【文章內容簡介】 酵時間。 發(fā)酵液的預處理土霉素因能和鈣、鎂等金屬離子，某些季銨鹽、堿等形成復合物而沉淀，在發(fā)酵過程中，這些復合物聚集在菌絲中，而在液體中濃度不高，因此，應對發(fā)酵液進行酸化的預處理使之釋放出來，以保證沉淀的收率和質量。通常采用草酸作為酸化劑，其去鈣較完全，析出的草酸鈣還能促進蛋白質的凝結，提高濾液質量，草酸屬于弱酸，比鹽酸、硫酸等對設備的腐蝕性小。但其價格較貴，并促使差向土霉素等異構物的產生，因此在草酸做酸化劑時，溫度必須在15℃以下，且盡量縮短操作時間。通常在考慮土霉素穩(wěn)定性和成品質量及成本的前提下。 發(fā)酵液的純化發(fā)酵液中同時存在著許多有機和無機的雜質，為了進一步提高濾液質量，為直接沉淀創(chuàng)造有利條件，可加入黃血鹽進而硫酸鋅協(xié)同作用除去蛋白質，同時除去鐵離子(黃血鹽和鐵離子生成普魯士藍沉淀)，并加入硼砂，以提高濾液質量。 濾液脫色 進一步除去濾液中的色素和有機雜質以提高濾液質量，將濾液通過1222樹脂進行脫色，該樹脂在酸性濾液中氫離子不活波，不能發(fā)生電離及離子交換作用，但能生成氫鍵，其生成的氫鍵能吸附溶液中的帶正電的鐵離子、色素及其他有機雜質，故能使土霉素濾液的色澤和質量有所提高。樹脂在氫氧化鈉溶液中又氫型變成納型，失去氫鍵的活性，能使其吸附的色素和雜質解離出來，再經酸作用仍能回復活性，可重復使用?，F多采用板框式過濾機。 沉淀結晶 經預處理過的濾液加入堿化劑調pH至等電點，使之沉淀繼而從濾液中分離。通常使用氨水(含23%NaHSO3或Na2CO3及尿素)，既節(jié)約成本，又能起到抗氧化脫色作用，效果較好。，2830℃、結晶通常需要2小時。目前通常采用連續(xù)結晶法。經旋風分離，離心送至干燥。 干燥 物料經粉碎后，通常采用旋風干燥機干燥，并經除塵可得到最終產物。滅菌指的是用化學或物理的方法殺滅或除去物料及設備中所有的有生命物質的技術或工藝流程。滅菌實質上可分殺菌和溶菌兩種，前者指菌體雖死，但形體尚存，后者則指菌體殺死后，其細胞發(fā)生溶化、消失的現象。工業(yè)上常用的方法有：干熱滅菌、濕熱滅菌、化學藥劑滅菌、射線滅菌和介質過濾除菌等幾種。在土霉素的生產中，對培養(yǎng)基和發(fā)酵罐主要采用的是濕熱蒸汽滅菌和空氣過濾除菌的方法。染菌的處理方法：，規(guī)范各種操作環(huán)節(jié)；、培訓及責任心的教育，精心操作，強化管理；，定期噴灑消毒劑，特別注意排污口一樓地溝處的清理；，在不影響生產的情況下盡可能降低風壓；、加熱器定期打壓試漏，保證設備完好；，防止積存雜質及灰塵；，要緩慢開關，特別是放罐操作、調風操作及消毒吹掃操作；、泡點測試、安裝、消毒（）、降溫及預過濾的位置固定操作，注意蒸汽過濾器安裝質量（特別是預濾筒）及相關操作事項；、消毒，確保無菌、無滲漏，對于隔膜閥墊片要保證完好、耐用，對于小排氣閥門要特別注意消毒冷卻后的防內漏問題；，清洗、堿煮、試漏、去除死角、甲醛熏蒸、過濾器吹掃消毒、蛇管打壓等；、清理、打壓試漏，保證移種管道及附屬閥門、墊片的嚴密度及清潔度，注意移種靠罐閥不要堵塞；、取樣、消沫操作的規(guī)范，要注意防止頂罐、逃液現象的發(fā)生；、清理；，消毒時要開啟，消毒結束后要注意關閉的順序；，消毒過程中要注意各路管道的蒸汽流通情況，消毒結束時要注意各閥門的操作順序，特別是空氣閥的開啟時機的把握；，避免重疊作業(yè)及蒸汽的大幅度波動；、排水要進行統(tǒng)一規(guī)范管理；；，法蘭墊片不要有泄漏及存料現象；，定期消毒；，保證空氣過濾器及相應管道、閥門的無菌度；，防止壓力表中有雜菌存在；；，注意原材料質量，清洗罐時注意罐底存料現象；，防止低溫死角；、甲醛熏蒸，消毒時接種帽處要做排氣處理；無菌室取樣時要規(guī)范，防止假樣；；，防止堵塞堿管道；；、管道、閥門，不要有滲漏現象；、嚴密；，注意消毒時的溫度、壓力是否正常，注意消毒時防止蒸汽帶水。