【正文】 制備。 常用其鹽酸鹽 ， 為黃色結(jié)晶性粉末 。在水中易溶 ， 在乙醇中略溶 ， 在氯仿或乙醚中不溶。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 2 圖 土霉素分子式 四環(huán)素族有相似的理化性質(zhì)。在干燥條件下比較穩(wěn)定 ， 但遇光易變色。堿性條件下可開環(huán)生成具有內(nèi)酯的異構(gòu)體 。存在碳十酚羥基和碳十二烯醇基 ， 可與金屬離子整合 ， 形成有色配合物 ， 也可與鈣離子、鋁離子形成黃色配合物 ， 與鐵離子形成紅色配合物。 ② 菌絲體有營養(yǎng)菌絲、氣生菌絲和孢子絲之分 ， 孢子絲再形成分生孢子。菌絲成樹枝分支 ， 白的 ， 包子灰白色 ， 柱形。 ④ 蔗糖硝酸鹽瓊脂 :氣絲白色 ， 斑片狀 ， 在邊緣?？扇苌芈晕ⅫS色。 ⑤ 牛奶胨化 ， 不凝固 ， 淀粉水解有限 ， 纖維素上不生長。 培養(yǎng)溫度 :37℃ 保存方法 :真空冷凍干燥法。腸球菌屬對(duì)其耐藥。多年來由于土霉素和四環(huán)素類的廣泛應(yīng)用 ， 臨床常見病原菌對(duì)土霉素素耐藥現(xiàn)象嚴(yán)重 ， 包括葡萄球菌等革蘭陽性菌及多數(shù)革蘭陰性桿菌。本品作用機(jī)制 主要是通過抑制核糖體蛋白質(zhì)的合成來抑制內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 3 細(xì)菌生長。另一機(jī)制是可與二價(jià)陽離子（主要是鎂離子）結(jié)合 ， 破壞鎂離子與核糖體正常結(jié)合 ， 影響核糖體的功能。用于痢疾、斑疹傷寒、沙眼、結(jié)膜炎、肺炎、中耳炎、癤瘡及皮膚化膿感染等。 由于土霉素的廣泛應(yīng)用 ， 臨床常見病原菌對(duì)土霉素素耐藥現(xiàn)象嚴(yán)重 ， 并且由于其副作用嚴(yán)重 ， 現(xiàn)在臨床上多用于獸用藥。土霉素在獸醫(yī)臨床上主要用于治療豬喘氣病、豬肺疫、豬丹毒、急性呼吸道感染、腹瀉、仔豬黃白痢、支原體病、牛和豬鉤端螺旋體病以及細(xì)菌性腸炎、肺炎、乳房炎、產(chǎn)后感染、臍炎 ， 也可局部應(yīng)用治療子宮內(nèi)膜炎等。土霉素 /硫酸鋅組的治愈率明顯高于單用硫酸鋅蹄浴組（ p） [6]。此外 ， 土霉素為黃色結(jié)晶粉末 ， 能與多價(jià)陽離子如 Mg++、 Ga++、 AI+++等起洛合作用 ， 較易溶于水 ， 口服易吸收 ， 吸收后可廣泛分布于各組織 ， 因此可采用土霉素及土霉素鈣來提高蛋殼色澤。 150 頭母牛被隨機(jī)分為 3 組 ， 分別為 :土霉 素治療組 ， 四環(huán)素加炎痛靜治療組及對(duì)照組。結(jié)果表明土霉素組對(duì)母牛因胎衣不下所致的子宮內(nèi)膜炎的預(yù)防保護(hù)率為 84%， 效果明顯 [7]。仔豬在發(fā)生白痢病的過程中 ， 由于消化道炎癥 ， 吸收機(jī)能發(fā)生障礙 ， 維生素 B1 的吸收不足 ， 糖的氧化供能就不能順利進(jìn)行 ， 組織中的的丙酮酸、乳酸堆積、影響神經(jīng)組織和心肌代謝 ， 病豬出現(xiàn)心跳加快、心臟衰弱癥狀。而引起仔豬白痢的大腸桿菌屬于革蘭氏陰性桿菌 ， 因此 ， 低濃度的土霉素可起到抑制作用 ， 高濃度則可達(dá)到直接殺滅作用。結(jié)果表明 ， 脫氧土霉素對(duì)雞大腸桿菌的最小抑菌濃度為 。 國內(nèi)有關(guān)土霉素制劑生產(chǎn)應(yīng)用概況 土霉素原料藥在市場(chǎng)競(jìng)爭中的最大優(yōu)勢(shì)是價(jià)格低廉 ， 因此 ， 多年來它大量用于畜禽藥及飼料添加劑。同時(shí) ，開發(fā)長效的獸用土霉素制劑（長效土霉素注射液）也將更好地被用于獸醫(yī)臨床 ， 為養(yǎng)殖增效 ， 節(jié)藥用藥成本。 