續(xù)運(yùn)輸機(jī)械成為工業(yè)自動(dòng)化的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。 根據(jù)輸送對(duì)象主要的輸送設(shè)備分：固體物料輸送設(shè)備，液體輸送設(shè)備和其他輸送設(shè)備。 培養(yǎng)基滅菌設(shè)備 培養(yǎng)基滅菌是指從培養(yǎng)基中殺滅有生活能力的細(xì)菌營(yíng)養(yǎng)體及其孢子，或從中將其除去。工業(yè)規(guī)模的液體培養(yǎng)基通常采用滅菌的方法除去雜菌，實(shí)驗(yàn)室所用的培養(yǎng)基也可采用過濾的方法除去雜菌。培養(yǎng)基滅菌的方式有兩種：分批滅菌和連續(xù)滅菌。分批滅菌也叫做實(shí)消法，是指將培養(yǎng)基置于發(fā)酵罐中用蒸汽加熱達(dá)到預(yù)定滅菌溫度后維持一段時(shí)間，再冷卻到發(fā)酵溫度，然后接種發(fā)酵。 它這種滅菌不需要其他設(shè)備。連續(xù)滅菌也叫連消法，是指配置好的培養(yǎng)基在向發(fā)酵罐輸送的同時(shí)即進(jìn)行加熱、保溫和冷卻三個(gè)過程。液體培養(yǎng)基的連續(xù)滅菌設(shè)備一般在由配料罐、泵、連消塔、維持罐和噴淋冷卻器組成的連消設(shè)備中進(jìn)行。 實(shí)罐滅菌應(yīng)注意以下事項(xiàng) ① 滅菌前罐內(nèi)均需用高壓水清洗，清除堆積物。 ② 滅菌時(shí)要保證各路進(jìn)氣暢通及罐內(nèi)培養(yǎng)基翻騰激烈。要控制好溫度和壓力，嚴(yán)防高溫、高壓悶罐，否則容易造成培養(yǎng)基成分破壞和 pH 的升高。滅菌時(shí)總蒸汽壓力要求不低于 (~) 105Pa(絕壓 )，是用壓力不低于 210 5Pa(絕壓 ) ③ 滅菌過程中要保持壓力穩(wěn)定，要嚴(yán)防泡沫升至罐頂或逃液。為節(jié)約蒸汽用量，排氣量不宜過大，但排氣要去保持暢通。 攀枝花學(xué)院本科課程設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 共 16 頁(yè) ④ 實(shí)罐滅菌或空罐滅菌時(shí)必須避免 “ 死角 ” ，即蒸汽到達(dá)不了或達(dá)不到滅菌溫度的地方，以免滅菌比徹底而使系統(tǒng)染菌。采用實(shí)罐時(shí)，配制培養(yǎng)基是要防止原料結(jié)塊，在配料罐出口處應(yīng)裝有篩板過濾器 (篩孔直徑 ? )，以防止培養(yǎng)集中的塊狀物及異物進(jìn)入罐 內(nèi)。配料罐要注意清洗和滅菌。 ⑤ 滅菌結(jié)束后，要引入無菌空氣保持罐壓，這樣可避免罐壓迅速下降，以致產(chǎn)生負(fù)壓并抽吸外界空氣。子引入無菌空氣前，罐內(nèi)壓力必須低于分過濾器壓力，否則培養(yǎng)基 (或物料 )將倒流入過濾器內(nèi) 由于實(shí)消設(shè)備加熱和冷卻所需時(shí)間比較長(zhǎng)，發(fā)酵罐的利用率不高，培養(yǎng)基中營(yíng)養(yǎng)成分會(huì)遭到一定程度的破壞，而連消法會(huì)避免這些發(fā)生，雖然設(shè)備多一點(diǎn)，但在工業(yè)生產(chǎn)中，為了提高效率和減少成本的浪費(fèi)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)角度考慮，一般會(huì)采用連消法。 配料罐 送料泵 預(yù)熱罐 噴射塔（連消塔） 加熱器 維持