四川理工學院畢業(yè)設計（論文） 3 工藝計算 3 工藝計算 成分種子培養(yǎng)基(g/L)發(fā)酵培養(yǎng)基(g/L)補料培養(yǎng)基（g/L）淀粉508050糊精6——豆餅粉25292酵母粉64—硫酸銨811—碳酸鈣6磷酸二氫鉀豆油—氯化鈷—氯化鈉422淀粉酶—玉米槳—7—工藝技術指標和基礎數據 年產量G：400t 工作日M：310d 發(fā)酵周期T：194h 發(fā)酵平均單位μm：35000u/ml 土霉素效價μp：1000u/mg 產品收率ηp：99% 倒灌率：1%由年產量決定每天放罐發(fā)酵液體積Vd 淀粉：40m350g/L=2000Kg豆餅粉：4029=1160Kg酵母粉：404=160Kg硫酸銨：4011=440Kg碳酸鈣：406=240Kg磷酸二氫鉀：40=12Kg豆油：40=16Kg氯化鈷：40=氯化鈉：402=80Kg淀粉酶：40=玉米漿：407=280Kg土霉素發(fā)酵罐的最佳接種量為20%，則種子罐的總體積： 20%40=8m3淀粉：8m350g/L=400Kg糊精：86=48Kg豆餅粉：825=200Kg酵母粉：86=48Kg硫酸銨：88=64Kg碳酸鈣：8=60Kg磷酸二氫鉀：8=豆油：8=12Kg氯化鈷：8=氯化鈉：84=32Kg 補料罐中各物質的計算補料罐中補料量所用體積為發(fā)酵液的10%，則補料罐的總體積： 10%40=4m3淀粉：4m350g/L=200Kg豆餅粉：42=8Kg碳酸鈣：4=磷酸二氫鉀：8=氯化鈉：42=8Kg淀粉酶：4=每天所耗的物料量為：淀粉耗量=2000+400+200=2600Kg糊精耗量=48Kg豆餅粉耗量=1160+200+8=1368Kg酵母粉耗量=160+48=208Kg硫酸銨耗量=440+64=504Kg碳酸鈣耗量=240+60+=磷酸二氫鉀耗量=12++=22Kg豆油耗量=16+12=28Kg氯化鈷耗量=+=氯化鈉耗量=80+32+8=120Kg淀粉酶耗量=+=玉米漿耗量=280Kg發(fā)酵過程中物料計算：進料量=基礎培養(yǎng)基（消后）+種子液量+補料量出料量=成品液+損失量（倒灌率）實際物料消耗=理論物料消耗量/（1損失量）該物料倒灌率為1%即物料名稱每日實際消耗量（Kg/d）400t/a物料耗量淀粉814153糊精豆餅粉428358酵母粉65131硫酸銨157821碳酸鈣94705磷酸二氫鉀豆油8773氯化鈷氯化鈉37572淀粉酶1736玉米槳87668 （331）式中nd每天放罐罐數，一般每天放12罐，取nd=1Φ發(fā)酵罐裝料系數，一般為70～90%，取Φ=80%圓整到國內常用發(fā)酵罐容積系列則V0=50m3 校核：φL=Vd1/V0=40247。50100%=80%,，符合要求。 進料量=接種量+基礎培養(yǎng)基（消后） 出料量=成品液+損失量（倒灌率） 則Vd39。=8(11%)= 種子罐公稱容積 （332）式中：Vd39。每罐所需的種子液體積，m3/d φL39。種子罐裝料系數，%由設計要求取Vd39。=，φL39。=75%，所以圓整到國內常用種子罐容積系列，則V039。取10m3校核：φL39。=247。10100%=%，%，符合設計要求。 Q=QFVL （341）式中，Q發(fā)酵罐的發(fā)酵熱效應，KJ/h QF單位體積，發(fā)酵液所產生的熱量，也稱發(fā)酵熱，KJ/h VL發(fā)酵罐內發(fā)酵液的體積，m3土霉素發(fā)酵熱為QF=21000265000 KJ/（m3?h）本設計去QF=21000 KJ/（m3?h）則發(fā)酵罐發(fā)酵過程中的熱效應：Q=2100035=735000 KJ/h 種子罐發(fā)酵過程中的熱效應：Q39。