土霉素市場(chǎng)及深加工前景分析 [2] 在上世紀(jì) 60～ 70 年代 ， 土霉素曾經(jīng)在我國抗菌藥市場(chǎng)上占據(jù)著重要位置 ， 但自 80年代中后期起 ， 土霉素的市場(chǎng)就開始逐漸下滑 ， 大批企業(yè)先后放棄了生產(chǎn)。目前主要生產(chǎn)企業(yè)為石家莊華曙 制藥 、 內(nèi)蒙古赤峰 制藥 、 山西星火制藥等。 隨著土霉素產(chǎn)量的不斷下降 ， 出口量也逐年減少 ， 出口價(jià)格一路走低。近年來 ， 出口量和出口價(jià)格還在下滑。在發(fā)達(dá)國家 ，土霉素已基本不再使用 ， 發(fā)達(dá)國家畜牧業(yè)中用的也是純度高的無菌土霉素 。 以土霉素為原料生產(chǎn)半合成抗生素的市場(chǎng)前景較好。目前我國有多西霉素 原料 藥 生產(chǎn)批文的企業(yè) 10 多家 ， 但大部分企業(yè)因技術(shù)工藝等原因未能生產(chǎn)。 20 世紀(jì)末 ， 我國多西霉素年產(chǎn)量為 700 噸 ， 目前達(dá) 1000 噸左右。預(yù)計(jì)今年市場(chǎng)仍然看好 ， 是土霉素深加工的一個(gè)方向。也有企業(yè)將土霉素、增效藥甲氧芐啶、維生素 B維生素 B6等組成復(fù)方土霉 素 ， 能使土霉素療效增加 ， 還能降低消化道副反應(yīng)。近年來我國養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展 ， 飼料工業(yè)已成為我國發(fā)展最快的產(chǎn)業(yè)之一 ， 20 世紀(jì) 90 年代初 ， 全國飼料產(chǎn)量為 3500 萬噸 ， 現(xiàn)在已超過 1 億噸。因此 ， 在眾多抗生素品種中 ， 價(jià)格最低的土霉素今后將會(huì)在我國大量用于畜禽用藥及飼料添加劑中 ， 預(yù)計(jì)這方面的需求會(huì)不斷增長 ， 成為土霉素的主要市場(chǎng)。工藝設(shè)計(jì)是發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)的核心 ， 決定了整個(gè)發(fā)酵工廠設(shè)計(jì)的概貌。生物技術(shù)產(chǎn)業(yè)化裝置是由若干個(gè)單元設(shè)備以系統(tǒng)的、合理的方式組合起來的整體。 設(shè)計(jì)依據(jù) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)數(shù)理與生物工程學(xué)院下 達(dá) 的《內(nèi)蒙古科技大學(xué)（本科生）畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書》。 （ 2）必須進(jìn)行生物工藝流程優(yōu)化和參數(shù)優(yōu)化 ， 達(dá)到資金、原料、設(shè)施和人員的合理最佳使用。 （ 4）符合國家和地方的環(huán)境保護(hù)法規(guī) ， 按照工業(yè)生態(tài)學(xué)和減少原料和能量使用 ， 物料的分層多級(jí)綜合利用和廢棄物資源化循環(huán)利用的“ 3R”原則 ， 達(dá)到清潔生產(chǎn)。 （ 6）保證整套系 統(tǒng)能適應(yīng)和抑制外部擾動(dòng)的影響 ， 達(dá)到整套系統(tǒng)的可控性。 2) 進(jìn)行生產(chǎn)工藝的各種計(jì)算。 4) 車間設(shè)備布置的方案比較和設(shè)備配置的平面和空間關(guān)系的確定及設(shè)計(jì)制圖。 6) 正式繪制工藝流程圖、車間設(shè)備布置圖等 ， 編制設(shè)備表和主要材料估算表。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 8 第三章 土霉素 生產(chǎn)工藝 土霉素生產(chǎn)工藝流程簡介 土霉素生產(chǎn)工藝主要分為 :發(fā)酵、酸化過濾、脫色結(jié)晶、干燥四個(gè)階段。