【正文】 ? ?tCQW p11 ??? ，水 （ 427） ＝ 〔 5〕＝ 〔 kg / hr〕 二級種子罐冷卻水用量 ? ?tCQW p22 ??? ，水 （ 428） ＝ 〔 5〕＝ 〔 kg / hr〕 三級種子罐冷卻水用量 ? ?tCQW p33 ??? ，水 （ 429） ＝ 173692 /〔 5〕＝ 8310〔 kg / hr〕 發(fā)酵罐冷卻水用量 ? ?tCQW p ??? ，水 （ 430） ＝ 2047354 /〔 5〕＝ 97795〔 kg / hr〕 每一批次發(fā)酵罐培養(yǎng)液總冷卻水 用量 ? ?tCQW p ??? ，水批批 （ 431） ＝ 2240152/〔 5〕 ＝ 107082〔 kg / hr 〕 =〔 T / hr〕 正常生產(chǎn)時一級種子罐、二級種子罐和三級種子罐各同時使用三個，發(fā)酵罐同時使用七個。 8）水用量的計(jì)算 表 Table Water consumption of Ingredients 設(shè) 備 一級種子罐 二級種子罐 三級種子罐 發(fā)酵罐 配料用水量〔 m3） （ 1）配料用水量（?。号淞嫌盟考s等于培養(yǎng)基的體積） （ 2）洗罐用水量 經(jīng)驗(yàn)?。合垂抻盟繛楣薰Q容積的 80 %。 （ 3） 三級種子罐培養(yǎng)基 黃豆餅粉 %；葡萄糖 %；硫酸銨 %；氯化鈣 %；碳酸鈣 %；磷酸二氫鉀 %；消沫油 2(L / m3)；玉米漿 (L / m3)。 則 1V損， ＝ ＝ 〔 m3〕 （ 3）種子培養(yǎng)液 1V種， ＝ ＝ 〔 m3〕 項(xiàng)目 發(fā)酵罐 / m3 一級罐 / m3 二級罐 /m3 三級罐 / m3 進(jìn)入物料 滅菌后 種子液 補(bǔ)料 0 0 0 合計(jì) 離開物料 損失 放罐 合計(jì) 18 （ 4）滅菌后入罐培養(yǎng)基 的體積 111d1 VVVV 種，損，滅后， ??? （ 418） ＝ ＋ ＝ 〔 m3〕 7） 原料消耗： （ 1） 一級種子罐培養(yǎng)基 黃豆餅粉 3%；葡萄糖 4%；硫酸銨 %；氯化鈣 %；碳酸鈣 %；磷酸二氫鉀%；消沫油 16(L / m3)；玉米漿 1(L / m3)。 則 3V損， ＝ ＝ 〔 m3〕 （ 3）種子培養(yǎng)液 3V種， ＝ ＝ 〔 m3〕 （ 4）滅菌后入罐培養(yǎng)基的體積 333d3 VVVV 種，損，滅后， ?? （ 416） ＝ ＋ ＝ 〔 m3 〕 17 表 Table Material conservation 5）二級種子罐物料衡算 （ 1）每天需放罐發(fā)酵液的體積 2dV， ＝ 2V種， ＝ 〔 m3〕 （ 2）發(fā)酵罐內(nèi)水分蒸發(fā)損失量 損V 的計(jì)算 取發(fā)酵罐內(nèi)水分蒸發(fā)損失量為二級種子培養(yǎng)液總量的 15 %。 取 Nd ＝ 1 〔罐 / d〕 發(fā)酵罐公稱容積 ? ?Ldd0 NVV ??? （ 47） ＝ 〔 /1 〕 ＝ 〔 m3〕 依據(jù)國內(nèi)常用的發(fā)酵罐容積系列標(biāo)準(zhǔn)，圓整取 V0 ＝ 100〔 m3〕〔與生產(chǎn)相同〕 （ 2） 發(fā)酵罐臺數(shù) n的計(jì)算 TNn d 總發(fā)酵周期發(fā)酵罐臺數(shù) ??