=210007=147000 KJ/h（1）自來水a配料用水(約為消前培養(yǎng)基體積) V發(fā)=40m3 V種子=8m3 V補=4 m3b洗罐用水(從人孔直接沖洗，用水量取罐體積6%) V發(fā)39。=506%=3 m3 V種子39。=106%=取補料罐的裝料系數φL39。39。=80%，則V0=4247。=5 m3 校核：φL39。39。=4247。5100%=80%，符合要求。則 V補39。=56%= m3c自來水總用量 考慮日常用水、種子室用水、中間體化驗室用水等，則：V總=（V發(fā)+V種子+V補+V發(fā)39。+V種子39。+V補39。） =（40+8+4+3++） = m3 （2）冷卻用水 （342） 式中： Q冷待冷卻熱量，KJ/h C水的比熱容，KJ/（Kg?℃） t1冷卻水進口溫度，℃ t2冷卻水出口溫度，℃ （343）a冬季冷卻水用量 已知：C= KJ/（Kg?℃），取t1=4℃，t2=15℃發(fā)酵罐Q冷=735000 KJ/h則種子罐Q冷39。=147000 KJ/h則，則總用水量W總=（W+W39。）=（+）= Kg/hb夏季冷卻水用量 由經驗知C= KJ/（Kg?℃），取t1=10℃，t2=25℃發(fā)酵罐Q冷=735000 KJ/h 則種子罐Q冷39。=147000 KJ/h則 總用水量 W總=（W+W39。）=（+）= Kg/h（3）實消冷卻水用量 （344）式中：W冷卻水的用量，Kg/h A冷卻水流量 C2冷卻水的比熱容，KJ/（Kg?℃） F傳熱面積，m3 K平均傳熱系數，KJ/（m2?h?℃） t1培養(yǎng)及冷卻過程在某時刻的溫度，℃ t2對應培養(yǎng)基t1溫度時冷卻水出口溫度，℃ t2s冷卻水進口溫度，℃ 其中，夾套的傳熱系數通常為6301050KJ/（m2?h?℃），蛇管和外盤管的傳熱系數通常為12601680KJ/（m2?h?℃），這里采用后者，取1500KJ/（m2?h?℃）.已知：t2s=15℃，C2=（Kg?℃），t1=75℃，t2=25℃ 發(fā)酵罐：種子罐：補料罐： 發(fā)酵蒸汽消毒有實消和連消兩種，發(fā)酵過程中實罐消毒蒸汽用量較大，蒸汽直接進入罐內與溶液混合加熱使罐溫快速升高至一定溫度后進行保溫滅菌，滅菌操作不同蒸汽耗量差別很大。我們在設計時會考慮采用實消。通過蒸汽使罐溫從預熱的7585℃迅速上升到120177。2℃，177。在計算過程中，首先計算直接蒸汽混合加熱用氣量，然后保溫時間內的蒸汽耗用量按升溫用氣量的3050%進行計算。a直接加熱蒸汽耗量 （345）式中：i蒸汽的熱焓，Kcal/Kg G培養(yǎng)基質量，Kg C培養(yǎng)基比熱容，KJ/(Kg?℃) η熱損失，510% t2加熱結束時的料液溫度，℃ t1加熱開始時的料液溫度，℃已知：i取650Kcal/Kg，(Kg?℃)，η取8% t2=120℃，t1=30℃ 發(fā)酵罐V=40m3，ρ=1100Kg/m3種子罐V=8m3，ρ=1030Kg/m3補料罐：V=4m3，ρ=1150Kg/m3b滅菌保溫時間內蒸汽用量，根據經驗估算： （346）本設計取40%發(fā)酵罐：D2=40%D1==種子罐：D239。=40%D139。==補料罐：D239。39。=40%D139。39。==c蒸汽總量發(fā)酵罐：D=D1+D2=+=種子罐：D39。=D139。+D239。=+=補料罐：D39。39。=D139。39。+D239。39。=+=