【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 養(yǎng)基都需要氧氣，通常以空氣作為氧源。根據(jù)國(guó)家藥品生產(chǎn)質(zhì)量管理規(guī)范（GMP）的要求，生物制品、藥品的生產(chǎn)場(chǎng)地業(yè)需要符合空氣潔凈度的要求。過(guò)濾是空氣除菌的主要手段，按過(guò)濾介質(zhì)孔隙將空氣過(guò)濾器分為兩類(lèi)：絕對(duì)過(guò)濾和相對(duì)過(guò)濾。過(guò)濾介質(zhì)有棉花、玻璃纖維、活性碳等。流程如下：采風(fēng)塔——空氣粗過(guò)濾器——空氣壓縮——機(jī)儲(chǔ)氣罐——冷卻器——旋風(fēng)分離器——冷卻器——絲網(wǎng)除沫器——空氣加熱器——總空氣過(guò)濾器。設(shè)備如下：（1）采風(fēng)塔：采風(fēng)塔建在工廠的上風(fēng)頭，高至少10米，氣流速度8m/s。（2）粗過(guò)濾器：主要作用是攔截空氣中較大的灰塵以保護(hù)空氣壓縮機(jī)，同時(shí)起一定的除菌作用，減輕總過(guò)濾器的負(fù)擔(dān)。（3）空氣壓縮機(jī)：作用是提供動(dòng)力，以克服隨后各設(shè)備的阻力。（4）空氣儲(chǔ)罐：作用是消除壓縮空氣的脈動(dòng)。要求：H/B=2～ , V=（～）V1 其中，H為罐高；B為罐直徑； V1為空壓機(jī)每分鐘排氣量（20℃，1105Pa狀況下）。（5） 旋風(fēng)分離器：是利用離心力進(jìn)行氣固或氣液沉降分離的設(shè)備。作用是分離空氣中被冷卻成霧狀的較大的水霧和油霧粒子。（6） 冷卻器：空壓機(jī)出口溫度氣溫在120℃左右，必須冷卻。另外在潮濕的地域和季節(jié)還可以達(dá)到降濕的目的。（7）絲網(wǎng)除沫器：可以除去空氣中絕大多數(shù)的20181。m 以上的液滴和1181。m以上的霧滴，㎜40孔且高度為150㎜的不銹鋼絲網(wǎng)。（8）空氣加熱器：列管內(nèi)走空氣，管外走蒸汽。（9）總過(guò)濾器：填充物按下面順序安裝：孔板→鐵絲網(wǎng)→麻布→活性炭→麻布→棉花→麻布→鐵絲網(wǎng)→孔板。介質(zhì)要緊密均勻，壓緊一致，上下棉花層厚度為總過(guò)濾層厚度的1/4,間活性炭層為1/3?？諝獬哪康氖浅鋈タ諝庵械奈⑸?，關(guān)鍵在于保證介質(zhì)的干燥，要求空氣濕度小于50%。氣凈化系統(tǒng)流程，如圖22所示。圖22 空氣凈化系統(tǒng)流程圖現(xiàn)在采用的無(wú)菌實(shí)驗(yàn)方法有肉湯培養(yǎng)法、斜面培養(yǎng)法和雙碟培養(yǎng)法這里我們采用斜面培養(yǎng)法來(lái)檢查。具體方法如下：500 mL三角瓶?jī)?nèi)裝斜面培養(yǎng)基50mL,其組成為可溶性淀粉2％，黃豆餅粉1％，K2HP04 0．25％，NaCI ％，MgS040．05％，CaC03 0．3％，瓊脂1．8％，pH ～，接種后置旋轉(zhuǎn)式搖床，(30177。1)℃下培養(yǎng)28h左右備用。接種于斜面上，培養(yǎng)24h后觀察有無(wú)菌落。種子擴(kuò)大培養(yǎng)是指將保存在砂土管、冷凍干燥管處于休眠狀態(tài)的生產(chǎn)菌種接入試管斜面活化后，再經(jīng)過(guò)扁瓶或搖瓶及種子罐逐級(jí)擴(kuò)大培養(yǎng)而獲得一定數(shù)量和質(zhì)量的純種的過(guò)程。