（ d） （ 48） 輔助時間發(fā)酵周期總發(fā)酵周期 ??T （ 98） =160＋ 32＝ 196〔 h〕＝ 8〔 d〕 發(fā)酵罐臺數(shù) ： n ＝ NdT ＝ 18＝ 8〔臺 〕 〔 生產(chǎn)中取 10 臺 〕 15 （ 3）三級種子罐公稱容積 V3和臺數(shù) n3的計(jì)算 三級種子罐公稱容積 ? ? 裝料系數(shù)接種比?? d3 （ 410） ＝〔 〕 / ＝ 〔 m3 〕 取 N3＝ 1 〔罐 / d〕 因?yàn)槿壏N子罐的發(fā)酵周期＝ T3=〔 64＋ 32〕 /24＝ 4〔 d〕 三級種子罐的數(shù)量 333 TN ＝n ＝ 14＝ 4〔臺〕〔 生產(chǎn)中取 8 臺 〕 （ 4）二級種子罐公稱容積 V2和臺數(shù) n2的計(jì)算 二級種子罐的公稱容積 ? ? 裝料系數(shù)接種比?? d2 （ 411） ＝〔 〕 / ＝ 〔 m3〕 學(xué)生自已圓整二級種子罐的公稱容積（生產(chǎn)中用 φ10001500） 取 N2＝ 1 〔罐 / d〕 因?yàn)槎壏N子罐的發(fā)酵周期＝ T2=〔 64＋ 32〕 /24＝ 4〔 d〕 二級種子罐的數(shù)量 222 TNn ?? ＝ 14＝ 4〔臺〕〔 生產(chǎn)中取 8 臺 〕 （ 5）一級種子罐公稱容積 V0和臺數(shù) n0的計(jì)算 一級種子罐的公稱容積 ? ? 裝料系數(shù)接種比?? d1 （ 412） ＝〔 〕 / ＝ 〔 m3〕 學(xué)生自已圓整一級種子罐的公稱容積（生產(chǎn)中 500L） 取 N1＝ 1 〔罐 / d〕 因?yàn)橐患壏N子罐的發(fā)酵周期＝ T1=〔 64＋ 32〕 / 24＝ 4〔 d〕 一級種子罐的數(shù)量 111 TNn ?? ＝ 14＝ 4〔臺〕 〔 生產(chǎn)中取 8 臺 〕 16 3） 發(fā)酵罐物料的計(jì)算 （ 1）每天需放罐發(fā)酵液的體積 Vd ＝ 〔 m3〕 （ 2）發(fā)酵罐內(nèi)水分蒸發(fā)損失量 損V 的計(jì)算 取發(fā)酵罐內(nèi)水分蒸發(fā)損失量為發(fā)酵液總量的 15 %。 13 發(fā)酵工段工藝計(jì)算 1）發(fā)酵液每天放罐體積的計(jì)算 表 工藝參數(shù) Table Parameters of Fermentation section 項(xiàng)目 符號 單位 參數(shù) 設(shè)計(jì)年產(chǎn)量 M t / y 330 成品效價 Uq U / mg 720 年工作日 m d / y 330 發(fā)酵水平 Uf U / mL 14000 染菌率 X % 提取總收率 181。（ 4）冷鹽水： 100℃ （溫差 10℃ ）， 〔 MPa〕，用于料液冷卻保溫。（ 2）循環(huán)水： 2025℃ （溫差 5℃ ）， 〔 MPa〕，用于連續(xù)滅菌培養(yǎng)基的冷卻、空氣冷卻。（ 3）空氣系統(tǒng)：溫度自動控制。 15）自控要求 （ 1）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、液位報警。 13）轉(zhuǎn)速范圍 一級種子罐： 60400（ RPM）；二級種子罐： 60240（ RPM）； 三級種子罐： 60200（ RPM）；發(fā)酵罐： 60130（ RPM）。（ 5）氨水、硫酸銨、消沫油等至各發(fā)酵罐設(shè)置一個分配站。（ 3）三級種子罐、糖液至發(fā)酵罐設(shè)置一個分 12 配站。 