【正文】 發(fā)酵系統(tǒng)：各罐通氣量，罐溫， 溶氧，攪拌轉速現(xiàn)場集中顯示 /控制，上位機設置在控制室。 二級種子：壓差接種， 36℃， ，通氣 ，培養(yǎng) 25h。立足于設備節(jié)能，選用了不同形式攪拌器用于大罐、中罐、種子罐，考慮冷卻要求，設計大罐采用內(nèi)蛇管和外盤管組合使用。彎頭、三通等管件無特殊要求。 根據(jù)輸送介質的溫度、壓力及腐蝕情況選擇管道，材料仍以不銹鋼管為主，管道等級見表 51 管道等級及材料選用表。 各發(fā)酵罐，種子罐，補料罐均為不銹鋼材質，考慮到發(fā)酵環(huán)境對整個過程的要求，同時考慮經(jīng)濟條件，發(fā) 酵罐 設備的材質選擇，優(yōu)先考慮的是滿足工藝要求，其次是經(jīng)濟性、產(chǎn)品質量和產(chǎn)量、安全性。大罐封頭直接焊在筒體上，裝有攪拌軸的中間軸承，攪拌軸采用“上伸軸”的安裝形式，次用端面軸封。一級種子罐采用實罐滅菌，電機機械攪拌。由工藝要 19 求，采用二級種子罐，接種量均為 15%，接種方式有火焰接種及壓力差接種兩種方法。 在搖瓶間的主要設備是搖瓶機，一般情況下選擇單軸旋轉式搖瓶機，也可選擇變速搖瓶機或往復式搖瓶機。 4 個班組 種子制備設備 菌種組的日常工作是制備種子液供 種子罐使用，另負責菌種保藏的防菌種退化，超時還承擔生產(chǎn)菌種的分離純化和篩選工作。 生產(chǎn)制度 18 發(fā)酵生產(chǎn)的不間斷性使工廠必須 24 小時工作，由于一個工人每天工作 8h，一周休息 2天，因而采用四班三倒 制，以 8 天為一個周期，每天每班 1h 吃飯休息。中罐也必須現(xiàn)場吊裝，步驟基本與大罐相同，小罐先將罐體吊入裝好后，再裝上攪拌裝置與電機。 車面內(nèi) 設有工字鋼架，吊裝口，異軌，電梯以方便安裝與檢修。 設備安裝要求 情況介紹 施工時，先由設計說明書造基， 后將大罐安裝入室后再造樓層； 外墻預留開口，待中罐進入后再砌封；小罐等安裝到位之后才依次安裝。 防爆車間應加強通風換氣，保證易燃易爆物質在空氣中的濃度不大于爆炸極限濃度。 儀表控制室四周裝有玻璃隔窗，以減少工人在車間高噪音下工作。 對于發(fā)酵工段大量產(chǎn)熱的車間，可采取機械通風措 施，設計時也充分考慮空間大小。 車間應設有電梯。 各種子罐、發(fā)酵罐都設有人孔或手孔以便檢修，設視鏡以便監(jiān)測。多層廠房內(nèi)，每層樓面上設一個吊裝門，層頂設計吊裝支架。 設備安裝檢修 由于發(fā)酵對環(huán)境要求控制較高 ，需要經(jīng)常對設備進行維修與更換，因此布置時必須考慮到設備的安裝、維修、拆 卸的方便可行性。 （ 2）、發(fā)酵罐中心間距 ，已留有管道布置及情況檢修操作余地，設備與墻距大于 1m。為了便于操作，第三層樓面為統(tǒng)一操作面，并在三樓安排控制室，分析室。 17 車間布置說明 生產(chǎn)工藝 （ 1）、為了保證工藝生產(chǎn)要求，在設計中盡量保證布置得流水性，將儲槽及重型設備安排在底層。生產(chǎn)車間一般含生產(chǎn)、輔助、生活三部分。 設備選型的原則 保證工藝過程實施的安全可靠（包括設備材質對產(chǎn)品質量的安全可靠，設備材質強度的耐溫、耐壓、耐腐蝕的安全可靠，生產(chǎn)過程清洗）； 經(jīng)濟上合理，技術上先進，結構合理，工藝符合要求； 投資省，耗材少，加工方便，采購容易； 運行費用低，水電氣消耗少； 操作清洗方便，耐用易修，備品配件供應可靠，減輕人工勞動強度，實施機械化和自動化方便； 結構緊湊，盡量采用經(jīng)濟可靠、實踐證明性能優(yōu)良的設備； 考慮生產(chǎn)波動與年設備平衡，留有裕量； 考慮設備故障及檢修的備用。 