【正文】 能會分解產(chǎn)物而使生產(chǎn)失??； （ 4）污染的雜菌大量繁殖，會改變反應(yīng)介質(zhì)的 pH，從而使生物化學(xué)反應(yīng)發(fā)生異常變化； （ 5）發(fā)生噬菌體污染，微生物細(xì)胞被破裂而使生產(chǎn)失敗等。常用的滅菌方法有：化學(xué)滅菌、射線滅菌、干熱滅菌、濕熱滅菌和過濾滅菌等。 中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說明書 第 7頁 培養(yǎng)基的 連續(xù) 滅菌 圖 41 連續(xù)滅菌的流程圖 培養(yǎng)基連續(xù)滅菌為在短時間內(nèi)被加熱到滅菌溫度（ 130℃ ~140℃ ），短時間內(nèi)保溫（一般為 5~8min） ,升降溫時間相對較短，可以實(shí)現(xiàn)自動控制、提高發(fā)酵罐的設(shè)備利用率，蒸汽用量平穩(wěn)等優(yōu)點(diǎn)，培養(yǎng)基在短時間內(nèi)被加熱到滅菌溫度，短時間保溫后快速冷卻，再進(jìn)入早已滅完菌的發(fā)酵罐，這樣不但可以節(jié)省時間，更重要的是減少了培養(yǎng)基的破壞率。連續(xù)滅菌流程如上圖。 滅菌原理：對數(shù)殘留定律（對培養(yǎng)基進(jìn)行濕熱滅菌時，培養(yǎng)基中的微生物受熱死亡的速率與殘存的微生物數(shù)量成正比）。根據(jù)國家藥品質(zhì)量管理規(guī)范的要求，生物制品、藥品的生產(chǎn)場地業(yè)需要符合空氣潔凈度的要求。 過濾介質(zhì)除菌是目前發(fā)酵工業(yè)中空氣除菌的主要手段， 常用的過濾介質(zhì)有棉花、 活性炭或玻璃纖維、有機(jī)合成纖維、有機(jī)和無機(jī)燒結(jié)材料等。這里采用斜面培養(yǎng)法進(jìn)行無菌空氣的檢查，具體方法為： 500ml 三角瓶內(nèi)裝斜面培養(yǎng)基 50ml，接種后置旋轉(zhuǎn)式搖床上， 30℃ 下培養(yǎng) 24h 后觀察有無菌落形成?？展逌缇菍⑺械耐饪诙忌晕⒋蜷_，然后通入水蒸汽，讓水蒸汽盡量通過每一個菌落達(dá)到滅菌效果。 5．種子擴(kuò)大培養(yǎng) 本發(fā)酵屬于一級種子罐擴(kuò)大培養(yǎng)，二級發(fā)酵?；罨蟮木N用生理鹽水洗下，轉(zhuǎn)接于搖瓶種子培養(yǎng)基 , 接種量 5%~6%， 30℃ 培養(yǎng) 12h。 發(fā)酵罐培養(yǎng) 將擴(kuò)大培養(yǎng)后的菌種以 5%的接種量接入發(fā)酵罐中，發(fā)酵溫度控制在 30℃ ，罐壓 ㎏ /cm2， 發(fā)酵過程中通過流加 Na0H 溶液控制發(fā)酵液 pH。發(fā)酵過程中采用自動攪拌器，將轉(zhuǎn)速控制在100r/min，使流加堿液與發(fā)酵液快速混合均勻。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在 250ml 的三角瓶中裝 液量為 100ml，轉(zhuǎn)速 150r/min酶活最高，裝液量過多或過少，產(chǎn)酶量較低。當(dāng)搖床轉(zhuǎn)速過快時，產(chǎn)酶量也不高，可能是 菌絲斷裂過度。 此課程設(shè)計(jì)中選擇使用機(jī)械攪拌式通風(fēng)發(fā)酵罐。它是利用機(jī)械攪拌器的作用，使空氣和發(fā)酵液充分混合，促使氧在發(fā)酵液中溶解，以保證供給微生物生長繁殖、發(fā)酵所需要的氧氣。 發(fā)酵罐罐體的幾何尺寸計(jì)算 H0/D=，而酸性蛋白酶 對空氣有一定要求，為了使之更大面積的接受氧氣，黑曲霉 所用發(fā)酵罐設(shè)計(jì)為矮胖形，即： H0/D=，從通風(fēng)角度講， 空壓機(jī)為無油潤滑一級壓縮 , 出口壓力 。所以大型發(fā)酵罐設(shè)計(jì)成矮胖形可降低液柱高度 , 有利通風(fēng)溶氧。 , 就是減速箱內(nèi)設(shè)一對弧形傘齒輪使進(jìn)軸作 90176。既降低了設(shè)備安裝高度 , 又給安裝維修帶來了很大方便 , 如圖： 圖 61 傳動部臥式電動機(jī)聯(lián)軸圖 四臺發(fā)酵罐采用二種減速箱 , 前二臺罐為迸口減速箱 , 減速箱內(nèi)裝有一對直齒輪和一對弧形傘齒輪 , 結(jié)構(gòu)簡單 , 維修方便 , 一般只有傘齒輪及進(jìn)軸、軸承損中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說明書 第 11頁 壞要維修更新。 