土霉菌砂土管應(yīng)保存在 2— 5℃ 低溫下。 （ 2）斜面培養(yǎng)及配置 用 5%麥皮 ， 2%的洋菜或加 1%— 2%的淀粉 ， 加水 100 毫升 ， 煮成粥狀 ， 裝入試管或培養(yǎng)瓶 ， 瓶口塞上棉塞 ， 再用雙層紗布和一層廢報(bào)紙把瓶口包好 ， 用繩扎緊 ， 放在高壓滅菌器中 ， 以 個(gè)大氣壓滅菌 30 分鐘 ， 取出冷至 40℃ 左右 ， 傾斜放置 ， 成為斜面。為了節(jié)省沙土孢子菌種 ， 可以用斜面土霉素干成品 [干燥 ] [離心 ] 15%氨水調(diào) — .， 28— 30℃ [結(jié)晶 ] 1222 樹脂 [脫色 ] [過濾 ] %黃血鹽 % [發(fā)酵 ] [酸化 ] 31℃ ， 160— 200h 31℃ ， 26— 32h [種子擴(kuò)大 培養(yǎng) ] 二級(jí)種子液 發(fā)酵液 脫色液 草酸，調(diào) — 酸化液 濾液 結(jié)晶液 土霉素濕品 ℃ ， 4— 5 天 [孢子培養(yǎng) ] [孢子培養(yǎng) ] 砂土孢子 斜面孢子 一級(jí)種子液 30℃ 28— 30h 空氣攪拌 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 9 接種的辦法繁殖菌種。 培養(yǎng)基的配制 把斜面上長好的土霉菌孢子用接種鏟摟到三角瓶的培養(yǎng)液里 ， 經(jīng)振蕩培養(yǎng)即可制成。滅菌過的培養(yǎng)液在無菌室或接種箱里移進(jìn)土霉素塊 ， 放到搖床上振蕩培養(yǎng) 48 小時(shí)即成。裝入三角瓶的培養(yǎng)液多少要適量 ， 太多菌絲生長不好 ， 太少不經(jīng)濟(jì)。振蕩培養(yǎng)的溫度是 27— 30℃ ， 超出這個(gè)范圍 ， 菌絲生長不好 ， 最適溫度是 28— 29℃ 。此法可得到較高純度、無菌、細(xì)菌內(nèi)毒素合乎要求的土霉素原料。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 10 ② 以水為溶劑 ， 將土霉素溶解、純化、結(jié)晶。采用目前國內(nèi)比較先進(jìn)的中空纖維超膜過濾技術(shù) ，選擇合適的過濾膜 ， 進(jìn)行兩級(jí)過濾 ， 分別去除凈化和細(xì)菌內(nèi)霉素。 產(chǎn)品達(dá)到了英國藥典 2021 版 ， 美國藥典 25 版標(biāo)準(zhǔn) ， 已形成了年產(chǎn) 60 噸的生產(chǎn)規(guī)模。 土霉素的分離 采用高效毛細(xì)管電泳法分離土霉素及其相關(guān)物質(zhì)。 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 11 第四章 工藝計(jì)算 物料衡算 培養(yǎng)及配比關(guān)系 （ 1）種子培養(yǎng)基配比 :（ g/L） 淀粉 :50 糊精 :6 豆餅粉 :25 酵母粉 :6 硫酸銨 :8 碳酸鈣 : 磷酸二氫鉀 : 豆油 : 氯化鈷 : 氯化鈉 :4 （ 2）發(fā)酵培養(yǎng)基配比 :（ g/L） 淀粉 :80 豆餅粉 :29 酵母粉 :4 硫酸銨 :11 碳酸鈣 :6 磷酸二氫鉀 : 豆油 : 氯化鈷 : 淀粉酶 : 氯化鈉 :2 玉米漿 :7 （ 3）補(bǔ)料培養(yǎng)基配比 :（ g/L） 淀粉 :50 豆餅粉 :2 碳酸鈣 : 磷酸二氫鉀 : 淀粉酶 : 氯化鈉 :2 每天放罐發(fā)酵液體積 放罐體積由下式計(jì)算 : f1000 U qUd MV m ?? [8] （ 41） 式中 ， M— 年產(chǎn)量 ， t/a Uq— 成品效價(jià) ， u/mg Uf— 年平均發(fā)酵水平 ， u/ml m— 年工作日 ， d/a η — 提取總水平 ， % 由設(shè)計(jì)要求 :M=400t/a， Uq=1000u/mg， m=310d/a， Uf =32021 u/ml， η =95% 代入上述公式 得 : 1 0 0 0 4 0 0 1 0 0 03 1 0 3 2 0 0 0 9 5 %dV ??? ??