本發(fā)酵屬于一級(jí)種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)，二級(jí)發(fā)酵。設(shè)計(jì)流程如下：菌種——錐形瓶——種子罐——發(fā)酵罐將生產(chǎn)菌種懸浮液用火焰接種法接入種子罐進(jìn)行擴(kuò)大培養(yǎng)，種子罐接入發(fā)酵罐采用壓差接種法。種子罐級(jí)數(shù)確定的原則：①保證種子量足夠，滿(mǎn)足生長(zhǎng)需求。②盡量減少級(jí)數(shù)，簡(jiǎn)化工藝，減少污染。種子罐培養(yǎng)的目的是使種子量增大，以縮短發(fā)酵罐的發(fā)酵延滯期。大腸桿菌基因工程菌，因其生長(zhǎng)速度較快，產(chǎn)蘇氨酸采用一級(jí)種子罐，也稱(chēng)二級(jí)發(fā)酵。若取接種量為10％。種子罐用一個(gè)。種子罐的體積按照接種量來(lái)確定影響種子質(zhì)量的因素有原材料的質(zhì)量，培養(yǎng)條件（溫度、濕度、通氣量）和斜面冷藏時(shí)間。生產(chǎn)過(guò)程中經(jīng)常出現(xiàn)種子質(zhì)量不穩(wěn)定的現(xiàn)象，其主要原因是原材料質(zhì)量波動(dòng)。原材料質(zhì)量的波動(dòng)，起主要作用是其中無(wú)機(jī)離子含量不同。種子質(zhì)量的控制可以通過(guò)菌種穩(wěn)定性檢查，無(wú)菌檢查，保證原材料質(zhì)量和控制培養(yǎng)條件等。3發(fā)酵過(guò)程的工藝控制 發(fā)酵過(guò)程技術(shù)原理微生物發(fā)酵過(guò)程可分為：分批發(fā)酵、補(bǔ)料分批、半連續(xù)（發(fā)酵液帶放）和連續(xù)發(fā)酵。分批發(fā)酵是一種準(zhǔn)封閉式系統(tǒng)。連續(xù)發(fā)酵是在發(fā)酵過(guò)程中一邊補(bǔ)入新鮮的料液，一邊以相近的流放速放料，維持發(fā)酵液原來(lái)的體積。本生產(chǎn)采用補(bǔ)料分批發(fā)酵，即在分批發(fā)酵（一次性加入發(fā)酵罐內(nèi)等發(fā)酵完全后放罐）的基礎(chǔ)上，加入新鮮的料液，也克服由于養(yǎng)分的不足導(dǎo)致發(fā)酵過(guò)早結(jié)束。 在發(fā)酵培養(yǎng)基培養(yǎng)12h后，%時(shí)，開(kāi)始補(bǔ)料，后每4小時(shí)補(bǔ)一次,每次1015L。發(fā)酵培養(yǎng)基培養(yǎng)10h～18h，%～%。發(fā)酵培養(yǎng)基培養(yǎng)19h～24h，%～%。發(fā)酵培養(yǎng)基培養(yǎng)40h后，控制總糖濃度4%～5%。，補(bǔ)加氨水，控氨水平在45mg/100ml以上。蘇氨酸的發(fā)酵生產(chǎn)水平取決于生產(chǎn)菌種的特性和發(fā)酵條件（包括培養(yǎng)基）的控制）。其中發(fā)酵條件包括：發(fā)酵溫度、溶氧、PH、培養(yǎng)基營(yíng)養(yǎng)成分等。初始pH值影響菌件對(duì)基質(zhì)的利用速度和細(xì)胞的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，以致影響菌體生長(zhǎng)速度和代謝產(chǎn)物的變化。對(duì)pH值的適應(yīng)范圍缺定于微生物的生忐學(xué)，每種微生物都有自己的生長(zhǎng)最適pH值，如果培養(yǎng)液的pH值不合適，則微生物的生長(zhǎng)就要受到影響。