小罐設備選型與計算匯總： （ 1） 選型： D=1000mm， H=2400mm， V0=，手孔取 Dg250mm，視鏡 Dg=800mm，支座采用耳式支座。 16 小罐 ： 3023L 2H2. 36 V 2. 28 ( 0. 78 5 2. 36 0. 15 ) D 1. 04D 10 00 23 60 m m H 24 00 m m2. 10 m m, 12 , m m, 12 m m3. D g 25 0 D 804. 15 0 / 11 00 m m2. 28 0. 65 0. 13 1 11 1. 97 m0. 25 1 491DmDm m Hgk k c al mH? ? ? ? ? ?? ? ??? ? ?? ? ? ???取 ， ，圓 整 取 ， ， 取壁 厚 ： 筒 體 封 頭 夾 套手 孔 ： ， 視 鏡 ：傳 熱 ： 采 用 夾 套 傳 熱 ， 此 時 ， 夾 套 內(nèi) 徑π同 樣 用224 F 1. 45 mF F 1. 45 3. 14 1 1. 97 7. 64 m1. 2 F 1. 2 1. 2 81 51 / ( 15 0 24 .4 1 ) 2. 69 FtmFQFK?? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ???封 頭夾 封 頭 筒需 夾℃ 循 環(huán) 水 ， 積 分 求 得 。匯總管取 DN80φ 89179。 ，內(nèi)排總管 DN25φ 32179。 的內(nèi)排管，冷卻水進水 總管直徑：取 DN50φ 57179。 （ 2） 筒體壁厚 4mm，封頭壁厚 6mm。 u 1 . 5 / d 0 . 0 2 3 8 D N 2 5 3 2 2 . 58 0 8 9 3m s mDN ??? ? ??③ 內(nèi) 排 總 管 ， 取 ， ， 則 取 ；④ 匯 總 管 ： 。內(nèi) 排 管 取 管 ， 組2F 1 0 . 7 9 m F F F? ? ? ?外內(nèi) 內(nèi) 需， ， 既 是 合 適 的。3213 2 12 2 4m??? ? ??。 中罐 330gg2L1. a ( a ) V 141 .4 m D 65m D 200 0 , H 450 02. 5 6 m m3. 500 , D 1254. Q 544 39 c a l / , 9 14544 39 4 0.F m ,375 1V D m m D a m mmmDkhH?? ? ? ? ? ? ? ? ?????? ? ? ??中需內(nèi) 徑 及 筒 高 ， 取∵ π 。 ，匯總管為 DN250φ 273179。 外盤總管為 DN100φ 108179。 3 的內(nèi)排管 16 根分 4 組，換熱面積為 178。 （ 3） 冷卻水進水總管直徑：取 mmmmd 3133,125 ?? ?取總 DN100φ 108179。 ??④匯總管 15 大罐設備選型與計算匯總： （ 1） 選型： D=3500mm， H=8700mm， V0=，人孔取 ? 600mm，視鏡 Dg=125mm，支座采用裙座。 2 2 4u /4 d 360 0 100 0 4 360 0 100 0 2 10 kg /44u /360 0 u 360 0 1 .544D N 100 108 3msuhmsdm????????