=（ m3） 取 Vd =42（ m3） 發(fā)酵車間物料衡算 由上述公式得 Vd 分三部分 : 種子液 :V1=Vd? 20%=42? 20%=（ m3） 底料液 :V2=Vd? 70%=42? 70%=（ m3） 補(bǔ)料液 :V3=Vd? 10%=42? 10%=（ m3） 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 12 底料物料用量 :發(fā)酵培養(yǎng)基配方 ? V2 種子液物料用量 :發(fā)酵培養(yǎng)基配方 ? V1 補(bǔ)料中物料按用量分別流加。 種子罐容積確定 進(jìn)料量 =接種量 +基礎(chǔ)培養(yǎng)基（消后） 出料量 =成品液 +損失量（逃液 +蒸發(fā)） 培養(yǎng)基 消前 96% Vd’= 96%= m3 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 15 種子罐公稱容積 : 0 39。 39。/d 39。 39。 70%V ? =（ m179。V? 10m179。L? = 6 100% 10 ??%， 符合設(shè)計(jì)要求。39。 ??? 取 2 臺(tái) 二級(jí)種子罐臺(tái)數(shù) : 取 T’=28h， 所以 7 2839。 熱量計(jì)算 發(fā)酵過程中的熱效應(yīng)計(jì)算 [8] FLQ Q V?? (46) 式中 ， Q — 發(fā)酵罐的發(fā)酵熱效應(yīng) ， KJ/h QF— 單位體積 ， 發(fā)酵液所產(chǎn)生的熱量 ， 也稱發(fā)酵熱 ， KJ/h VL— 發(fā)酵罐內(nèi)發(fā)酵液的體積 ， m179。 本設(shè)計(jì)取 :QF =21000 KJ/( m179。 h) 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì) 說明書 16 則發(fā)酵罐發(fā)酵過程中的熱效應(yīng) :Q=21000? 42=882021（ KJ/h） 種子罐發(fā)酵過程中的熱效應(yīng) :Q’=21000? =176400（ KJ/h） 水的用量 （ 1） 自來水 ① 配料用水（約為消前培養(yǎng)基體積） V 發(fā) =179。 V 補(bǔ) =179。 V 種 ’=10 6%=179。 其中取補(bǔ)料罐裝料系數(shù) ? =80% ， 則其 V0= 80%? 取 5 m179。則 : V 總 =（ V 發(fā) + V 種 + V 補(bǔ) + V 發(fā) ’ + V 種 ’ + V 補(bǔ) ’） =（ +++3++）=（ m） 179。℃ ) t1— 冷卻水進(jìn)口溫度 ， ℃ t2— 冷卻水出口溫度 ， ℃ 取裕量系數(shù) ， 則 W=21()QCt t? ① 冬 季冷卻水用量 已知 C=(Kg℃ ) ， 取 t1=10℃ ， t2= 25℃ 發(fā)酵罐 :Q 冷 =882021（ KJ/h） W= 882021 (25 10)???= （ Kg/h） 種子罐 :Q 冷 ’=176400（ KJ/h） W’= 176400 (25 10)???=（ Kg/h） 總用水量 : W 總 =（ W+W’） =（ +） =（ Kg/h） （ 3）實(shí)消過程冷卻水用量 A=2/ 1212KF WC stte tt?? ? （ 48） 2lnKFW CA? （ 49） 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 ， m2 K— 平均傳熱系數(shù) ， KJ/(.℃ )