10）移 種及補(bǔ)料方式 （ 1）一級種子罐至二級種子罐的移種設(shè)置一個分配站。（ 2）三級種子罐及發(fā)酵罐培養(yǎng)基、糖液采用連續(xù)滅菌。（ 3）三級種子罐至發(fā)酵罐按 20%計(jì)算。 8）接種量 （ 1）一級種子罐至二級種子罐按 10%計(jì)算。接下來進(jìn)行溶媒萃取，萃取液經(jīng)碟片分離機(jī)后將萃取相與萃余相分離，萃余相直接通過真空抽濾回收萃取液，萃取相則進(jìn)入成鹽工序，成鹽采用加入硫氰酸鈉（ NaSCN），再加入冰醋酸是硫氰酸紅霉素結(jié)晶，通過高速離心得到晶體，再通過淋洗，干燥獲得成品。經(jīng)過三級發(fā)酵后的種子發(fā)酵液進(jìn)入發(fā)酵罐，經(jīng)過一個發(fā)酵周期后放罐，進(jìn)入預(yù)處理罐，期間進(jìn)行發(fā)酵液的堿化處理，以便后續(xù)工作。若達(dá)不到，需換發(fā)酵用的孢子，重新進(jìn)行步驟 2） 3） 4）。 3）菌種發(fā)酵水平的初步鑒定：在進(jìn)行發(fā)酵生產(chǎn)前需對菌種的發(fā)酵水平進(jìn)行測定，因此，通過對菌種進(jìn)行搖瓶發(fā)酵培養(yǎng)，檢測其發(fā)酵水平，可對菌種的發(fā)酵水平進(jìn)行初步的評估。 2） 擴(kuò)到培養(yǎng)：擴(kuò)大培養(yǎng)采用搖瓶種子培養(yǎng)。篩選高產(chǎn)，高純度的孢子，保存，以備后期發(fā)酵使用。能穩(wěn)產(chǎn)、高產(chǎn)。 （ 4）安全生產(chǎn)，以保證人身和設(shè)備的安全。 （ 3）盡量減少三廢排放量，有合理的三廢處理措施。努力提高原料利用率，提高勞動生產(chǎn)率，降低水、電、汽及其他能量消耗，降低生產(chǎn)成本，使工廠建成后能迅速投產(chǎn)，在短期內(nèi)到達(dá)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力和產(chǎn)品質(zhì)量要求，并做到生產(chǎn)穩(wěn)定、安全、可靠 。而本設(shè)計(jì)成品種紅霉素含量按 85%計(jì)算。常用的方法有噴霧干燥、微波干燥、滾筒干燥、冷凍干燥等。過濾是按過濾推動力不同分類的：重力過濾、離心過濾、加壓和真空過濾 萃取 [24]是分離液體混合物的單元操作之一，將選定的有機(jī)溶劑加到混合物中，依照各組分在溶劑中溶解度不同從而達(dá)到分離的目的。 離心機(jī)和過濾機(jī) [23]是發(fā)酵生產(chǎn)中必不可少的部分。 常 用設(shè)備 [22]中容器型式有：常壓平底、平蓋容器，常壓平底、錐蓋容器。 液體攪拌 [21]目的是使參與的個無聊能充分混合，但不同類型的攪拌過程的流動過程的流動狀況及對攪拌的要求不同。 在采用上述中的除雜方法后，可采用紫外分光光度計(jì)法 [19]對紅霉素組成及含量進(jìn)行檢測。該方法除雜方法簡單、徹底，得到紅霉素純度很高，測定結(jié)果準(zhǔn)確，但是高效液相色譜法操作復(fù)雜，響應(yīng)時間長。陰離子交換纖維在使用后可進(jìn)行再生，再生后其脫色效果基本不會變化，可重復(fù)利用，降低生產(chǎn)過程中脫色的成本。研究表明發(fā)酵液在 PH呈偏堿性時，用陰離子交換纖維進(jìn)行脫色效果明顯。方法簡單，膜污染后清洗方便，且恢復(fù)率 6 高，生產(chǎn)成本降低。 