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? ?? ? ??外外② 外 盤 總 管 ： 取 外 盤 支 管 流 速取 總 管取 管 。 因為， F F 2 9 . 6 9 1 9 . 8 8 4 9 . 4 7 4 1 . 4 2F ? ? ? ? ? ?總 外內(nèi)， 所以是適合的。 3 管，間距 ，每組二進二出高約 ，組數(shù) 41 .4 2 29 .6 9m 2. 44 3. 14 0. 07 5. 65???? ? ?， 取 4 組。 [(n1)]d=4 其中 d= 取 n=27，分為 3 組。 2 .1 3 5 0 0 7 3 5 0D m m H m m? ? ? ? ；取 H=7500mm 2. 壁厚 筒體 16mm，封頭 18mm 3. 人孔 為方便人員 進出，取 Dg600 視鏡： Dg125 4. 傳熱 53 .1 6 1 0 /Q kcal h?? 采用外盤管和內(nèi)排管結合傳熱 k=375kcal/m2hr 發(fā)酵熱較大， mt? 較小，用 914℃的低溫水 發(fā)酵溫度為 36℃ ℃1436 936ln)1436()936(tm ???????? 14 6 10 00 00 0 34 . 5 24 .41mQFmKt ?? ? ??? 21 .2 F 1 .2 3 4 .5 1 4 1 .4 2? ? ? ?安 A:外盤管 取 DN100， ? 108179。大罐 7 臺每天放兩罐，一臺備用；中罐 4臺，每天接種一臺至大罐，一臺備用；小罐 4 臺，每天接種一臺至中罐，一臺備用。要求如下： ① 灌壓現(xiàn)場指示； ② 液位報警指示，手動加消泡劑； ③ 罐溫控制： 5 m3 罐及以下采用自動控制， 5 m3 罐以上采用加熱、冷卻手動切換，冷卻自動控制，加熱手動控制； ④ 空氣流量：種子罐用轉子流量計檢測，發(fā)酵罐用渦輪流量計檢測記錄； ⑤ 溶氧：監(jiān)測記錄，通過手動調節(jié)攪拌轉速、調節(jié)空氣流量調節(jié)溶氧； ⑥ 自動補料：補料采用氣動隔膜閥計算機控制； ⑦ 轉速顯示及變頻調速； 12 ⑧ 連消系統(tǒng)：溫度、物料流量連鎖控制； ⑨ 空氣系統(tǒng)：溫度自動控制。 管道等級及材料選用表 典型介質 管道等級 生活用水、工業(yè)用水、低壓消防水、循 環(huán)冷卻水 B1B 蒸汽、熱水、冷凝水 B1E 一般工藝介質（非易燃、易爆的中心物料）、排氣（無腐蝕性） B1M 一般易燃、易爆、有毒、刺激性物料（氯氣、甲醇、油品等） B1N 潔凈物品（純水、過濾壓縮空氣、無菌物料等） E1D 帶控制點的工藝流程圖 設計思想：發(fā)酵是一個復雜的工藝過程，常要一定的溫度、壓力、 PH、轉速，同時通過這些參數(shù)也可監(jiān)測發(fā)酵情況，及時發(fā)現(xiàn)異常情況，也可結合自動化儀表裝置實現(xiàn)部分自動控制，另外設置流量記錄控制點檢測流量，人工調節(jié)。 發(fā)酵車間不涉及提煉，蒸汽和酸堿用量很大，不適用有機溶媒，故原料、中間體、產(chǎn)品無毒性，車間內(nèi)環(huán)境無易燃易爆。 設備框圖 預過濾器 精過濾器 一級種子罐 蒸汽過濾器 預過濾器 精過濾器 二級種子罐 蒸汽過濾器 預過濾器 精過濾器 發(fā)酵罐 蒸汽過濾器 氨水罐 預過濾器 精過濾器 NaOH 罐 蒸汽過濾器 消沫油罐 空氣總過濾器 二級空氣過濾 器 二級空氣過濾 器 11 全 料罐 稀料罐 生產(chǎn)特點 發(fā)酵生產(chǎn)一般要經(jīng)過復雜的反應歷程，這對反應條件的控制要求很高，稍有偏差，就可能得不到有用的產(chǎn)物，嚴重的還會染菌。 