不僅不同種類(lèi)的微生物對(duì)pH值的要求不同，就是同一種微生物，由于pH值的不同也可能形成不同的產(chǎn)物。另外，微生物生長(zhǎng)的最適pH值往往不一定相同。，菌體的呼吸作用最強(qiáng)。菌體的生長(zhǎng)和合成抗生素的代謝活動(dòng)都是在各種酶的催化下進(jìn)行的，然而酶的催化作用需要有適當(dāng)?shù)臏囟取拿阜磻?yīng)動(dòng)力學(xué)來(lái)看，隨著溫度的升高，酶的活性加強(qiáng)，反應(yīng)速率加大，生長(zhǎng)代謝加快，抗生素分泌期提前，但溫度過(guò)高，則酶易失去活性，菌體易迅速衰老，發(fā)酵周期縮短，抗生素產(chǎn)量就降低，因此維持產(chǎn)生菌的生長(zhǎng)和合成抗生素所需要的最適溫度是蘇氨酸發(fā)酵的重要條件。研究表明, 大腸桿菌最適溫度為37度，在發(fā)酵中后期，溫度轉(zhuǎn)換至39℃對(duì)L蘇氨酸發(fā)酵有促進(jìn)作用。 對(duì)于好氧發(fā)酵，溶解氧濃度是最重要的參數(shù)之一。微生物深層培養(yǎng)時(shí)，需要適量的溶解氧以維持其呼吸代謝和某些產(chǎn)物的合成，氧的不足會(huì)造成代謝異常，產(chǎn)量降低。微生物發(fā)酵的最適氧濃度與臨界氧濃度是不同的。前者是指溶解氧濃度對(duì)生長(zhǎng)或合成有一最適的濃度范圍，后者一般指不影響菌體呼吸所允許的最低氧濃度。為了避免生物合成處在氧限制的條件下，需要考察每一發(fā)酵過(guò)程的臨界氧濃度和最適氧濃度，并使其保持在最適氧濃度范圍。 溶氧對(duì)發(fā)酵的影響及其控制：工業(yè)發(fā)酵微生物多數(shù)為需氧菌，少數(shù)為厭氧菌；需氧菌發(fā)酵過(guò)程，發(fā)酵液中溶氧濃度的控制是重要的控制參數(shù)之一；對(duì)維生素發(fā)酵來(lái)說(shuō)，氧的供給更為重要。溶氧異常下降可能原因有：一是污染好氣性雜菌，消耗大量溶氧；二是菌體代謝發(fā)生異?，F(xiàn)象，需氧要求增加，使溶氧下降；三是某些設(shè)備或工藝控制發(fā)生故障或變化，引起溶氧下降等。本設(shè)計(jì)為需氧發(fā)酵需通入較多無(wú)菌空氣。 本設(shè)計(jì)中要求溶氧為20%，通過(guò)控制罐壓和通氣量進(jìn)行調(diào)節(jié)。起泡會(huì)帶來(lái)許多不利因素，如發(fā)酵罐的裝料系數(shù)減少，氧傳遞系統(tǒng)減少等。泡沫過(guò)多時(shí)，影響更為嚴(yán)重，造成大量逃液，發(fā)酵液從排氣管路或軸封逃出而增加染菌機(jī)會(huì)等，嚴(yán)重時(shí)通氣攪拌也無(wú)法進(jìn)行，菌體呼吸受到阻礙，導(dǎo)致代謝異?；蚓w自溶，所以，控制泡沫是保證正常發(fā)酵的基本條件。泡沫的控制，可以采用兩種途徑：1調(diào)整培養(yǎng)基中的成分（如少加或緩加易起泡的原材料）或改變某些物化參數(shù)（如pH值、溫度、通氣和攪拌）或者改變發(fā)酵工藝（如采用分次投料）來(lái)控制，以減少泡沫形成的機(jī)會(huì)。但這些方法的效果有一定的限度；2采用機(jī)械消泡或消泡劑消泡這兩種方法來(lái)消除已形成的泡沫。還可以采用菌種選育的方法，篩選不產(chǎn)生流態(tài)泡沫的菌種，來(lái)消除起泡的內(nèi)在因素。判斷放罐的指標(biāo)有：產(chǎn)物濃度，過(guò)濾速率，菌絲形態(tài)，氨基氮，pH，DO,發(fā)酵液的年度和外觀。一般，菌絲自溶前總有些跡象，如