變向 , 由聯(lián)軸節(jié)與臥式電動機(jī)相聯(lián)。 部軸承座 , 內(nèi)裝中型普通軸承一粒 , 輕型平面受力軸承一粒 ， 軸承上端軸頭由夾殼聯(lián)軸節(jié)與減速箱出軸 聯(lián)接。罐內(nèi)設(shè)計(jì)放二部軸瓦來定位罐內(nèi)軸與上主軸的同心度 , 上部軸瓦在盤管上方 , 下部軸瓦安裝在軸端。只要上下軸垂直同心度裝得好 , 軸瓦、軸套半年到一年更換一次。設(shè)計(jì)中采取盤管式 , 列管式同時采用的做法 , 加設(shè)盤管組相對來講好布置 , 可利用盤管間之間隙當(dāng)樓梯用 , 給安裝及今后維修帶來很大方便?？紤]罐徑大 , 放熱量集中冷卻效果一定要好 ,所以又在冷卻管的合理進(jìn)出水上做文章 , 采用快進(jìn)快出的接管法 , 就是把盤管列管分成多組 , 使冷卻水分成多路進(jìn)多路出 , 以水在冷卻管內(nèi) 米 /秒停留 1 分鐘來分組。原則冷卻塔循環(huán)水量要大于發(fā)酵用水量約倍 , 保證熱水通過冷卻塔及時降溫到氣溫夏天滿足發(fā)酵冷卻用水的需要 ,如圖 圖 62 發(fā)酵罐冷卻管設(shè)計(jì) 中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說明書 第 12頁 次直接影響到產(chǎn)酸及攪拌功率 , 由于罐體矮胖形 , 罐徑大 ,， 設(shè)計(jì)采用大槳葉 , 低轉(zhuǎn)速。 所以 , 采用高通風(fēng) , 大槳葉 , 低轉(zhuǎn)速攪抖 ,可降低攪拌功率 , 同樣達(dá)到高產(chǎn)酸的效果。 八萬葉輪尺寸如下： 葉徑 d==5200=1900mm， 盤徑 d==1900=1175mm， 葉片高 h==1900=280mm， 葉片弧長 L==1900=760mm， 風(fēng)管： 罐壓 ： ，罐溫 ： 35℃ ， 培養(yǎng)基量： 最大通風(fēng)比 1： 時 120 m3。 貯氣筒壓頭 P（供氣最低壓力）：空氣輸送管道阻力 ，二級空氣過濾器阻力 。 盤管放在底道槳葉片下面 , 盤管下方開三排小孔 ,， 二排成 45176。 , 放料管從罐底中接出斜穿過水泥墩壁排水孔引接到打料泵送等電點(diǎn)提取。整臺罐底下通風(fēng)好 , 陽光照 , 清洗消毒非 常方便。 發(fā)酵罐壁厚 罐體壁厚 中北大學(xué) 2020 年發(fā)酵工程課程設(shè)計(jì)說明書 第 14頁 δ1=pD/(2σψp)+C （ 62） 式（ 62）中： p— 耐受壓強(qiáng)（取 ） ψ— 焊縫系數(shù)，雙面焊取 ，無縫焊取 σ— 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（不銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150℃ ,137 MPa） C— 腐蝕裕度，當(dāng) δ C10mm時， C=3mm 解得罐體壁厚 δ1=pD/(2σψp)+C=1500/（ 2137） +3=4. 7 mm 取整為 δ1=5 mm 封頭壁厚 δ2=pDy/(2σψ) +C （ 63） 式（ 63）中： p— 耐受壓強(qiáng)（取 ） y— 開孔系數(shù)，取 ψ— 焊縫系數(shù)，雙面焊取 ，無縫焊取 σ— 設(shè)計(jì)溫度下的許用應(yīng)力（不銹鋼焊接壓力容器許用應(yīng)力為150℃ ,137 MPa） C— 腐蝕裕度，當(dāng) δ C10mm時， C=3mm 解得封頭壁厚 δ2=pDy/(2σψ)+C=1500（ 2137） +3= mm 取整為 δ2=7 mm 發(fā)酵罐個數(shù)的確定 已知年產(chǎn)量為 1000 噸，一年有 300 個工作日， 黑曲霉 發(fā)酵周期 T=48h=2d，其中清理發(fā)酵罐 1 天，產(chǎn)量為 50 g/L，罐壓 ㎏ /㎝ 2。 3=100 次 每批次產(chǎn)酸性蛋白酶 1000/100=10 噸 總提取率為： 90 %