大罐染菌，若在接 種后不久即在發(fā)酵前期，可將培養(yǎng)基返回連消系統(tǒng)重新消毒；若在中后期，對發(fā)酵影響較大的，倒罐，影響較小的，可采用降溫，一般降至 32℃培養(yǎng)，并將別的大罐發(fā)酵液倒一部分進去，加強生長菌的優(yōu)勢抑制雜菌的生長。培養(yǎng) 20 小時后取樣加無菌肉湯， 4 小時后取無菌斜面， 37℃恒溫培養(yǎng)，放罐前涂片鏡檢。 中罐：培養(yǎng) 4 小時后取樣分析，測 PH、氨氮、效價、菌絲濃度等。 ５、 補氫氧化鈉：調節(jié)發(fā)酵液 pH，與 pH 環(huán)控，保持發(fā)酵液 pH 在 之間。 ℃， 136hr轉速 60130rpm 接種量 15% 通氣量 罐壓 攪拌功率 115kw 接種量 10% 裝料 60% 大罐發(fā)酵液 提煉車間 10 發(fā)酵液中氨氮 濃度不低于 45mg/100ml。 ℃， 2430h 轉速 60300rpm，攪拌功率 通氣量 2m3/min,罐壓 液氮保藏 (196℃ ) 沙土管保藏 (24℃ ) 斜面培養(yǎng) 恒溫恒濕 3536℃， 7 天 原斜面孢子 斜面培養(yǎng) 恒溫恒濕 3435℃， 6 天 斜面孢子 (代 1) 搖瓶培養(yǎng) 3334℃， 轉速 250rpm 裝量 80ml/750ml 接種量一塊斜面 /瓶 5064hr 搖瓶種子 小罐種子 中罐種子培養(yǎng) 36177。 自發(fā)酵40 小時后開 始補稀料，根據(jù)發(fā)酵液還原糖含量水平控制，保持還原糖濃度大于等于。 ２、 補稀料：一個發(fā)酵周期補 2 次左右。從發(fā)酵20 小時開始補 全料，至 30 小時時結束。 補料情況： １、 補全料： 一個發(fā)酵周期約補 3 次。中罐、小罐培養(yǎng)時間短，培養(yǎng)基一次投入，中間不補料，大罐考慮到各種由于底物濃度過高引起的底物抑制情況以及產(chǎn)物合成期對營養(yǎng)成分的需求，采用中間補料。 生產(chǎn)方法 生物合成慶大霉素的可能途徑如下： D葡萄糖→ 2脫氧青蟹肌醇→ 2脫氧青蟹醇胺 ↓ ↓ D葡萄糖胺→ 巴龍胺 ← 2脫氧鏈霉胺 ↓ 8 慶大霉素 A ↓ C甲基化和差向異構化 慶大 X2 脫氧↓氨基化↓ L甲基化 抗生素 JI20A 抗生素 G418 脫氧↓ ↓脫氧，氨基化 慶大霉素 C1a 抗生素 JI20B ↓ N甲基化 ↓脫氧差向異構化 慶大霉素 C2b 慶大霉素 C2 ↓ N甲基化 慶大霉素 C1 注：本設計所采用的工藝路線為先從沙土管中取出孢子接種到原斜面上（或從液氮保存的孢子接種到原斜面上）， 7 天后接合格種子到代 1 斜面上， 6 天后接白色豐滿的菌落到搖瓶中， 后接 68 瓶搖瓶種子到小罐中，并經(jīng)中罐種子擴大培養(yǎng)后接到發(fā)酵罐中，接種方法為單種，放罐后至后處理車間。 2) 加醋酸鉛。 2. 取本品約 5mg，加水 1ml 溶解后，加 %茚三酮的水飽和亞丁醇溶液 1ml 與吡啶 ，在水浴中加熱 5 分鐘即顯藍紫色。慶大霉素因使用劑量小，毒副反應較新霉素、卡那霉素為輕。 慶大霉素是一種殺菌力較強的廣譜抗生素，對多種 G+和 G菌均有較強的抗菌作用，特別是銅綠假單胞菌比卡那霉素和新霉素