研究開發(fā)陶瓷膜集成技術(shù)新的生產(chǎn)工藝 [16]，大大降低紅霉素提取成本，減少廢水排放、提高了目標(biāo)產(chǎn)物的回收率。與離線測定相比人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)測定能夠提供更多的信息，從而實(shí)現(xiàn)對紅 霉素發(fā)酵過程進(jìn)行實(shí)時的調(diào)控。研究發(fā)現(xiàn)通過變溫使發(fā)酵中后期發(fā)酵液粘度的提高有利于紅霉素A的生產(chǎn)，發(fā)酵液粘度的提高有利于提高供氧進(jìn)一步提高紅霉素 A的比例，降低雜質(zhì)的含量，從而降低生產(chǎn)成本。 再者，不同發(fā)酵階段不同發(fā)酵溫度對發(fā)酵液的組成有著不同程度上的影響 [14]，有研究表明變溫發(fā)酵生產(chǎn)紅霉素，能夠影響發(fā)酵液的組成。 有研究表明通過控制供氧可以調(diào)節(jié)紅霉素發(fā)酵液的組成 [13]，通過對紅霉素工程菌 ZL1004發(fā)酵液組分的影響，采用不同形式搖床、改變搖瓶裝液量，并在 50L發(fā)酵罐中控制不同的溶氧水平，說明低供氧對于 B 組分的轉(zhuǎn)化具有抑制作用，高供氧有利于紅霉素有效組分 A的合成。由于紅霉素發(fā)酵過程具有嚴(yán)重非線性、時變性、不穩(wěn)定性和生長周期長等特點(diǎn)需進(jìn)行神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)測的程序設(shè)計(jì)。為了克服傳統(tǒng) PID的缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)者通過對模糊控制的了解，將模糊控制與 PID控制相結(jié)合得到模糊 PID控制，使得控制過程變得精度更高，改善了系統(tǒng)的動靜態(tài)性能，是 發(fā)酵過程的調(diào)控更加的準(zhǔn)確。分析表明細(xì)胞內(nèi)外及關(guān)鍵酶的調(diào)控，在加入玉米漿后促進(jìn)了 TCA 循環(huán)的中間代謝，誘導(dǎo)提高了紅霉素的合成。通過增加SAMs 基因的劑量，并利用所構(gòu)建基因表達(dá)單元中羥基化酶（ ery G）和甲基化酶（ ery K）的不同組合方式，以及同源重組位點(diǎn)的改變，調(diào)節(jié)兩個酶的表達(dá)比例，疏導(dǎo)中間產(chǎn)物向目標(biāo)產(chǎn)物紅霉素的轉(zhuǎn)化，從而提高紅霉素的濃度 通過優(yōu)化優(yōu)化工業(yè)發(fā)酵條件，來提高紅霉素 A 的產(chǎn)量生產(chǎn) [10]，在 50L 的糖多孢紅菌霉發(fā)酵生產(chǎn)紅霉素過程中，加入玉米漿會提高紅霉素 A 的產(chǎn)率。生物鑒定紅霉素的濃度表明改造后的菌株 E1 是改造前菌株 E2 的 2 倍多。這個模型在某種程度上解釋了，在生化水平的改善油基生產(chǎn)過程紅霉素的產(chǎn)量，以及改善糖基發(fā)酵過程中， mutB 紅霉菌株基因水平上突變的調(diào)控。有研究表明在 pSET 152 質(zhì)粒中構(gòu)建兩個 aveB IV 的表達(dá)單元，將構(gòu)建的隨機(jī)整合質(zhì)粒導(dǎo)入MH J02